Johannes Kepler: Biografie, Gesetze, Werke und mehr

Hast du dich jemals gefragt, wer das war? Johannes Kepler? Nun, er war ein sehr bedeutender deutscher Wissenschaftler, der sich durch sein Wissen in Astronomie und Philosophie auszeichnete, er kam, um die drei Gesetze der Planetenbewegung zu schaffen und zu demonstrieren, die heute als Kepler-Gesetze bezeichnet werden. Wir laden Sie ein, diesen Artikel zu lesen, um mehr über sein Leben und Werk zu erfahren.

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Biographie von Johannes Kepler

Zu seiner Zeit Johannes Kepler es war so wichtig, dass er mit Tycho Brahe zusammenarbeitete und ihn später in der Position des kaiserlichen Mathematikers von Rudolf II. ersetzte. Aufgrund seiner außergewöhnlichen Leistungen taufte die Internationale Astronomische Union 1935 einen Mondstern auf den Namen Kepler. Lassen Sie uns etwas mehr über sein Leben erfahren

Kindesalter

Sein Geburtsjahr war 1571 in der deutschen Stadt Württemberg, die damals ein Herzogtum war. Seit seiner Kindheit war er ein Mensch, der an vielen Leiden litt, wie Kurzsichtigkeit, Magenbeschwerden und er wurde von Kopfschmerzen gequält. Als er drei Jahre alt war, erkrankte er an der Pockenkrankheit, zu deren Folgen eine extrem schwächende Sehkraft gehörte.

Obwohl er immer ernsthafte gesundheitliche Probleme hatte, war er immer ein klares Kind mit großer Intelligenz, das es genoss, einen großen Eindruck unter den Menschen zu hinterlassen, die im Hostel seiner Mutter wohnten, indem er seine außergewöhnlichen mathematischen Fähigkeiten einsetzte. Im Jahr 1584 gelang ihm der Eintritt in das evangelische Priesterseminar in der Stadt Adelberg.

Studium

Aufgrund seiner erwiesenen Intelligenz begann er im Jahr 1589 ein Theologiestudium an der Universität Tübingen. Als er sich dort wiederfand, hatte er die Gelegenheit, Maestlin als seinen Mathematiklehrer zu haben, der bereits Kenntnisse über die heliozentrische Theorie von Copernicus hatte und diese weit verbreitete.

Kepler folgte den Lehren von Pythagoras und glaubte, dass Gott der größte Geometer war, Schöpfer eines harmonischen Universums, und beobachtete in der Einfachheit der pythagoreischen Theorie ein Merkmal von Gottes schöpferischem Plan. Auch nach seiner Magisterwürde 1591 studierte er weiter in Tübingen.

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Ehe

Johannes Kepler er war zweimal verheiratet. Seine erste Ehe, das Ergebnis absoluter Bequemlichkeit, wurde am 27. April 1597 mit Fräulein Bárbara Müller geschlossen. Diese Ehe, die von seinen Verwandten arrangiert wurde, machte ihn zum Paar einer rundlichen Frau mit einfachem Geist, die einen abscheulichen Charakter hatte.

Akademischer Werdegang

Im Jahr 1594 verließ er Tübingen, um nach Graz, einer Stadt in Österreich, zu gehen, wo er seine Karriere als Professor an der Universität fortsetzte, Arithmetik, Geometrie und Rhetorik lehrte und es schaffte, seine Freizeit einem Hobby zu widmen, das das war Astronomie.

Wir beziehen uns auf eine Zeit, in der der Unterschied zwischen Glaube und Wissenschaft noch nicht vollständig gezogen war und die Mechanik der Bewegung der Himmelskörper noch praktisch unbekannt war. Tatsächlich wurde behauptet, dass solche Bewegungen göttlichen Gesetzen gehorchen.

Während seines Aufenthalts in Graz hatte er Almanache mit astrologischen Vorhersagen veröffentlicht, die von Kepler verfasst wurden, obwohl er mit einigen der Richtlinien nicht einverstanden war.

Dann, im Jahr 1600, zog er auf Einladung des bekannten Astronomen Tycho Brahe, der mit Kepler kommunizierte, nachdem er seine Veröffentlichungen gelesen hatte, nach Prag, der heutigen Hauptstadt der Tschechischen Republik. Professor Brahe verstarb im folgenden Jahr und Kepler trat seine Stelle als Hofmathematiker und Astronom des Kaisers an.

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Längst Johannes Kepler Er behielt eine Theorie bei, die Geozentrismus mit Heliozentrismus kombinierte, um später seine geozentrischen Entwürfe in Richtung Heliozentrismus umzuwandeln. Obwohl er sein Ziel erreicht hatte, stellte er weiterhin gravierende Abweichungen zwischen dem Weg fest, den die Himmelskörper nach seinen Berechnungen hätten nehmen sollen, und dem, den sie tatsächlich einschlugen.

Diese Schlussfolgerung veranlasste ihn, das zu spekulieren, konstituierend Sonne der Körper, von dem die Kraft ausgeht, die die Planeten in ihrer Umgebung rotieren lässt, wenn die Bahn zwischen einem Planeten und der Sonne vergrößert wurde, musste die Geschwindigkeit, mit der die Bewegung ausgeführt wurde, reduziert werden. Um diese Aussage treffen zu können, musste er sich von der vor Tausenden von Jahren akzeptierten Vorstellung verabschieden, dass die Bahn der Himmelskörper durch kreisförmige Umlaufbahnen erfolgt.

Im Jahr 1612 erhielt er die ehrenvolle Stelle des Mathematikers der oberösterreichischen Länder, die den Bezirk Linz bildeten. Trotz der erhaltenen Ehrungen und seiner Entdeckungen, Johannes Kepler er war nicht zufrieden.

Er war davon überzeugt, dass Harmonie und Einfachheit die Regeln waren, die das Universum regierten, deshalb suchte er immer nach einem einfachen Zusammenhang, durch den sich die Umlaufzeiten der Planeten, heute als Umlaufzeiten bekannt, und die Entfernung zu den Planeten ließen erklärt werden.

Johannes Kepler Er brauchte mehr als neun Jahre, um diese einfache Beziehung zu verstehen und das dritte Bewegungsgesetz der Planeten zu formulieren, wonach die Umlaufzeit eines Planeten proportional zur großen Halbachse der Ellipse zur Potenz von ist 3/2.

Im Jahre 1628 trat er in den Orden des A. von Wallenstein in der Stadt Sagan, damals Provinz Schlesien, ein, um seine Dienste zu leisten, der ihm sein Wort gab, die Schulden zu erlassen, die die Krone bei ihm eingegangen war die Jahre, die vergangen waren, aber er hat es nie erfüllt. Knapp einen Monat bevor er an Fieber starb, Johannes Kepler er hatte Schlesien verlassen, um eine neue Stellung zu finden.

Tod

Johannes Kepler Er starb im Jahre 1630 in der Stadt Regensburg, als er mit seiner Familie von Linz nach Sagan reiste. Auf seinem Grabstein war folgendes Epitaph eingraviert, das von ihm geschaffen wurde:

„Ich habe den Himmel gemessen, und jetzt messe ich die Schatten.

Am Himmel leuchtete der Geist.

Auf der Erde ruht der Körper"

wissenschaftliche Arbeit

Im Jahr 1594, als Johannes Kepler Er verließ die Stadt Tübingen und ging nach Graz, in Österreich, er stellte eine Hypothese der komplexen Geometrie auf, um zu versuchen, die Trennungen zwischen den Planetenbahnen zu erklären, die damals fälschlicherweise als kreisförmig angenommen wurden.

Kepler analysierte seine Hypothese und stellte fest, dass die Umlaufbahn der Planeten waren elliptisch. Aber diese ersten Schlussfolgerungen stimmten nur zu 5 % mit der Realität überein. Er erklärte auch, dass die Sonne diejenige ist, die eine Kraft ausübt, deren Größe umgekehrt proportional zur Entfernung abnimmt und die die Planeten veranlasst, sich um ihre Umlaufbahnen zu bewegen.

Im Jahr 1596 gelang es ihm, eine Abhandlung mit dem Titel Mysterium Cosmographicum zu veröffentlichen. Die Bedeutung dieser Arbeit ergibt sich aus der Tatsache, dass sie Ausdruck der ersten umfassenden und plausiblen wissenschaftlichen Demonstration der geometrischen Vorteile der kopernikanischen Theorie war.

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Im folgenden Jahr, 1597, veröffentlichte er Mysterium Cosmographicum, in dem er ausdrücklich die Vorteile beweist, die sich aus der Position der geometrischen Wissenschaft aus der Theorie des Heliozentrismus ergeben.

Johannes Kepler Von 1954 bis 1600 war er Professor für Astronomie und Mathematik an der Universität Graz, als ihm eine Assistentenstelle des dänischen Astronomen Tycho Brahe an der Prager Sternwarte angeboten wurde. Als Brahe 1601 starb, hatte Kepler seine Position als kaiserlicher Mathematiker und Hofastronom bei Kaiser Rudolf II. angetreten.

Eines der relevantesten seiner in dieser Zeit entstandenen Werke ist Astronomia Nova, die im Jahr 1609 veröffentlicht wurde. Es war die großartige Zusammenstellung seiner sorgfältigen Bemühungen, die Umlaufbahn des Planeten Mars zu berechnen, für die er fast ausschließlich versuchte, sie einzufangen es seine Berechnungen auf der Umlaufbahn dieses Planeten.

In Astronomia Nova stellt er zwei seiner drei bekannten Bewegungsgesetze der Planeten vor, die heute als Keplersche Gesetze bezeichnet werden. Im Jahr 1610 veröffentlichte er die Dissertatio cum Nuncio Sidereo, die sich mit den Beobachtungen von Galileo Galilei befasste.

Im folgenden Jahr konnte er mit Hilfe eines Teleskops eigene Beobachtungen zu den von dem italienischen Wissenschaftler beschriebenen Satelliten machen und die Ergebnisse dieser Beobachtungen in seinem Werk Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus veröffentlichen.

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Im Jahr 1612 wurde er zum Mathematiker der österreichischen Staaten ernannt. In dieser Funktion ließ er sich in Linz nieder, wo er seine Harmonices Mundi, Libri (1619) schrieb, in denen er sein drittes Gesetz darlegte, um die lineare Beziehung zu demonstrieren der durchschnittlichen Entfernung eines Planeten von der Sonne.

im gleichen Zeitraum Johannes Kepler veröffentlicht die Epitome Astronomiae Copernicanae (1618-1621), in der es ihm gelingt, alle seine Entdeckungen in einer einzigen Veröffentlichung zu sammeln.

Die gleiche Bedeutung hatte sein erstes Lehrbuch der Astronomie, das auf den Prinzipien von Kopernikus basierte und in den folgenden drei Jahrzehnten einen außerordentlichen Einfluss hatte und viele Astronomen für den keplerschen Kopernikanismus anzog.

Das letzte relevante Werk, das noch zu Keplers Lebzeiten veröffentlicht wurde, waren die Rudolphine-Tafeln aus dem Jahr 1625. Basierend auf den von Brahe zusammengestellten Informationen gelang es den neuen Tafeln über die Bewegung der Planeten, die mittleren Fehler der reellen Position von a zu reduzieren Planet von 5° bis 10′.

Später nahm der englische Mathematiker und Physiker Sir Isaac Newton die Theorien und Beobachtungen der Johannes Kepler, als theoretische Grundlage für die Formulierung seines Gesetzes der universellen Gravitation.

Bei Interesse können Sie sich das auch anschauen Biographie Isaac Newtons.

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Kepler leistete auch wichtige Beiträge zur Optik und formulierte Folgendes:

  • Grundgesetz der Photometrie
  • Volle Reflexion
  • Erste Theorie des modernen Sehens
  • Er entwickelte ein Infinitesimalsystem, Vorläufer der Infinitesimalrechnung von Leibnitz und Newton.

Keplers drei Gesetze

Der deutsche Astronom schuf die drei bekannten Gesetze, die seinen Namen tragen, nachdem er die Daten einer großen Anzahl von Beobachtungen von Tycho Brahe (1546-1601) über die Bewegungen der Planeten, insbesondere des Planeten Mars, analysiert hatte.

Johannes Kepler, mit extrem komplizierten Berechnungen, gelang es zu dem Schluss, dass es relevante Unterschiede zwischen der berechneten Flugbahn, die der Planet Mars nehmen würde, und den Beobachtungen von Brahe gab, Unterschiede, die in einigen Fällen 8 Bogenminuten erreichten, tatsächlich hatten die Beobachtungen von Brahe eine Genauigkeit von etwa 2 Bogenminuten.

Diese gefundenen Unterschiede halfen ihm, die wahre Umlaufbahn des Planeten Mars und der anderen Planeten des Sonnensystems zu entdecken.

1. Hauptsatz: Elliptische Bahnen

Kepler vertrat im Gegensatz zur Kreistheorie die Auffassung, dass die Umlaufbahnen der Planeten Ellipsen sind, die eine kleine Exzentrizität aufweisen und in denen sich die Sonne in einem ihrer Brennpunkte befindet. Bei genauer Betrachtung entsteht der Eindruck, dass eine Ellipse ursprünglich ein leicht abgeflachter Kreis ist.

Theoretisch wird der Name Ellipse einer flachen und geschlossenen Kurve gegeben, bei der die Summe der Entfernungen zu den Brennpunkten (Fixpunkten, F1 und F2) von jedem der Punkte M, die sie bilden, konstant und gleich der Länge der ist Hauptachse der Ellipse (Segment AB). Die Nebenachse der Ellipse ist Segment CD, sie steht senkrecht auf Segment AB und schneidet es in der Mitte.

Die Exzentrizität repräsentiert den Modifikationsgrad einer Ellipse. Eine Exzentrizität von Null existiert nicht, also wäre es ein perfekter Kreis. Je größer die Modifikation der Exzentrizität ist, desto größer ist die Anzahl der Winkel der Ellipse.

Bahnen mit Winkeln gleich eins heißen parabelförmige Bahnen, solche größer als eins hyperbolische Bahnen.

Wenn der Abstand zwischen den Brennpunkten F1F2 gleich Null ist, wie im Fall des Kreises, ergibt sich auch die Exzentrizität zu Null.

Die Schlussfolgerung, zu der Kepler gelangt ist, ist, dass die Planetenbahnen elliptisch sind, mit einer kleinen Modifikation oder Sinuosität. Beim Planeten Erde beträgt der Wert der Sinusität 0.017, der Planet mit dem größten Veränderungsgrad seiner Ellipse ist Pluto mit 0.248, dicht gefolgt von Merkur mit 0.206.

2 Gesetz der Bahnen

Der Radiusvektor, der die Planeten mit dem Zentrum der Sonne verbindet, kann in der gleichen Zeit die gleichen Flächen abdecken. Die Umlaufgeschwindigkeit eines Planeten, also die Geschwindigkeit, mit der er sich auf seiner Umlaufbahn bewegt, ist variabel und umgekehrt proportional zum Abstand von der Sonne, weshalb geschlussfolgert wird, dass die Umlaufgeschwindigkeit in größerer Entfernung geringer ist , während bei kürzeren Entfernungen die Umlaufgeschwindigkeit höher ist.

Die Umlaufgeschwindigkeit der Planeten ist maximal, wenn sie sich am sonnennächsten Punkt ihrer Umlaufbahn befinden, der Perihel genannt wird, und sie haben eine minimale Geschwindigkeit an ihrem sonnenfernsten Punkt, dem Aphel.

Der Vektor eines Planeten ist die imaginäre Linie, die zu einem bestimmten Zeitpunkt den Mittelpunkt des Planeten mit der Sonne verbindet. Andererseits entspricht dieser Orbitalvektor der Summe der Zeitintervalle, die der Planet benötigt, um sich von einem Vektor zum anderen zu bewegen, bis er eine Umdrehung abgeschlossen hat.

Mit den Schlussfolgerungen, zu denen Kepler bei seiner Analyse elliptischer Umlaufbahnen gelangte, stellte er fest, dass sich eine Pflanze schneller bewegen sollte, wenn sie näher an der Sonne war, und stellte fest, dass die Zeit, in der sich ein Planet von einem Vektor zum anderen bewegte, für alle gleich sein sollte Übertragungen durch die folgenden Vektoren.

3. Harmonisches Gesetz und Keplers Stern

Im Monat Oktober des Jahres 1604, Johannes Kepler konnte die Supernova in unserer Galaxie sehen, die später auf den Namen Keplers-Stern getauft wurde. Dieselbe Supernova konnte von anderen europäischen Wissenschaftlern gesehen werden, wie Brunowski in Prag, der mit Kepler, Altobelli in Verona und Clavius ​​​​in Rom sowie Capra und Marius in Padua korrespondierte.

Kepler, basierend auf der Arbeit von Brahe, machte eine detaillierte Analyse dieser erschienenen Supernova in seinem Buch De Stella Nova in Pede Serpentarii, durch seine Übersetzung, der neue Stern im Fuß des Ophiuchus, und legte damit den Grundstein für seine Theorie, dass das Universum ständig in Bewegung ist und von wichtigen Veränderungen beeinflusst wird.

Die Intensität des Sterns war so groß, dass er innerhalb von 18 Monaten nach seinem Erscheinen mit bloßem Auge beobachtet werden konnte. Dieser Supernova-Stern befindet sich nur 13.000 Lichtjahre vom Planeten Erde entfernt.

In der Folge war es nicht möglich, eine weitere Supernova in unserer eigenen Galaxie zu beobachten. Aufgrund der gemessenen und beobachteten Helligkeitsentwicklung des Sterns wird heute angenommen, dass es sich um eine Typ-I-Supernova handelt.

Zusammenfassung von Keplers Werken

Als Ergebnis seiner Forschungen, die er sein ganzes Leben lang durchführte, Johannes Kepler Er veröffentlichte die folgenden Werke, die chronologisch geordnet sind:

  • Mysterium cosmographicum (Das kosmische Mysterium, 1596).
  • Astronomiae Pars Optica (Der optische Teil der Astronomie, 1604).
  • Von Stella nova in pede Serpentarii (Der neue Stern am Fuße des Schlangenträgers, 1604). Am 17. Oktober 1604 beobachtete Kepler das Erscheinen eines neuen Sterns. Die Beobachtung, die von anderen europäischen Astronomen bestätigt wurde, weckte seine Neugier zutiefst. Neben dem Interesse aus astronomischer Sicht war es eine wesentliche philosophische Frage, da Kepler immer die Theorie verteidigte, dass das Universum nichts Statisches sei. Es ist jetzt bekannt, dass Keplers Stern eine Supernova der Klasse I war.
  •  Astronomia Nova (Neue Astronomie, 1609).
  • Dioptrie (Dioptrie, 1611). Aufgrund seiner Kurzsichtigkeit interessierte sich Kepler schon immer für Optik. Die praktischen Schlussfolgerungen dieser Arbeit führten zu Brillen oder Linsen, die kurzsichtigen und alterssichtigen Menschen zu besserem Sehen verhalfen, und trugen auch zur Konstruktion eines neuen Teleskops bei, das jahrelang für astronomische Beobachtungen verwendet wurde und das den Namen Kepler-Teleskop erhielt. .
  • De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam in Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit (1613). Johannes Kepler verfasste aufgrund seiner erworbenen Spezialkenntnisse dieses kuriose und kurze Werk, in dem er mit wissenschaftlichen Daten nachwies, dass Jesus im Jahr 4 v. Chr. geboren worden war
  • Inbegriff astronomiae Copernicanae (veröffentlicht in drei Teilen, 1618-1621).
  •  Welt harmonisieren (Die Harmonie der Welten, 1619).
  •  Tabulae Rudolphinae (1627).
  • Schlaf (Der Traum, 1634) ist eine Fantasy-Geschichte, in der die Protagonisten majestätisch das Schauspiel beobachten können, wie sich die Erde um sich selbst dreht. Aufgrund dieser Arbeit konnte bestätigt werden, dass Kepler der erste Science-Fiction-Autor der Geschichte war.

Neben seiner Tätigkeit als Astronom und Mathematiker Johannes Kepler Er wurde ein sehr wichtiger Astrologe. Zwei Prognosen, die sehr relevant waren, die erste bezog sich auf die Ernte und die zweite darauf, wer einen Kampf gegen die Türken gewinnen würde, gaben ihm Ansehen, da er als Meister in der Kunst der Interpretation der Orakel des Orakels galt Sterne.

Diese Tätigkeit, auf die Kepler nicht besonders stolz war, konnte ihm in einer Zeit, in der sein Einkommen schwierige Zeiten durchmachte, erhebliche wirtschaftliche Einnahmen verschaffen.

Seine Meinungsverschiedenheit war so groß, dass behauptet wurde, Johannes Kepler habe sogar gesagt, die Dirne Astrologie solle ihre Mutter, die Astronomie, unterstützen, weil die Gehälter der Mathematiker so niedrig sind, dass die Mutter zwangsläufig hungern müsste, wenn die Tochter nicht durchkäme Nahrung. Diese Aussage lässt keinen Zweifel an Keplers Sicht der Astrologie.

  • Die Rudolfinischen Tafeln. Es ist kein Werk von Johannes Kepler, das so berühmt ist wie seine bekannten Gesetze der Planetenbewegung, und trotzdem stellen sie eines der wichtigsten Spitzenwerke von Kepler dar, weil sie ein wesentliches Element am Anfang der neuen Astronomie sind.

Diese Tische waren ursprünglich eine Auftragsarbeit von König Rodolfo II, weshalb sie den Namen Rudolfinas tragen. Ursprünglich wurden sie Tycho Brahe anvertraut, aber aufgrund seines Todes wurde die Arbeit dann Kepler anvertraut, der seine neuen Theorien bei ihrer Ausarbeitung anwandte, um die Berechnungen der Positionen von Sonne und Mond zu perfektionieren.

Dies ermöglichte es ihm, die Zeiten zu berechnen, zu denen die Finsternisse stattfinden würden, nicht nur zu dieser Zeit, sondern für jedes Datum, ob vor oder nach der christlichen Ära.

Wenn man es analysiert, kann man den Schluss ziehen, dass The Tables ein wahrhaft titanisches Werk war, das eine Demonstration der Hunderte von Seiten mit Tausenden von Berechnungen bietet, die Kepler im Laufe von 22 langen Jahren durchführen musste. Zu seinem Glück konnte Kepler bei der Durchführung einer großen Anzahl von Berechnungen die Logarithmen von Napier verwenden, da sie bereits in die mathematischen Wissenschaften eingeführt worden waren, deren Praxis Kepler perfektionierte.

Die Relevanz von Las Tablas Rudolfinas war so groß, dass sie über 200 Jahre lang einen wesentlichen Einfluss auf die Erstellung von Ephemeridenkalendern und auf die Navigation hatten.


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