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여기서는 천재적인 과학자 뉴턴(Isaac Newton; lived 1641-1727)에 의해 발전된 천체역학에 대해 다루고자 한다.
그는 물리학과 수학의 발전에 지대한 공을 세운 인물이다.
뉴턴이 이러한 공을 세울 수 있었던 것은 남들과 다른 과학적 사고 방식을 가졌기 때문이다.
예컨데 그는 다음과 같은 문제에 봉착하였고 실마리를 찾으려고 노력하였다.
'행성은 어째서 타원궤도로 태양주위를 공전하는 것일까?', '자전하는 지구의 표면위에 우리는 어떻게 서 있을 수 있을까?'
마침내 뉴턴은 이러한 질문에 대한 해답을 그의 3가지 운동법칙과
물체사이에 형성되는 중력(gravity)라 불리우는 기초적인 힘을 발견함으로 찾을 수 있었다.
더 나아가 케플러가 발견한 '행성이 타원궤도를 돈다'라는 사실을 그의 역제곱법칙과 미분방정식을 이용하여 직접 수식적으로 증명하였다.
여기선 그의 세가지 운동법칙과 중력에 대해 논하겠다. 마지막으로 천문학에서 적용되는 몇가지 예도 설명할 것이다.
Nova Orbis tabula [De Wit 1688]
이 그림은 조지아대학(Univ. of Georgia)에서 제공된
그림이다. 그림을 자세히 보면 북회귀선(the Tropic of Cancer, 위도: 북위 23도)과 남회귀선(the Tropic of
Capricorn, 위도: 남위 23도)사이에 태양의 곡선을 볼 수 있다.