Для правильного расчета вечного орбитального движения планет, определяемого ньютоновскими законами тяготения, необходимым условием было бы движение без трения через межпланетное вакуумное пространство. Объяснял ли когда-нибудь Ньютон, если и почему он игнорировал трение? Как и во многих других случаях, Ньютоном, по-видимому, руководила правильная интуиция.
Ньютон фактически рассматривал оба случая. Декарт, а затем и Гюйгенс предположили, что пространство заполнено вязкой жидкостью, и гравитация должна быть вызвана вихрями в этой жидкости .
Приняв теорию Декарта, он доказал, что отношение периодов обращения двух планет равно квадрату отношения их расстояний до Солнца (Начала, книга 2, предложение 52). Но из закона Кеплера, который был получен Кеплером из экспериментальных данных Тихо Браге, мы знаем, что правильный показатель степени на самом деле равен 3/2. Поэтому теория Декарта должна была быть отвергнута.
Более того, в Книге 3 Ньютон предположил, что планеты испытывают эффективную силу 1/r^2, что дает правильный закон Кеплера. Он не объяснил, откуда берется эта сила и в принципе она могла возникнуть от взаимодействия многих явлений, в том числе и от непустоты пространства. Однако он отказался размышлять о том, что вызывает закон силы ( hypotheses non fingo ). В любом случае он не рассматривал возможность закона обратных квадратов плюс непустоты пространства, так как это была ненужная гипотеза. Так что, по крайней мере, в этом смысле он предполагал, что пространство пусто.
Большая часть внеземного или планетарного пространства считается вакуумом. Поскольку газы и частицы присутствуют в планетарном пространстве в очень незначительных количествах, очевидно, что при движении в космосе должно существовать некоторое трение. Однако этим трением можно пренебречь, и вычисление этого трения потребует очень много времени и утомительной работы. Вероятно, это могло быть причиной того, что Ньютон не учитывал трение, возникающее в результате движения в пространстве.
Насколько мне известно, работа Ньютона по небесной механике в значительной степени основывалась на исследованиях, проведенных Иоганном Кеплером, который сам проанализировал измерения движения планет, сделанные Тихо Браге в Дании.
Кеплер смог описать траектории планет как эллипсы (на основе очень точных измерений Тихо Браге). В законах Кеплера не было добавлено никаких эффектов трения, потому что измерения не показали никаких доказательств такого явления (например, замедление планет или изменение их «идеальных» траекторий).
Поэтому я не вижу никаких причин, по которым Ньютон должен был обсуждать такой эффект для объектов, которые в первую очередь так «совершенно» подчиняются законам механики.
Но я не специалист по оригинальной работе самого Ньютона. Поэтому я не могу предоставить вам больше информации о том, проводил ли Ньютон какие-либо исследования трения в механических системах в земных или небесных сценариях.
Дж. Г.
Джон Алексиу