نظام العالم
الكتاب الثالث ، بعنوان De mundi systemate (حول نظام العالم) ، هو عرض للعديد من نتائج الجاذبية الكونية ، وخاصة عواقبها على علم الفلك. إنه يبني على مقترحات الكتب السابقة ، ويطبقها بخصوصية أكثر مما ورد في الكتاب الأول على الحركات التي لوحظت في النظام الشمسي. هنا (تم تقديمه من خلال الاقتراح 22 ، [30] والاستمرار في الاقتراحات 25-35 [31]) تم تطوير العديد من ميزات ومخالفات الحركة المدارية للقمر ، وخاصة الاختلاف. يسرد نيوتن الملاحظات الفلكية التي يعتمد عليها ، [32] ويثبت بطريقة تدريجية أن قانون التربيع العكسي للجاذبية المتبادلة ينطبق على أجسام النظام الشمسي ، بدءًا من الأقمار الصناعية لكوكب المشتري [33] ويمر على مراحل لإظهار ذلك القانون مطبق عالميًا. [34] كما أنه يعطي بداية من Lemma 4 [35] و Proposition 40 [36] نظرية حركات المذنبات ، والتي جاءت الكثير من البيانات الخاصة بها من John Flamsteed و Edmond Halley ، وحسابات للمد والجزر ، [37] في محاولة لتقديرات كمية مساهمات الشمس [38] والقمر [39] في حركات المد والجزر. ويقدم النظرية الأولى لمباشرة الاعتدالات. [40] يعتبر الكتاب 3 أيضًا المذبذب التوافقي في ثلاثة أبعاد ، والحركة في قوانين القوة التعسفية.
في الكتاب الثالث ، أوضح نيوتن أيضًا وجهة نظره حول مركزية الشمس للنظام الشمسي ، والتي تم تعديلها بطريقة حديثة إلى حد ما ، حيث أدرك بالفعل في منتصف ثمانينيات القرن السادس عشر "انحراف الشمس" عن مركز ثقل النظام الشمسي. ] بالنسبة لنيوتن ، "يجب اعتبار مركز الثقل المشترك للأرض والشمس وجميع الكواكب مركز العالم" ، [42] وأن هذا المركز "إما في حالة راحة ، أو يتحرك بشكل موحد للأمام في خط صحيح ". [43] رفض نيوتن البديل الثاني بعد أن تبنى الموقف القائل بأن "مركز نظام العالم ثابت" ، وهو "معترف به من قبل الجميع ، بينما يرى البعض أن الأرض ، والبعض الآخر ، أن الشمس ثابتة في ذلك مركز ". [43] قدر نيوتن نسب الكتلة الشمس: كوكب المشتري والشمس: زحل ، [44] وأشار إلى أن هذه تضع مركز الشمس بعيدًا قليلاً عن مركز الجاذبية المشترك ، ولكن قليلاً فقط ، المسافة على الأكثر "بالكاد" تصل إلى قطر واحد للشمس ". [45]
إسهامات إسحاق نيوتن في كتاب The System of the World
كان الكتاب الثالث للعالم نيوتن يطلق عليه اسم The System of the World وقد ظهر لأول مرة في عام 1687. ونجد أن هذا العنوان جزيء. ولقد خطط نیوتن لتوضيح ليس فقط كيفية حركة النظام الكوني الكبير، وإنما السبب في تلك الحركة. ولقد تضمن تفسيره ديناميكية العالم أو ما أطلق عليه الجاذبية التي تعد الآن قوة الجذب بين الأجسام في كل مكان. وقد ربط بين سقوط التفاحة على الأرض -- الذي وضح فكرة الجاذبية الأرضية - وبين حركة الكواكب البعيدة.
كما ذكر نیوتن، فإن مدى قوة الجاذبية يعتمد أولا على كتلة الأشياء التي يتم جذبها نحو مركز الكرة الأرضية. فكلما زادت كتلة الجسمين، تشتد قوى الجاذبية بينهما. إن ك" من الجسم الكبير والصغير ينجذبان إلى بعضهما البعض بطريقة متساوية ، ولكن الجسم الكبير مقاومته أكبر وحركته أقل. إن كتلة الشمس الضخمة تسمح لها بأن تظل ثابتة في مكانها بالقرب من مركز النظام الشمسي وتسمح للأرض وباقي الكواكب بالدوران حولها. وهكذا، تم إثبات ما ذكره العالم نيقولاوس كوبرنیکس بأن كلا من الأرض والكواكب جميعها تدور حول الشمس في عام 1543.
أما المفهوم الثاني المهيمن في قوانين نيوتن للحركة هي المسافة. وكما اعتقد كثيرون قبل نیوتن ومنهم روبرت هوك نجد أن الجاذبية تخضع لقانون التربيع العكسي. إذ أن مضاعفة المسافة بين جسمين يضعف من قوى الجذب المتبادلة بينهما بما يقدر بثلاثة أرباع. ونتيجة لذلك، وضح نيوتن أن المسافة والكتلة وحدهما هما المؤثرتان وليس الحجم. تتفاعل الأجسام المتماثلة، وعلى وجد التحديد الكبيرة، وكأن كل كتلتها تتركز في نقطة ما في وسط كل منهما.
هكذا، وجد نیوتن الآن أن بإمكانه أن يثبت أن الأجسام التي تتحرك بحرية وبسلاسة تحت تأثير الجاذبية تتبع مسارات محددة وواضحة: بمعنى أنه إذا كانت المدارات مغلقة ينشأ قطع ناقص، بينما ينشأ قطع مكافئ حينما لا تلتقي النهايات. هذا، وتسلك الكواكب والأقمار والمذنبات المسارات المحددة لها، لأن الجاذبية تقوم بالتوازن بينها. وبالتالي، يتمكن كل منها من الحركة في اتجاه مستقيم. وبناء عليه، تقوم الجاذبية بسحبهما في مدارات ثابتة.
قانون نيوتن للجاذبية الأرضية: تناسب قوى الجذب بين جسمين طرديا مع حاصل ضرب الكتلتين ، وتتناسب عكسيا مع المسافة بين المركزين.
هذا، وقد تم شرح قانون الجاذبية العام بمزيد من التفصيل؛ حيث يشتد المد في المحيطات بسبب قوى الجذب بين الشمس والقمر وشكل كوكب الأرض وحركات القمر القة وتقدم الاعتدالين - الذي يغير بدوره نموذج سماء الليل المعروف على مدار آلاف منين. وفي موضع واحد فقط اعترف نیوتن بالجهل؛ حيث اكتشف أنه لا يستطيع شرح الجاذبية نفسها. وهذا ببساطة شديدة هو كل ما في الأمر.
