يوهانس كيبلر: السيرة الذاتية والقوانين والأعمال والمزيد

هل تساءلت يومًا من هو؟ يوهانس كيبلر؟ حسنًا ، لقد كان عالمًا ألمانيًا مهمًا للغاية ، وقد تميز بمعرفته في علم الفلك والفلسفة ، فقد جاء ليخلق ويوضح وجود القوانين الثلاثة لحركة الكواكب ، والتي تسمى اليوم قوانين كبلر. ندعوك لقراءة هذا المقال لمعرفة المزيد عن حياته وعمله.

سيرة يوهانس كبلر

في وقته يوهانس كيبلر كان من المهم جدًا أنه جاء للعمل مع Tycho Brahe ، واستبدله لاحقًا في منصب عالم الرياضيات الإمبراطوري لرودولف الثاني. نظرًا لإنجازاته غير العادية ، عمد الاتحاد الفلكي الدولي إلى تعميد جرم نجمي قمري باسم كيبلر في عام 1935. دعونا نتعلم المزيد عن حياته

طفولة

كانت سنة ولادته 1571 ، في مدينة فورتمبيرغ الألمانية ، التي كانت آنذاك دوقية. منذ أن كان طفلاً كان يعاني من العديد من الأمراض ، مثل قصر النظر وأمراض المعدة وكان يعاني من الصداع. عندما كان في الثالثة من عمره ، أصيب بمرض الجدري ، والذي تضمنت آثاره ضعف البصر الشديد.

على الرغم من أنه كان يعاني دائمًا من مشاكل صحية خطيرة ، إلا أنه كان دائمًا طفلًا نقيًا ، يتمتع بذكاء كبير ، ويتمتع بترك انطباع رائع بين الأشخاص الذين أقاموا في نزل والدته ، مستخدمًا مواهبه غير العادية في الرياضيات. في عام 1584 تمكن من دخول المدرسة البروتستانتية في مدينة أديلبيرغ.

دراسات

بسبب ذكائه المثبت ، بدأ في عام 1589 بدراسة علم اللاهوت في جامعة توبنغن. عندما وجد نفسه هناك ، أتيحت له الفرصة ليكون مدرس الرياضيات الخاص به ، والذي كان لديه بالفعل معرفة بنظرية مركزية الشمس لكوبرنيكوس وشاركها على نطاق واسع.

اتبع كبلر تعاليم فيثاغورس ، واعتقد أن الله هو أعظم مقياس جغرافي ، خالق الكون التوافقي ، ولاحظ بساطة نظرية فيثاغورس إحدى سمات خطة الله الإبداعية. واصل دراسته في توبنغن ، حتى بعد حصوله على درجة الماجستير في عام 1591.

زواج

يوهانس كيبلر تزوج مرتين. عقد زواجه الأول ، نتيجة الراحة المطلقة ، في 27 أبريل 1597 ، مع الآنسة باربرا مولر. هذا الزواج ، الذي رتب له أقاربه ، جعله زوجًا لامرأة ممتلئة الجسم ، بروح بسيطة ، لها شخصية كريهة.

المسار الأكاديمي

في عام 1594 غادر توبنغن ، متوجهًا إلى مدينة غراتس الواقعة في النمسا ، حيث تابع مسيرته المهنية كأستاذ في الجامعة ، حيث قام بتدريس الحساب والهندسة والبلاغة ، وتمكن من تكريس وقت فراغه لهواية كانت بمثابة الفلك.

نحن نشير إلى الوقت الذي لم يتم فيه رسم الفرق بين المعتقد والعلم بشكل كامل ، وكانت آليات الطريقة التي تتحرك بها الأجرام السماوية لا تزال غير معروفة عمليًا. في الواقع ، تم التأكيد على أن مثل هذه الإزاحات تخضع للشرائع الإلهية.

أثناء وجوده في غراتس ، نشر تقاويم تحتوي على تنبؤات فلكية ، والتي كتبها كبلر ، على الرغم من عدم موافقته على بعض الإرشادات.

ثم ، في عام 1600 ، ذهب للعيش في مدينة براغ ، عاصمة جمهورية التشيك اليوم ، بدعوة من عالم الفلك المعروف تايكو براهي ، الذي تواصل مع كيبلر ، بعد قراءة منشوراته. توفي البروفيسور براهي في العام التالي وتولى كبلر منصبه كعالم رياضيات وفلكي في بلاط الإمبراطور.

لفترة طويلة يوهانس كيبلر لقد احتفظ بنظرية جمعت بين مركزية الأرض ومركزية الشمس ، ليحول لاحقًا تصميماته الخاصة بمركزية الأرض نحو مركزية الشمس. على الرغم من أنه حقق هدفه ، إلا أنه استمر في العثور على تناقضات خطيرة بين المسار الذي ، وفقًا لحساباته ، يجب أن تصنعه الأجرام السماوية والمسار الذي فعلوه بالفعل.

هذا الاستنتاج دفعه إلى التكهن بأن ، تشكل شمس الجسم الذي تنبثق منه القوة التي تجعل الكواكب تدور في بيئتها ، عندما يزداد المسار بين الكوكب والشمس ، يجب تقليل السرعة التي تتم بها الحركة. ليكون قادرًا على الإدلاء بهذا البيان ، كان عليه أن يتخلص من المفهوم المقبول منذ آلاف السنين ، بأن الطريق الذي سلكته الأجرام السماوية تم عن طريق مدارات دائرية.

في عام 1612 ، حصل على المنصب المشرف كعالم رياضيات من ولايات النمسا العليا ، التي كانت تشكل مقاطعة لينز. على الرغم من التكريم الذي تلقاه واكتشافاته ، يوهانس كيبلر لم يكن راضيا.

كان مقتنعًا بأن التناغم والبساطة هما القواعد التي تحكم الكون ، ولهذا السبب كان يبحث دائمًا عن علاقة بسيطة ، يمكن من خلالها لأوقات ثورة الكواكب ، المعروفة اليوم بالفترات المدارية ، والمسافة إلى الكواكب شرح.

يوهانس كيبلر استغرق الأمر أكثر من تسع سنوات للحصول على هذه العلاقة البسيطة والمضي قدمًا في صياغة القانون الثالث لحركة الكواكب ، والذي بموجبه تتناسب الفترة المدارية للكوكب مع المحور شبه الرئيسي للقطع الناقص مرفوعًا إلى قوة 3/2.

في عام 1628 ، دخل لتقديم خدماته لأمر من A. السنوات التي مرت ، لكنه لم يكملها. بالكاد قبل شهر من وفاته بسبب الحمى ، يوهانس كيبلر لقد غادر سيليزيا لإيجاد وظيفة جديدة.

Muerte

يوهانس كيبلر توفي عام 1630 ، في مدينة ريغنسبورغ ، أثناء سفره مع عائلته من لينز إلى ساجان. على شاهد قبره نقش المرثية التالية التي أنشأها:

"قمت بقياس السماء ، والآن أقيس الظلال.

أشرق الروح في السماء.

الجسد يقع على الأرض".

عمل علمي

في عام 1594 متى يوهانس كيبلر غادر مدينة توبنغن وذهب إلى جراتس في النمسا ، حيث ابتكر فرضية هندسية معقدة لمحاولة شرح الفواصل بين مدارات الكواكب ، والتي تم تصورها بشكل خاطئ على أنها دائرية في ذلك الوقت.

عند تحليل فرضيته ، توصل كبلر إلى أن ملف مدار من الكواكب كانت إهليلجية. لكن تلك الاستقطاعات الأولى تزامنت مع الواقع بنسبة 5٪ فقط. وذكر أيضًا أن الشمس هي التي تمارس قوة يتناقص حجمها عكسًا متناسبًا مع المسافة وتتسبب في تحرك الكواكب حول مداراتها.

في عام 1596 ، تمكن من نشر أطروحة تسمى Mysterium Cosmographicum. تنبع أهمية هذا العمل من حقيقة أنه كان تعبيرًا عن أول عرض علمي واسع النطاق ومعقول للمزايا الهندسية لنظرية كوبرنيكوس.

في العام التالي ، في عام 1597 ، نشر Mysterium Cosmographicum ، حيث يترك دليلاً صريحًا على وسائل الراحة التي ، من موقع العلوم الهندسية ، المستمدة من نظرية مركزية الشمس.

يوهانس كيبلر كان أستاذاً لعلم الفلك والرياضيات في جامعة غراتس من 1954 إلى 1600 ، عندما عُرض عليه منصب مساعد عالم الفلك الدنماركي تايكو براهي في مرصد براغ. بحلول الوقت الذي توفي فيه براهي عام 1601 ، كان كبلر قد تولى منصبه كعالم رياضيات إمبراطوري وعالم فلك للإمبراطور رودولف الثاني.

من بين أعماله التي تم إنتاجها في تلك الفترة ، كان من أكثر أعماله صلة بالموضوع Astronomia Nova ، الذي نُشر في عام 1609. وقد كان تجميعًا رائعًا لجهوده المضنية لحساب مدار كوكب المريخ ، والذي حاول بشكل حصري تقريبًا التقاطه في إنها حساباته على مدار هذا الكوكب.

في علم الفلك نوفا ، قدم اثنين من قوانينه الثلاثة المعروفة لحركة الكواكب ، والتي تسمى اليوم قوانين كبلر. في عام 1610 نشر كتابه "أطروحة مع السفير" ، الذي تناول الملاحظات التي أدلى بها جاليليو جاليلي.

في العام التالي ، كان قادرًا على إبداء ملاحظاته الخاصة بشأن الأقمار الصناعية التي وصفها العالم الإيطالي ، وذلك بفضل مساعدة التلسكوب ، ونشر نتائج هذه الملاحظات في عمله Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus.

تم تعيينه عالمًا للرياضيات في الولايات النمساوية في عام 1612. وأثناء وجوده في هذا المنصب ، أقام في لينز ، حيث كتب كتابه Harmonices Mundi ، Libri (1619) ، والذي وضع فيه قانونه الثالث ، لإثبات العلاقة الخطية من متوسط ​​المسافة من كوكب إلى الشمس.

في نفس الفترة يوهانس كيبلر نشر Epitome Astronomiae Copernicanae (1618-1621) ، حيث تمكن من جمع كل اكتشافاته في منشور واحد.

كان للأهمية نفسها كتابه الأول عن علم الفلك ، والذي استند إلى مبادئ كوبرنيكوس ، والذي كان له في العقود الثلاثة التالية تأثير غير عادي ، حيث جذب العديد من علماء الفلك إلى كبلر كوبرنيكوس.

آخر عمل ذي صلة نُشر عندما كان كبلر لا يزال على قيد الحياة ، كانت جداول رودولفين ، في عام 1625. استنادًا إلى المعلومات التي جمعها براهي ، تمكنت الجداول الجديدة الخاصة بحركة الكواكب من تقليل متوسط ​​أخطاء الموقع الحقيقي ل كوكب من 5 درجات إلى 10 درجات مئوية.

لاحقًا ، اتخذ عالم الرياضيات والفيزيائي الإنجليزي السير إسحاق نيوتن أساسًا لنظريات وملاحظات يوهانس كيبلر ، كأساس نظري لصياغة قانون الجاذبية الكونية.

إذا كنت مهتمًا ، يمكنك أيضًا مشاهدة ملف سيرة إسحاق نيوتن.

قدم كبلر أيضًا مساهمات مهمة في مجال البصريات ، حيث نجح في صياغة ما يلي:

• القانون الأساسي للقياس الضوئي
• انعكاس كامل
• النظرية الأولى للرؤية الحديثة
• طور نظامًا متناهي الصغر ، سلف حساب التفاضل والتكامل المتناهي الصغر لايبنتز ونيوتن.

قوانين كبلر الثلاثة

ابتكر الفلكي الألماني القوانين الثلاثة المعروفة التي تحمل اسمه ، بعد تحليل بيانات عدد كبير من الملاحظات التي قام بها Tycho Brahe (1546-1601) حول تحركات الكواكب ، ولا سيما على كوكب المريخ.

يوهانس كيبلر، باستخدام حسابات معقدة للغاية ، تمكنت من استنتاج أن هناك اختلافات ذات صلة بين المسار الذي تم حسابه أن كوكب المريخ سيتخذه وملاحظات براهي ، وهي اختلافات وصلت في بعض الحالات إلى 8 دقائق من القوس ، في الواقع ، كانت ملاحظات براهي تحتوي على دقة حوالي دقيقتين من القوس.

ساعدته هذه الاختلافات المكتشفة على اكتشاف المدار الحقيقي لكوكب المريخ والكواكب الأخرى في النظام الشمسي.

القانون الأول

يعتقد كبلر ، خلافًا للنظرية الدائرية ، أن مدارات الكواكب عبارة عن أشكال بيضاوية ذات انحراف صغير وتقع فيها الشمس في إحدى بؤرها. إذا نظرت إليها بعناية ، فإنها تعطيك انطباعًا بأن القطع الناقص هو في الأصل دائرة تم تسويتها قليلاً.

من الناحية النظرية ، يُعطى الاسم الناقص لمنحنى مسطح ومغلق يكون فيه مجموع المسافة إلى البؤر (النقاط الثابتة ، F1 و F2) من أي من النقاط M التي تشكلها ثابتًا ويساوي طول المحور الرئيسي للقطع الناقص (الجزء AB). المحور الصغير للقطع الناقص هو قرص مضغوط ، وهو عمودي على القطعة AB ويقطعه في المنتصف.

يمثل اللامركزية درجة تعديل القطع الناقص. لا يوجد انحراف مركزي للصفر ، لذلك ستكون دائرة كاملة. كلما زاد تعديل الانحراف ، زاد عدد زوايا القطع الناقص.

تسمى المدارات ذات الزوايا التي تساوي واحدًا المدارات المكافئة ، وتسمى المدارات الأكبر من واحدة المدارات الزائدية.

إذا كانت المسافة بين البؤر F1F2 تساوي صفرًا ، كما في حالة الدائرة ، سينتج عن الانحراف أيضًا صفر.

الاستنتاج الذي توصل إليه كبلر هو أن مدارات الكواكب بيضاوية الشكل ، مع تعديل بسيط أو انسيابية. في حالة كوكب الأرض ، فإن قيمة الجيوب هي 0.017 ، والكوكب الأكثر تغيرًا في القطع الناقص هو بلوتو مع 0.248 ، يليه عطارد بـ 0.206.

الثاني قانون المدارات

متجه نصف القطر الذي يربط الكواكب بمركز الشمس يمكن أن يغطي نفس المناطق في نفس الوقت. السرعة المدارية للكوكب ، وهي السرعة التي يتحرك بها في مداره ، متغيرة ، وتتناسب عكسياً مع المسافة من الشمس. ولهذا السبب ، يُستنتج أنه عند مسافة أكبر ، تكون السرعة المدارية أقل ، بينما على مسافات أقصر ، ستكون السرعة المدارية أعلى.

ستكون السرعة المدارية للكواكب هي الحد الأقصى ، عندما تكون في نقطة مدارها الأقرب إلى الشمس ، والتي تسمى الحضيض الشمسي ، وستكون لها سرعة دنيا في أبعد نقطة لها عن الشمس ، تسمى الأوج.

متجه أي كوكب هو الخط التخيلي الذي يربط مركز الكوكب بالشمس في لحظة معينة. من ناحية أخرى ، سيكون هذا المتجه المداري مساويًا لمجموع الفترات الزمنية التي يستغرقها الكوكب للانتقال من متجه إلى آخر ، حتى إكمال دورة واحدة.

من خلال الاستنتاجات التي توصل إليها كبلر بشأن تحليله للمدارات الإهليلجية ، وجد أنه نظرًا لأن النبات كان أقرب إلى الشمس ، فيجب أن يتحرك بشكل أسرع ، ووجد أن الوقت الذي ينتقل فيه كوكب من ناقل إلى آخر ، يجب أن يكون هو نفسه للجميع التحويلات عن طريق النواقل التالية.

الثالث. قانون التوافقية ونجم كبلر

في شهر تشرين الأول سنة 1604 يوهانس كيبلر كان قادرًا على رؤية المستعر الأعظم في مجرتنا ، والذي تم تعميده لاحقًا باسم نجم كبلر. يمكن رؤية هذا المستعر الأعظم نفسه من قبل علماء أوروبيين آخرين ، مثل برونوفسكي في براغ ، الذي تناظر مع كبلر ، وألتوبيلي في فيرونا ، وكلافيوس في روما ، وكابرا وماريوس في بادوفا.

قام كبلر ، بناءً على عمل Brahe ، بإجراء تحليل مفصل لهذا المستعر الأعظم الذي ظهر ، في كتابه De Stella Nova in Pede Serpentarii ، بترجمته ، The New Star in the Foot of Ophiuchus ، ووضع الأسس لنظريته القائلة بأن الكون دائمًا في حالة حركة ، وأنه يتأثر بتعديلات مهمة.

كانت شدة النجم لدرجة أنه يمكن ملاحظتها بالعين المجردة في غضون 18 شهرًا من ظهورها. يقع نجم السوبرنوفا هذا على بعد 13.000 سنة ضوئية فقط من كوكب الأرض.

وبالتالي ، لم يكن من الممكن رصد مستعر أعظم آخر داخل مجرتنا. نظرًا لتطور سطوع النجم الذي تم قياسه ورصده ، يُعتقد اليوم أنه أحد المستعرات الأعظمية من النوع الأول.

ملخص أعمال كبلر

ونتيجة لأبحاثه التي قام بها طوال حياته ، يوهانس كيبلر نشر الأعمال التالية مرتبة ترتيبًا زمنيًا:

• ميستيريوم كوزموغرافيكوم (اللغز الكوني ، 1596).
• علم الفلك بارس اوبتيكا (الجزء البصري من علم الفلك 1604).
• De Stella nova في pede Serpentarii (النجم الجديد في سفح الحواء 1604). في 17 أكتوبر 1604 ، لاحظ كبلر ظهور نجم جديد. أثارت هذه الملاحظة ، التي أكدها علماء الفلك الأوروبيون الآخرون ، فضوله بعمق. بالإضافة إلى الاهتمام من وجهة النظر الفلكية ، فقد كان سؤالًا فلسفيًا أساسيًا ، حيث دافع كبلر دائمًا عن النظرية القائلة بأن الكون ليس شيئًا ثابتًا. من المعروف الآن أن نجم كبلر كان أحد المستعرات الأعظمية من الدرجة الأولى.
•  علم الفلك نوفا (علم الفلك الجديد ، 1609).
• الديوبتر (ديوبتر ، 1611). بناءً على قصر النظر الذي عانى منه ، كان كيبلر مهتمًا دائمًا بالبصريات. أدت الاستنتاجات العملية لهذا العمل إلى ظهور النظارات أو العدسات التي ساعدت الأشخاص الذين يعانون من قصر النظر وبطول النظر الشيخوخي على الرؤية بشكل أفضل ، كما ساهمت في تصميم تلسكوب جديد ، والذي استخدم في الملاحظات الفلكية لسنوات ، والذي حصل على اسم تلسكوب كبلر. .
• De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam in Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit (1613). نظرًا للمعرفة الخاصة التي اكتسبها ، كتب يوهانس كيبلر هذا العمل الفضولي والمختصر الذي أوضح فيه بالبيانات العلمية أن يسوع قد ولد في العام 4 قبل الميلاد.
• خلاصة علم الفلك كوبرنيكانا (نُشرت في ثلاثة أجزاء ، 1618-1621).
•  تنسيق العالم (انسجام العوالم ، 1619).
•  تابولاي رودولفيناي (1627).
• السومنيوم (الحلم ، 1634) ، هي قصة خيالية يستطيع فيها أبطال الفيلم مشاهدة مشهد الأرض وهو ينقلب على نفسه. بفضل هذا العمل ، كان من الممكن التأكيد على أن كبلر كان أول مؤلف خيال علمي في التاريخ.

بصرف النظر عن عمله كعالم فلك وعالم رياضيات ، يوهانس كيبلر أصبح منجمًا مهمًا جدًا. كان توقعان مهمان للغاية ، الأول يتعلق بالمحاصيل ، والثاني مرتبط بمن سيفوز في معركة ضد الأتراك ، منحته المكانة ، باعتباره أستاذًا في فن تفسير أقوال أوراكل. نجوم.

كان هذا النشاط ، الذي لم يكن كيبلر فخوراً به بشكل خاص ، قادراً على منحه دخلاً اقتصاديًا كبيرًا في وقت كان فيه دخله يمر بأوقات عصيبة.

كان هذا خلافه لدرجة أن يوهانس كيبلر قيل إنه قال إن عِلم التنجيم الزاني يجب أن يدعم والدتها ، علم الفلك ، لأن أجور علماء الرياضيات هزيلة جدًا لدرجة أن الأم ستضطر حتماً إلى الجوع إذا لم تحصل الابنة على القوت. لا يترك هذا البيان أي شك حول وجهة نظر كبلر في علم التنجيم.

• جداول رودولفين. إنه ليس عملًا ليوهانس كيبلر مشهورًا مثل قوانينه المعروفة لحركة الكواكب ، وعلى الرغم من ذلك ، فإنها تشكل أحد أهم أعمال ذروة كيبلر ، لأنها عنصر أساسي في بداية علم الفلك الجديد.

كانت هذه الطاولات في الأصل عملاً بتكليف من الملك رودولفو الثاني ، ولهذا السبب تحمل اسم رودولفيناس. تم تكليفهم في الأصل بـ Tycho Brahe ، ولكن بسبب وفاته ، تم تكليف Kepler بالعمل ، الذي طبق نظرياته الجديدة في صياغته ، من أجل إتقان حسابات مواقع الشمس والقمر.

سمح له ذلك بحساب الأوقات التي ستحدث فيها الكسوف ، ليس فقط في ذلك الوقت ، ولكن في أي تاريخ ، سواء قبل أو بعد العصر المسيحي.

عند تحليلها ، يمكن استنتاج أن The Tables كان عملاً جبارًا حقًا ، والذي يقدم عرضًا لمئات الصفحات مع آلاف الحسابات التي كان على كيبلر القيام بها على مدار 22 عامًا طويلة. لحسن الحظ بالنسبة له ، في إجراء عدد كبير من الحسابات ، كان كبلر قادرًا على استخدامها ، لأنهم قد تم إدخالهم بالفعل في العلوم الرياضية ، لوغاريتمات نابير ، التي أتقنها كبلر.

كانت أهمية Las Tablas Rudolfinas هي التي كان لها تأثير أساسي على إعداد التقويمات التقويمية وعلى التنقل لأكثر من 200 عام.