Hemelmechanica

De hemelmechanica is een traditionele tak van de sterrenkunde die zich bezighoudt met het verklaren van de bewegingen van de hemellichamen. Nadat het heliocentrische wereldbeeld van Nicolaus Copernicus ingang had gevonden, werd de hemelmechanica feitelijk gesticht door de formulering van de wetten van Kepler en de daarbij horende vergelijking van Kepler.

De algemene wet van de zwaartekracht (door Isaac Newton opgesteld) liet in principe toe, hemelmechanica te bedrijven voor complexe systemen met meer dan twee lichamen en met lichamen die groter zijn dan een denkbeeldige puntmassa. Vanaf drie lichamen is een zwaartekrachtsysteem echter inherent chaotisch (zie bijvoorbeeld het drielichamenprobleem). De exacte berekening van de banen der planeten in het zonnestelsel is dan ook een complex proces, waarbij krachtige numerieke methoden voor het oplossen van differentiaalvergelijkingen komen kijken.

Eén van de eerste rechtstreekse verificaties voor de algemene relativiteitstheorie bestond in het waarnemen van de periheliumprecessie van de planeet Mercurius. Deze precessie volgt niet uit de zwaartekrachtswet van Newton, maar wordt wel voorspeld door de algemene relativiteitstheorie.

Voor de berekening van moderne almanakken wordt niet langer rechtstreeks gebruikgemaakt van de onderliggende natuurwetten, maar van lange tabellen met periodieke termen. Die tabellen zijn op hun beurt uiteraard gebaseerd op meer fundamentele inzichten.

De hemelmechanica is toegankelijk gemaakt voor een breed publiek door Jean Meeus, o.a. door zijn boek Astronomical Algorithms.