Oletko koskaan miettinyt kuka se oli? Johannes Kepler? No, hän oli erittäin tärkeä saksalainen tiedemies, joka erottui tiedoistaan tähtitieteen ja filosofian alalla, hän tuli luomaan ja osoittamaan planeettojen liikkeen kolmen lain olemassaolon, joita nykyään kutsutaan Keplerin laeiksi. Kutsumme sinut lukemaan tämän artikkelin saadaksesi lisätietoja hänen elämästään ja työstään.
Johannes Keplerin elämäkerta
Hänen aikanaan Johannes Kepler Se oli niin tärkeää, että hän ryhtyi työskentelemään yhdessä Tycho Brahen kanssa ja korvasi hänet myöhemmin Rudolf II:n keisarillisen matemaatikon asemassa. Hänen poikkeuksellisten saavutustensa ansiosta Kansainvälinen tähtitieteellinen liitto kastoi kuun astroblemin Keplerin nimellä vuonna 1935. Opitaanpa hieman lisää hänen elämästään
lapsuus
Hänen syntymänsä oli 1571 Saksan Württembergin kaupungissa, joka oli tuolloin herttuakunta. Hän oli lapsesta asti monista vaivoista, kuten likinäköisyydestä, vatsavaivoista ja päänsäryistä kärsivä henkilö. Kolmen vuoden iässä hän sairastui isorokkotautiin, jonka seurauksiin sisältyi erittäin heikentynyt näkö.
Vaikka hänellä oli aina vakavia terveysongelmia, hän oli aina selkeä lapsi, jolla oli suuri älykkyys ja joka nautti suuren vaikutuksen tekemisestä äitinsä hostellissa yöpyneiden ihmisten keskuudessa käyttämällä poikkeuksellisia matematiikan kykyjään. Vuonna 1584 hän onnistui astumaan protestanttiseen seminaariin Adelbergin kaupungissa.
opinnot
Todistetun älykkyytensä ansiosta hän aloitti vuonna 1589 teologian opinnot Tübingenin yliopistossa. Siellä hän sai mahdollisuuden saada Maestlinin matematiikan opettajakseen, jolla oli jo tietoa Kopernikuksen heliosentrisestä teoriasta ja joka jakoi sen laajasti.
Kepler seurasi Pythagoraan opetuksia ja uskoi, että Jumala oli suurin geometria, harmonisen maailmankaikkeuden luoja, ja hän havaitsi Pythagoraan teorian yksinkertaisuudessa Jumalan luomissuunnitelman ominaisuuden. Hän jatkoi opiskelua Tübingenissä, jopa suoritettuaan maisterin tutkinnon vuonna 1591.
matrimonio
Johannes Kepler hän oli naimisissa kahdesti. Hänen ensimmäinen avioliittonsa, joka oli seurausta ehdottomasta mukavuudesta, solmittiin 27. huhtikuuta 1597 neiti Bárbara Müllerin kanssa. Tämä hänen sukulaistensa järjestämä avioliitto teki hänestä pullean, yksinkertaisen hengen naisen parin, jolla oli inhottava luonne.
akateeminen ura
Vuonna 1594 hän lähti Tübingenistä mennäkseen Graziin, Itävallassa sijaitsevaan kaupunkiin, jossa hän jatkoi uraansa yliopiston professorina, opetti aritmetiikkaa, geometriaa ja retoriikkaa, ja onnistui omistamaan vapaa-aikansa harrastukselle, joka oli tähtitiede.
Tarkoitamme aikaa, jolloin uskon ja tieteen välinen ero ei ollut täysin piirretty, ja taivaankappaleiden liikkumismekaniikka oli vielä käytännössä tuntematon. Itse asiassa väitettiin, että sellaiset liikkeet tottelivat jumalallisia lakeja.
Grazissa ollessaan hän oli julkaissut Keplerin laatimia astrologisia ennusteita sisältäviä almanakkoja, vaikka hän olikin eri mieltä joidenkin ohjeiden kanssa.
Sitten vuonna 1600 hän muutti asumaan Prahan kaupunkiin, joka on nykyään Tšekin tasavallan pääkaupunki, tunnetun tähtitieteilijän Tycho Brahen kutsusta, joka oli yhteydessä Kepleriin lukemalla hänen julkaisujaan. Professori Brahe kuoli seuraavana vuonna ja Kepler aloitti tehtävässään keisarin hovin matemaatikkona ja tähtitieteilijänä.
Pitkään aikaan Johannes Kepler Hän piti kiinni teoriasta, joka yhdisti geosentrismin heliosentrismiin muuttaakseen myöhemmin geosentriset suunnitelmansa heliosentriksi. Vaikka hän oli saavuttanut tavoitteensa, hän löysi edelleen vakavia ristiriitoja polun, joka hänen laskelmiensa mukaan taivaankappaleiden olisi pitänyt kulkea, ja sen välillä, jonka he todella tekivät.
Tämä johtopäätös sai hänet spekuloimaan, että muodostavat Aurinko elimistöön, josta lähtee voima, joka saa planeetat pyörimään ympäristössään, kun planeetan ja Auringon välistä polkua lisättiin, liikkeen nopeutta jouduttiin vähentämään. Voidakseen tehdä tämän lausunnon hänen täytyi päästä eroon tuhansia vuosia sitten hyväksytystä käsityksestä, että taivaankappaleiden reitti kulkisi ympyräratojen avulla.
Vuonna 1612 hän sai kunniallisen matemaatikon aseman Ylä-Itävallan osavaltioissa, jotka muodostivat Linzin piirin. Huolimatta saaduista kunnianosoituksista ja löydöistään, Johannes Kepler hän ei ollut tyytyväinen.
Hän oli vakuuttunut, että harmonia ja yksinkertaisuus ovat sääntöjä, jotka hallitsevat maailmankaikkeutta, ja siksi hän etsi aina yksinkertaista suhdetta, jonka avulla planeettojen kierrosajat, joita nykyään tunnetaan kiertoratajaksoina, ja etäisyys planeetoihin voisivat. selitetään. Sun.
Johannes Kepler Häneltä kesti yli yhdeksän vuotta saada tämä yksinkertainen suhde ja muotoilla planeettojen kolmas liikelaki, jonka mukaan planeetan kiertoaika on verrannollinen ellipsin puolipääakseliin, joka on korotettu 3/2.
Vuonna 1628 hän astui palvelukseensa A. von Wallensteinin määräyksellä Saganin kaupungissa Sleesian provinssissa, joka antoi hänelle sanansa peruuttaa velka, jonka kruunu oli tehnyt hänen kanssaan kuluneet vuodet, mutta hän ei koskaan täyttänyt sitä. Vain kuukausi ennen kuin hän kuoli kuumeen vuoksi, Johannes Kepler hän oli lähtenyt Sleesiasta löytääkseen uuden paikan.
kuolema
Johannes Kepler Hän kuoli vuonna 1630 Regensburgin kaupungissa matkustaessaan perheensä kanssa Linzistä Saganiin. Hänen hautakiveensä oli kaiverrettu seuraava hänen luomansa epitafi:
"Mittasin taivaat, ja nyt mittaan varjot.
Taivaalla henki loisti.
Maan päällä ruumis lepää"
tieteellistä työtä
Vuonna 1594, jolloin Johannes Kepler Hän lähti Tübingenin kaupungista ja meni Graziin, Itävaltaan. Hän loi hypoteesin monimutkaisesta geometriasta yrittääkseen selittää planeettojen kiertoradan väliset erot, jotka tuohon aikaan väärin kuviteltiin ympyrämäisiksi.
Analysoidessaan hypoteesiaan Kepler huomasi, että Rata planeetoista oli elliptisiä. Mutta nuo ensimmäiset vähennykset osuivat vain 5 % todellisuuden kanssa. Hän totesi myös, että aurinko on se, joka kohdistaa voiman, jonka suuruus pienenee kääntäen verrannollisesti etäisyyteen ja saa planeetat liikkumaan kiertoradalla.
Vuonna 1596 hän onnistui julkaisemaan tutkielman nimeltä Mysterium Cosmographicum. Tämän työn tärkeys johtuu siitä, että se oli ensimmäinen laaja ja uskottava tieteellinen osoitus Kopernikaanisen teorian geometrisista eduista.
Seuraavana vuonna, vuonna 1597, hän julkaisi Mysterium Cosmographicumin, jossa hän jättää selvän todisteen niistä eduista, jotka geometrisen tieteen asemasta johtuivat heliosentrismin teoriasta.
Johannes Kepler Hän oli tähtitieteen ja matematiikan professori Grazin yliopistossa vuosina 1954–1600, jolloin hänelle tarjottiin tanskalaisen tähtitieteilijän Tycho Brahen assistentin paikkaa Prahan observatoriossa. Kun Brahe kuoli vuonna 1601, Kepler oli ottanut asemansa keisarillisena matemaatikkona ja hovitähtitieteilijänä keisari Rudolf II:lle.
Hänen tuolloin valmistetuista töistään yksi tärkeimmistä on vuonna 1609 julkaistu Astronomia Nova. Se oli suuri kokoelma hänen vaivalloisista yrityksistään laskea Mars-planeetan kiertorata, jota varten hän yritti lähes yksinomaan vangita se on hänen laskelmansa tämän planeetan kiertoradalla.
Astronomia Novassa hän esittelee kaksi kolmesta hyvin tunnetusta planeettojen liikelaistaan, joita nykyään kutsutaan Keplerin laeiksi. Vuonna 1610 hän julkaisi Dissertatio cum Nuncio Sidereon, joka käsitteli Galileo Galilein tekemiä havaintoja.
Seuraavana vuonna hän pystyi tekemään omia havaintojaan satelliiteista, jotka italialainen tiedemies kuvaili kaukoputken avulla ja julkaisi näiden havaintojen tulokset työssään Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus.
Hänet nimitettiin Itävallan osavaltioiden matemaatiksi vuonna 1612. Tässä asemassa hän asettui asumaan Linziin, missä hän kirjoitti Harmonices Mundi, Libri (1619), jossa hän esitti kolmannen lakinsa osoittaakseen lineaarisen suhteen. keskimääräisestä etäisyydestä planeetalta Auringoon.
samalla ajanjaksolla Johannes Kepler julkaisee Epitome Astronomiae Copernicanae (1618-1621), jossa hän onnistuu koomaan kaikki löytönsä yhteen julkaisuun.
Sama merkitys oli hänen ensimmäisellä tähtitieteen oppikirjallaan, joka perustui Kopernikuksen periaatteisiin ja jolla oli seuraavan kolmen vuosikymmenen aikana poikkeuksellinen vaikutus houkutellen monia tähtitieteilijöitä kepleriläiseen kopernikolaisuuteen.
Viimeisin Keplerin eläessä julkaistu teos oli Rudolfiinitaulukot vuonna 1625. Brahen kokoaman tiedon perusteella uudet planeettojen liikkeitä kuvaavat taulukot onnistuivat vähentämään keskimääräisiä virheitä reaalipaikan sijainnista. planeetta 5° - 10′.
Myöhemmin englantilainen matemaatikko ja fyysikko Sir Isaac Newton otti perustaksi teoriat ja havainnot Johannes Kepler, teoreettisena perustana hänen yleismaailmallisen gravitaatiolainsa muotoilulle.
Jos olet kiinnostunut, voit myös katsoa Isaac Newtonin elämäkerta.
Kepler antoi myös merkittävän panoksen optiikkaan, sillä hän onnistui muotoilemaan seuraavan:
- Fotometrian peruslaki
- Täysi heijastus
- Ensimmäinen modernin vision teoria
- Hän kehitti äärettömän pienen järjestelmän, joka on Leibnitzin ja Newtonin äärettömän pienemmän laskun edeltäjä.
Keplerin kolme lakia
Saksalainen tähtitieteilijä loi kolme tunnettua lakia, jotka kantavat hänen nimeään analysoituaan tietoja useista Tycho Brahen (1546-1601) havainnoista planeettojen liikkeistä, erityisesti Mars-planeetalla.
Johannes Kepler, äärimmäisen monimutkaisia laskelmia käyttäen, onnistui päättelemään, että Marsin lasketun lentoradan ja Brahen havaintojen välillä oli olennaisia eroja, eroja, jotka joissakin tapauksissa saavuttivat 8 minuutin kaaren, itse asiassa Brahen havainnot olivat noin 2 minuutin kaaren tarkkuudella.
Nämä löydetyt erot auttoivat häntä selvittämään, mikä oli Marsin ja muiden aurinkokunnan planeettojen todellinen kiertorata.
1. laki. Elliptiset radat
Kepler katsoi ympyräteorian vastaisesti, että planeettojen kiertoradat ovat ellipsejä, joilla on pieni epäkeskisyys ja joissa Aurinko sijaitsee yhdessä polttimistaan. Jos katsot sitä huolellisesti, saat vaikutelman, että ellipsi on alun perin hieman litistetty ympyrä.
Teoriassa nimi ellipsi annetaan tasaiselle ja suljetulle käyrälle, jossa polttopisteiden (kiinteät pisteet, F1 ja F2) etäisyyden summa mistä tahansa sen muodostavasta pisteestä M on vakio ja yhtä suuri kuin pisteen pituus. ellipsin pääakseli (segmentti AB). Ellipsin sivuakseli on segmentti CD, se on kohtisuorassa segmenttiin AB ja leikkaa sen keskeltä.
Epäkeskisyys edustaa ellipsin modifikaatioastetta. Nollan epäkeskisyyttä ei ole olemassa, joten se olisi täydellinen ympyrä. Mitä suurempi epäkeskisyyden muutos, sitä suurempi on ellipsin kulmien lukumäärä.
Ratakulmia, joiden kulmat ovat yhtä suuri kuin yksi, kutsutaan parabolisiksi kiertoradoiksi ja yhtä suurempia kiertoradat hyperbolisiksi kiertoradoiksi.
Jos polttopisteiden F1F2 välinen etäisyys on nolla, kuten ympyrän tapauksessa, myös epäkeskisyys johtaa nollaan.
Keplerin johtopäätös on, että planeettojen kiertoradat ovat elliptisiä, pienellä modifikaatiolla tai kierteisyydellä. Maaplaneetan tapauksessa sinisiteetin arvo on 0.017, planeetta, jonka ellipsissä on suurin modifikaatioaste, on Pluto luvulla 0.248, jota seuraa tiiviisti Merkurius 0.206:lla.
2 kiertoradan laki
Sädevektori, joka yhdistää planeetat Auringon keskustaan, voi kattaa samat alueet samaan aikaan. Planeetan kiertonopeus, eli nopeus, jolla se liikkuu kiertoradalla, on muuttuva, kääntäen verrannollinen etäisyyteen Auringosta. Tästä syystä päätellään, että suuremmalla etäisyydellä kiertonopeus on pienempi, kun taas klo. lyhyempiä matkoja, kiertonopeus on suurempi.
Planeettojen kiertonopeus on suurin, kun ne ovat kiertoradansa Aurinkoa lähimpänä olevassa pisteessä, jota kutsutaan perihelioksi, ja niillä on pienin nopeus kauimpana Auringosta olevassa kohdassa, nimeltään aphelion.
Planeetan vektori on kuvitteellinen viiva, joka yhdistää planeetan keskustan Auringon kanssa tietyllä hetkellä. Toisaalta tämä kiertoratavektori on yhtä suuri kuin aikavälien summa, jonka planeetta kuluu siirtyäkseen vektorista toiseen yhden kierroksen suorittamiseen asti.
Keplerin elliptisten kiertoratojen analyysissä tekemien johtopäätösten perusteella hän havaitsi, että koska kasvi oli lähempänä aurinkoa, sen pitäisi liikkua nopeammin, ja havaitsi, että aika, jolloin planeetta siirtyi vektorista toiseen, sen pitäisi olla sama kaikille. siirrot seuraavilla vektoreilla.
3. Harmoninen laki ja Keplerin tähti
Lokakuussa vuonna 1604, Johannes Kepler pystyi näkemään supernovan galaksissamme, joka myöhemmin nimettiin Keplerin tähdeksi. Saman supernovan saattoivat nähdä muut eurooppalaiset tiedemiehet, kuten Brunowski Prahassa, joka oli kirjeenvaihdossa Keplerin, Altobellin Veronassa ja Claviuksen kanssa Roomassa sekä Capra ja Marius Padovassa.
Brahen työhön perustuen Kepler teki yksityiskohtaisen analyysin tästä ilmestyneestä supernovasta kirjassaan De Stella Nova in Pede Serpentarii, sen käännöksellä Uusi tähti Ophiuchuksen jalassa, luoden perustan hänen teorialleen, jonka mukaan maailmankaikkeus on aina liikkeessä ja että siihen vaikuttavat tärkeät muutokset.
Tähden voimakkuus oli sellainen, että se voitiin havaita paljaalla silmällä 18 kuukauden kuluessa sen ilmestymisestä. Tämä supernovatähti sijaitsee vain 13.000 XNUMX valovuoden päässä Maasta.
Tämän jälkeen ei ole ollut mahdollista havaita toista supernovaa omassa galaksissamme. Mitatun ja havaitun tähden kirkkauden kehityksen vuoksi sen uskotaan nykyään olevan tyypin I supernova.
Yhteenveto Keplerin teoksista
Hänen koko elämänsä aikana tekemänsä tutkimuksen tuloksena Johannes Kepler Hän julkaisi seuraavat teokset, jotka on järjestetty kronologisesti:
- Mysterium cosmographicum (Kosminen mysteeri, 1596).
- Astronomiae Pars Optica (Astronomian optinen osa, 1604).
- Stella novasta in pede Serpentarii (Uusi tähti Ophiuchuksen juurella, 1604). 17. lokakuuta 1604 Kepler havaitsi uuden tähden ilmestymisen. Havainto, jonka muut eurooppalaiset tähtitieteilijät vahvistivat, herätti syvästi hänen uteliaisuuttaan. Tähtitiedellisen mielenkiinnon lisäksi se oli olennainen filosofinen kysymys, sillä Kepler puolusti aina teoriaa, jonka mukaan maailmankaikkeus ei ole jotain staattista. Nyt tiedetään, että Keplerin tähti oli luokan I supernova.
- uutta tähtitiedettä (Uusi tähtitiede, 1609).
- Diopteri (Diopteri, 1611). Likinäköisyydestään johtuen Kepler oli aina kiinnostunut optiikasta. Tämän työn käytännön johtopäätökset synnyttivät lasit tai linssit, jotka auttoivat likinäköisiä ja ikäikäisiä ihmisiä näkemään paremmin, ja vaikuttivat myös uuden kaukoputken suunnitteluun, jota käytettiin vuosia tähtitieteellisiin havaintoihin ja joka sai nimen Kepler-teleskooppi. .
- De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam in Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit (1613). Johannes Kepler kirjoitti hankkimansa erityistietonsa ansiosta tämän uteliaan ja lyhyen teoksen, jossa hän osoitti tieteellisillä tiedoilla, että Jeesus oli syntynyt vuonna 4 eKr.
- Epitome astronomiae Copernicanae (julkaistu kolmessa osassa, 1618-1621).
- Harmonisoi maailma (Maailmien harmonia, 1619).
- Tabulae Rudolphinae (1627).
- unelias (The Dream, 1634) on fantasiatarina, jonka päähenkilöt voivat majesteettisesti seurata spektaakkelia, jossa maa kääntyy itseensä. Tämän työn ansiosta on voitu vahvistaa, että Kepler oli historian ensimmäinen tieteiskirjailija.
Tähtitieteilijän ja matemaatikon työnsä lisäksi Johannes Kepler Hänestä tuli erittäin tärkeä astrologi. Kaksi erittäin relevanttia ennustetta, joista ensimmäinen liittyi satoon ja toinen siihen, kuka voittaa taistelun turkkilaisia vastaan, antoi hänelle arvovaltaa, koska häntä pidettiin mestarina taiteen tulkitsemisessa. tähdet.
Tämä toiminta, josta Kepler ei ollut erityisen ylpeä, pystyi tuottamaan hänelle merkittäviä taloudellisia tuloja aikana, jolloin hänen tulonsa elivät vaikeita aikoja.
Hänen erimielisyytensä oli niin suuri, että Johannes Keplerin väitetään jopa sanoneen, että porton astrologian pitäisi tukea äitiään, tähtitiedettä, koska matemaatikoiden palkat ovat niin alhaiset, että äidin täytyisi väistämättä olla nälkä, jos tytär ei saisi toimeentuloa. Tämä lausunto ei jätä epäilystäkään Keplerin näkemyksestä astrologiaan.
- Rudolfiinipöydät. Se ei ole Johannes Keplerin teos yhtä kuuluisa kuin hänen tunnetut planeettojen liikelakit, ja tästä huolimatta ne muodostavat yhden Keplerin tärkeimmistä huipputeoksista, koska ne ovat olennainen elementti uuden tähtitieteen alussa.
Nämä pöydät olivat alun perin kuningas Rodolfo II:n tilaama työ, minkä vuoksi ne kantavat Rudolfinas-nimeä. Alun perin ne uskottiin Tycho Brahen tehtäväksi, mutta hänen kuolemansa vuoksi työ uskottiin sitten Keplerin tehtäväksi, joka sovelsi uusia teorioitaan sen laadinnassa täydentääkseen Auringon ja Kuun sijainnin laskelmia.
Tämän ansiosta hän pystyi laskemaan ajat, jolloin pimennykset tapahtuisivat, ei vain tuolloin, vaan minkä tahansa päivämäärän osalta, olipa se sitten kristillistä aikakautta tai sen jälkeen.
Sitä analysoimalla voidaan päätellä, että The Tables oli todella titaaninen teos, joka tarjoaa esittelyn sadoista sivuista tuhansilla laskelmilla, jotka Kepler joutui tekemään 22 pitkän vuoden aikana. Hänen onneksensa Kepler pystyi suuren osan laskelmista suorittaessaan käyttämään, koska ne oli jo otettu matemaattisiin tieteisiin, Napierin logaritmeja, joiden käytännön Kepler viimeisteli.
Las Tablas Rudolfinasin merkitys oli niin suuri, että niillä oli olennainen vaikutus efemeridikalenterien laatimiseen ja navigointiin yli 200 vuoden ajan.