Была ли масса Юпитера «угадана» Кеплером или Галилеем?

Нет. Иоганн Кеплер опубликовал то, что сейчас известно как его третий закон движения планет, в 1619 году (в трактате Harmonices Mundi ), но открыл его уже 15 мая 1618 года. Он просто связал среднее расстояние планеты от Солнца с ее средним значением. угловое движение, без слова о массе, я думаю. Он писал о гравитации и массе ( не точный физический термин) в предисловии к своей более ранней книге Astronomia Nova .

Благодаря людям (Rafael Gil Brand, Roger Ceragioli и RH van Gent) с дискуссионного форума H-ASTRO у меня есть следующее обновление № 1:

1, Первоначальная форма третьего закона (сформулированная для планет), свободно переведенная на английский язык, гласит примерно:

«...абсолютно достоверно и совершенно правильно, что отношение, существующее между периодическими временами любых двух планет, составляет ровно 3/2 отношения средних расстояний, т. е. самих сфер, имея в виду, однако, что среднее арифметическое между обоими диаметрами эллиптической орбиты немного меньше большего диаметра».

2. Хотя (насколько мне известно из моего собственного опыта ранних наблюдений двойных звезд Галилеем) практически невозможно доказать, что более раннее наблюдение/идея не существовало, кажется, что первое применение третьего закона Кеплера к спутниковую систему Юпитера можно найти в Philosophiae Naturalis Principia Mathematica Ньютона (2-е изд. 1713 г.), lib. III, проп. 8, что составляет 1/1033 солнечной массы.

Возможно, Риччоли что-то говорил на эту тему в одном из своих монументальных трактатов, опубликованных примерно в середине XVII века.

Обновление №2

Риччоли, похоже, обсуждает связь между удлинением галилеевых спутников Юпитера и их орбитальными периодами как в своих Almagestum Novum , так и в Astronomia Reformata , и цитирует Vendelinus ( Godefroy_Wendelin ). Запись в Википедии для него гласит:

«В 1643 году он признал, что третий закон Кеплера применим к спутникам Юпитера».

без дальнейших подробностей.

Обновление № 3 - Окончательный ответ

Я публикую здесь окончательный ответ Кристофера Линтона из H-ASTRO:

«Кеплер в «Воспроизведении астрономии Коперника» (1618–1621) действительно применил свой третий закон к спутникам Юпитера (в статье 553). Он получил данные из «Мира Юпитера» Саймона Майра (Mundus Jovialis, 1614). Он устанавливает что$T^2/a^3$примерно постоянен, и делается вывод, что физический механизм, заставляющий планеты двигаться так, как они это делают, такой же, как тот, который заставляет спутники Юпитера вращаться вокруг Юпитера».

Происхождение закона Кеплера может быть очень легко понято современными читателями (Landau & Lifsitz, Vol.1 Mechanics ). Учитывая закон обратных квадратов Ньютона, примененный к планете, вращающейся вокруг Солнца (здесь опускаем векторные обозначения),

$$\frac{d^2r}{dt^2}=-G \frac{M_{Sun}}{r^2}$$ мы можем легко видеть, что новые подобные орбиты (действительные решения, характерные для дальнейших возможных планет) получаются путем масштабирования данного решения $r(t)$следующим образом $$r'(t)=\lambda \ r(t/\tau)$$ с условием (закон Кеплера) $$\frac{\lambda^3}{\tau^2}=1\ .$$ Если это соотношение масштабирования не соблюдается, масштабированное решение $r'(t)$остается в силе , если масса центрального объекта изменяется в соответствии с $M'= M_{Sun}\ \lambda^3/\tau^2$. Если тогда $M'$представим массу Юпитера, мы можем получить «юпитерианский» закон Кеплера $$\frac{\tau^2}{\lambda^3}=\frac{M_{Sun}}{M_{Jup.}}\approx 1000 \ .$$

Едва ли это можно было бы назвать «законом» по сегодняшним меркам после 300 лет динамичного просвещения широкой общественности. Я предполагаю, что в начале 1600-х годов, когда эти блестящие люди выводили постоянные соотношения из данных наблюдений, они мыслили только чисто кинематическими терминами, возможно, они даже верили, что открыли законы (небесной) кинематики как таковые. Долгое время после Кеплера понятие массы было вообще неясным ни для Ньютона, ни даже для Маха 200 лет спустя. Принимая во внимание эти правдоподобные аргументы, я бы ответил на ваш вопрос отрицательно , они не могли вывести соотношение масс из закона Кеплера в начале 1600-х годов.

Но я не историк науки, и, поскольку эта симпатичная область науки продолжает приносить сюрпризы и новые идеи, я бы сказал, что информированное мнение историка было бы обязательным на данном этапе.