Gondolkoztál már azon, hogy ki volt az? Johannes Kepler? Nos, egy nagyon fontos német tudós volt, aki kitűnt csillagászati és filozófiai tudásával, ő jött létre és demonstrálta a bolygómozgás három törvényének létezését, amelyeket ma Kepler-törvényeknek neveznek. Meghívjuk Önt, hogy olvassa el ezt a cikket, hogy többet megtudjon életéről és munkásságáról.
Johannes Kepler életrajza
Az ő idejében Johannes Kepler annyira fontos volt, hogy együtt dolgozott Tycho Brahéval, aki később II. Rudolf birodalmi matematikusa lett. Rendkívüli eredményeinek köszönhetően a Nemzetközi Csillagászati Unió 1935-ben Kepler névre keresztelt egy holdasztronómiát. Ismerkedjünk meg egy kicsit az életével.
gyermekkor
Születési éve 1571 volt, a németországi Württemberg városában, amely akkor még hercegség volt. Gyerekkora óta sok betegség gyötörte, például rövidlátás, gyomorpanaszok és fejfájás kínozta. Három éves korában elkapta a himlőbetegséget, melynek hatásai között a látás rendkívül legyengült.
Bár mindig komoly egészségügyi problémái voltak, mindig is okos gyerek volt, nagy intelligenciával, aki szívesen tett nagy benyomást az anyja szállójában megszállók körében, kihasználva rendkívüli adottságait a matematikában. 1584-ben sikerült bekerülnie Adelberg városában a protestáns szemináriumba.
tanulmányok
Bizonyított intelligenciájának köszönhetően 1589-ben kezdett teológiát tanulni a tübingeni egyetemen. Amikor ott találta magát, lehetősége nyílt arra, hogy Maestlint vegye matematikatanárává, aki már ismeri Kopernikusz heliocentrikus elméletét, és széles körben megosztotta azt.
Kepler Pythagoras tanításait követte, és úgy vélte, hogy Isten a legnagyobb geometria, a harmonikus univerzum teremtője, a püthagorasz elmélet egyszerűségében megfigyelve Isten teremtő tervének jellemzőjét. Tübingenben folytatta tanulmányait, még az 1591-es mesteri fokozat megszerzése után is.
Házasság
Johannes Kepler kétszer nősült. Első házasságát, abszolút kényelem eredményeként, 27. április 1597-én kötötték Müller Bárbara kisasszonnyal. Ez a házasság, amelyet rokonai kötöttek, egy kövérkés, egyszerű lelkületű nő párjává tette, akinek utálatos jelleme volt.
tudományos karrier
1594-ben elhagyta Tübingent, hogy egy ausztriai városba, Grazba menjen, ahol egyetemi tanárként folytatta pályafutását, számtani, geometria és retorika tanításával, szabadidejét egy hobbinak szentelte. csillagászat.
Arra az időre gondolunk, amikor a hiedelem és a tudomány közötti különbséget még nem sikerült teljesen megrajzolni, és az égitestek mozgásának mechanikája még gyakorlatilag ismeretlen volt. Valójában azt állították, hogy az ilyen mozgalmak engedelmeskedtek az isteni törvényeknek.
Grazban asztrológiai jóslatokat tartalmazó almanachokat tett közzé, amelyeket Kepler írt, bár nem értett egyet néhány irányelvvel.
Majd 1600-ban Prágába költözött, amely ma Csehország fővárosa, az ismert csillagász, Tycho Brahe meghívására, aki publikációit olvasva kommunikált Keplerrel. Brahe professzor a következő évben elhunyt, Kepler pedig a császár udvari matematikusa és csillagásza lett.
Hosszú ideje Johannes Kepler Fenntartotta azt az elméletet, amely a geocentrizmust a heliocentrizmussal ötvözte, hogy később geocentrikus terveit a heliocentrizmus felé alakítsa. Bár célját elérte, továbbra is komoly eltéréseket talált a számításai szerint az égitesteknek megtett út és a ténylegesen megtett út között.
Ez a következtetés arra késztette, hogy feltételezze, hogy az alkotó Nap a test, amelyből kiáramlik az az erő, amely a bolygókat a környezetükben forgásra készteti, amikor egy bolygó és a Nap közötti utat megnövelték, csökkenteni kellett a mozgás sebességét. Ahhoz, hogy ezt a kijelentést megtehesse, meg kellett szabadulnia attól az évezredekkel ezelőtti elfogadott felfogástól, hogy az égitestek által megtett útvonal körpályák útján történt.
1612-ben megszerezte a linzi kerületet alkotó felső-ausztriai államok megtisztelő matematikusi tisztét. A kapott kitüntetések és felfedezései ellenére Johannes Kepler nem volt elégedett.
Meg volt győződve arról, hogy a harmónia és az egyszerűség az Univerzumot irányító szabály, ezért keresett mindig egy egyszerű kapcsolatot, amellyel a bolygók forradalmi ideje, ma keringési periódusként ismert, és a bolygók távolsága. megmagyarázni.Nap.
Johannes Kepler Több mint kilenc évébe telt, mire megértette ezt az egyszerű összefüggést, és megfogalmazta a bolygók mozgásának harmadik törvényét, amely szerint a bolygó keringési ideje arányos az ellipszis fél-főtengelyével 3/2.
1628-ban belépett, hogy szolgálatait teljesítse A. von Wallenstein rendjének Sagan városában, az akkori Szilézia tartományban, aki szavát adta neki, hogy eltörölje a korona adósságát, amelyet a korona XNUMX-ban kötött vele. az eltelt éveket, de soha nem töltötte be. Alig egy hónappal a láz miatti halála előtt Johannes Kepler elhagyta Sziléziát, hogy új állást keressen.
Muerte
Johannes Kepler 1630-ban halt meg Regensburg városában, miközben családjával Linzből Saganba utazott. Sírkövén az alábbi sírfeliratot vésték, amelyet ő készített:
„Méretem az eget, és most mérem az árnyékokat.
Az égen a szellem ragyogott.
A test a földön nyugszik. "
tudományos munka
1594-ben, amikor Johannes Kepler Elhagyta Tübingen városát, és az ausztriai Grazba ment, és felállította az összetett geometria hipotézisét, hogy megpróbálja megmagyarázni az akkoriban tévesen körkörösnek képzelt bolygópályák elválasztását.
Hipotézisét elemezve Kepler arra jutott, hogy a Pálya a bolygók közül ellipszis alakúak voltak. De ezek az első levonások csak 5%-ban estek egybe a valósággal. Azt is kijelentette, hogy a Nap az az erő, amely a távolsággal fordítottan arányosan csökkenő erőt fejt ki, és a bolygókat a pályájuk körüli mozgásra készteti.
1596-ban sikerült kiadnia a Mysterium Cosmographicum című értekezést. Ennek a munkának a jelentősége abból fakad, hogy ez volt a kopernikuszi elmélet geometriai előnyeinek első kiterjedt és elfogadható tudományos demonstrációja.
A következő évben, 1597-ben kiadta a Mysterium Cosmographicum-ot, amelyben kifejezett bizonyítékot hagy a geometria tudomány álláspontjából a heliocentrizmus elméletéből fakadó előnyökről.
Johannes Kepler 1954-től 1600-ig a Grazi Egyetemen a csillagászat és a matematika professzora volt, amikor felajánlották Tycho Brahe dán csillagász asszisztensi állását a Prágai Obszervatóriumban. Mire Brahe 1601-ben meghalt, Kepler császári matematikusként és udvari csillagászként vette át II. Rudolf császár pozícióját.
Ebben az időszakban készült munkái közül az egyik legrelevánsabb az 1609-ben megjelent Astronomia Nova. Ez volt a Mars bolygó pályájának kiszámítására irányuló fáradságos erőfeszítéseinek nagyszerű összeállítása, amelyhez szinte kizárólagosan megörökíteni próbált ez az ő számításai ennek a bolygónak a pályáján.
Az Astronomia Novában bemutatja a bolygók mozgásának három jól ismert törvénye közül kettőt, amelyeket ma Kepler-törvényeknek neveznek. 1610-ben kiadta a Dissertatio cum Nuncio Sidereo című művét, amely Galileo Galilei megfigyeléseivel foglalkozott.
A következő évben egy teleszkóp segítségével saját megfigyeléseket végezhetett az olasz tudós által leírt műholdakkal kapcsolatban, e megfigyelések eredményeit Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus című munkájában publikálta.
1612-ben nevezték ki az osztrák államok matematikusává. Ebben a pozícióban Linzben telepedett le, ahol megírta Harmonices Mundi, Libri (1619) című művét, amelyben a lineáris kapcsolat bemutatására a harmadik törvényét fogalmazta meg. a bolygó és a Nap közötti átlagos távolság.
ugyanabban az időszakban Johannes Kepler kiadja az Epitome Astronomiae Copernicanae-t (1618-1621), ahol egyetlen kiadványba sikerül összeszednie minden felfedezését.
Ugyanilyen jelentőséggel bírt első csillagászati tankönyve is, amely Kopernikusz elvein alapult, és amely a következő három évtizedben rendkívüli hatást gyakorolt, és sok csillagászt vonzott a kepleri kopernikuszizmushoz.
Az utolsó releváns munka, amelyet Kepler életében publikáltak, a Rudolfin-táblázatok voltak 1625-ben. A Brahe által összeállított információk alapján a bolygók mozgását bemutató új táblázatokkal sikerült csökkenteni a valós helyzet átlagos hibáit. bolygó 5°-tól 10′-ig.
Később Sir Isaac Newton angol matematikus és fizikus az elméleteket és megfigyeléseket vette alapul. Johannes Kepler, mint elméleti alapja az egyetemes gravitáció törvényének megfogalmazásához.
Ha érdekel, megtekintheted a Isaac Newton életrajza.
Kepler az optikához is jelentős mértékben hozzájárult, és a következőket sikerült megfogalmaznia:
- A fotometria alaptörvénye
- Teljes tükröződés
- A modern látás első elmélete
- Kifejlesztett egy Infinitezimális rendszert, Leibnitz és Newton Infinitezimal Calculusának elődjét.
Kepler három törvénye
A német csillagász megalkotta a nevét viselő három jól ismert törvényt, miután elemezte Tycho Brahe (1546-1601) nagyszámú megfigyelésének adatait a bolygók mozgásáról, különösen a Mars bolygón.
Johannes Kepler, rendkívül bonyolult számítások segítségével arra a következtetésre jutott, hogy a Mars bolygó által előre kiszámított pálya és Brahe megfigyelései között lényeges különbségek vannak, amelyek bizonyos esetekben elérték a 8 ívperceset is, valójában Brahe megfigyelései körülbelül 2 perc ív pontossággal.
Ezek a talált különbségek segítettek neki felfedezni, mi volt a Mars bolygó és a Naprendszer többi bolygójának valódi pályája.
1. törvény Elliptikus pályák
Kepler a körelmélettel ellentétben azt tartotta, hogy a bolygók pályája ellipszisek, amelyeknek kis excentricitása van, és amelyek egyik fókuszában a Nap található. Ha figyelmesen megnézi, azt a benyomást kelti bennünk, hogy az ellipszis eredetileg egy kissé lapított kör.
Elméletileg az ellipszis nevet egy lapos és zárt görbének adjuk, amelyben a fókuszpontok (fix pontok, F1 és F2) távolságának összege az azt alkotó M pontok bármelyikétől állandó és egyenlő a görbe hosszával. az ellipszis főtengelye (AB szakasz). Az ellipszis kistengelye a CD szegmens, merőleges az AB szegmensre, és azt a közepébe vágja.
Az excentricitás az ellipszis módosulási fokát jelenti. Nulla excentricitás nem létezik, ezért tökéletes kör lenne. Minél nagyobb az excentricitás változása, annál nagyobb az ellipszis szögeinek száma.
Az eggyel egyenlő szögű pályákat parabolikus pályáknak, az egynél nagyobbakat pedig hiperbolikus pályáknak nevezzük.
Ha az F1F2 fókuszpontok távolsága nullával egyenlő, mint a kör esetében, akkor az excentricitás is nullát eredményez.
Kepler arra a következtetésre jutott, hogy a bolygópályák elliptikusak, kis eltéréssel vagy kanyarulattal. A Föld bolygó esetében a szinuszosság értéke 0.017, az ellipszisében a legnagyobb módosulási fokú bolygó a Plútó 0.248-cal, őt szorosan követi a Merkúr 0.206-tal.
2 keringési törvény
A bolygókat a Nap középpontjával összekötő sugárvektor ugyanabban az időben lefedheti ugyanazokat a területeket. A bolygó keringési sebessége, vagyis az a sebesség, amellyel a pályáján mozog, változó, fordítottan arányos a Naptól való távolsággal. Emiatt az a következtetés vonható le, hogy nagyobb távolság esetén a keringési sebesség kisebb lesz , míg rövidebb távolságokon nagyobb lesz a keringési sebesség.
A bolygók keringési sebessége akkor lesz maximális, amikor keringési pályájuknak a Naphoz legközelebb eső pontján vannak, amit perihéliumnak neveznek, és a legkisebb sebességük a Naptól legtávolabbi pontjukon, az aphelionon lesz.
A bolygó vektora az a képzeletbeli egyenes, amely egy adott pillanatban a bolygó középpontját a Nappal összeköti. Másrészt ez a pályavektor egyenlő lesz azoknak az időintervallumoknak az összegével, amelyekre a bolygónak szüksége van ahhoz, hogy az egyik vektorból a másikba mozogjon, amíg egy kört be nem hajt.
Keplernek az elliptikus pályák elemzése során levont következtetései alapján megállapította, hogy mivel egy növény közelebb van a Naphoz, gyorsabban kell mozognia, és megállapította, hogy az idő, amikor egy bolygó az egyik vektorból a másikba mozdul, annak mindenki számára azonosnak kell lennie. transzferek a következő vektorokkal.
3. Harmonikus törvény és Kepler csillaga
1604 októberében Johannes Kepler láthatta galaxisunkban a szupernóvát, amelyet később Kepler csillagának neveztek el. Ugyanezt a szupernóvát más európai tudósok is láthatták, mint például a prágai Brunowski, aki Keplerrel, Altobellivel Veronában és Claviusszal Rómában, valamint Capra és Mariussal Padovában levelezett.
Kepler Brahe munkája alapján részletesen elemezte ezt a megjelent szupernóvát a De Stella Nova in Pede Serpentarii című könyvében, fordítása, az Új csillag Ophiuchus lábában, megalapozva azt az elméletét, hogy a Világegyetem. mindig mozgásban van, és fontos módosítások befolyásolják.
A csillag intenzitása olyan volt, hogy a megjelenésétől számított 18 hónapon belül szabad szemmel is megfigyelhető volt. Ez a szupernóva-csillag mindössze 13.000 XNUMX fényévnyire található a Földtől.
Ezt követően nem sikerült újabb szupernóvát megfigyelni saját galaxisunkban. A csillag fényességének mért és megfigyelt alakulása miatt ma úgy tartják, hogy I. típusú szupernóváról van szó.
Kepler munkáinak összefoglalása
Élete során végzett kutatásai eredményeként Johannes Kepler A következő műveket adta ki, amelyek időrendi sorrendben vannak:
- Mysterium cosmographicum (A kozmikus rejtély, 1596).
- Astronomiae Pars Optica (A csillagászat optikai része, 1604).
- Stella nova in pede Serpentarii (Az új csillag az Ophiuchus lábában, 1604). 17. október 1604-én Kepler egy új csillag megjelenését figyelte meg. A megfigyelés, amelyet más európai csillagászok is megerősítettek, mélyen felkeltette a kíváncsiságát. Az asztronómiai érdeklődés mellett lényeges filozófiai kérdés volt, hiszen Kepler mindig azt az elméletet védte, hogy az univerzum nem valami statikus. Ma már ismert, hogy a Kepler-csillag I. osztályú szupernóva volt.
- új csillagászat (Új csillagászat, 1609).
- Dioptria (Dioptria, 1611). A rövidlátás miatt Keplert mindig is érdekelte az optika. A munka gyakorlati következtetései nyomán olyan szemüvegek vagy lencsék születtek, amelyek a rövidlátó és kislátók jobb látását segítették elő, és hozzájárultak egy új távcső megtervezéséhez is, amelyet éveken át csillagászati megfigyelésekre használtak, és amely a Kepler-teleszkóp nevet kapta. .
- De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam in Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit (1613). Megszerzett speciális tudásának köszönhetően Johannes Kepler megírta ezt a furcsa és rövid munkát, amelyben tudományos adatokkal igazolta, hogy Jézus Kr. e. 4. évben született.
- Epitome astronomiae Copernicanae (három részben megjelent, 1618-1621).
- Harmonizálja a világot (A világok harmóniája, 1619).
- Tabulae Rudolphinae (1627).
- álmos (Az álom, 1634) egy fantasy történet, amelyben a főszereplők fenségesen figyelhetik meg a Föld önmaga ellen fordulását. Ennek a munkának köszönhetően sikerült megerősíteni, hogy Kepler volt a történelem első tudományos-fantasztikus szerzője.
Csillagász és matematikus munkáján kívül Johannes Kepler Nagyon fontos asztrológus lett. Két nagyon releváns előrejelzés – az első a termésre, a második pedig arra vonatkozott, hogy ki nyeri meg a törökök elleni csatát – tekintélyt adott neki, mivel mesterének tartották a törökök jóslatai értelmezésének művészetében. csillagok.
Ez a tevékenység, amelyre Kepler nem volt különösebben büszke, jelentős gazdasági jövedelmet tudott adni neki egy olyan időszakban, amikor jövedelme nehéz időket élt át.
Akkora volt a nézeteltérése, hogy Johannes Kepler állítólag még azt is mondta, hogy a parázna asztrológiának támogatnia kell édesanyját, a csillagászatot, mert a matematikusok fizetése olyan csekély, hogy az anyának elkerülhetetlenül éheznie kellene. Ez a kijelentés nem hagy kétséget Kepler asztrológiáról alkotott nézetével kapcsolatban.
- A Rudolfin asztalok. Ez nem Johannes Kepler olyan híres munkája, mint a bolygómozgásról szóló jól ismert törvényei, és ennek ellenére Kepler egyik legfontosabb csúcsművét alkotják, mert lényeges elemei az új csillagászat kezdetének.
Ezek az asztalok eredetileg II. Rodolfo király megbízásából készültek, ezért viselik Rudolfinas nevét. Eredetileg Tycho Brahét bízták meg velük, halála miatt azonban Keplerre bízták a munkát, aki új elméleteit alkalmazta annak kidolgozásában, hogy tökéletesítse a Nap és a Hold helyzetének számításait.
Ez lehetővé tette számára, hogy ki tudja számítani azt az időpontot, amikor a fogyatkozások bekövetkeznek, nem csak akkor, hanem bármely időpontban, akár a keresztény korszak előtt, akár után.
Ezt elemezve megállapítható, hogy az Asztalok valóban titáni mű volt, amely több száz oldalas bemutatót kínál több ezer számítással, amelyeket Keplernek 22 hosszú év alatt kellett elvégeznie. Szerencséjére a számítások nagy számának elvégzésében Kepler felhasználhatta, mert azokat már bevezették a matematikai tudományokba, a Napier-féle logaritmusokat, amelyek gyakorlatát Kepler tökéletesítette.
A Las Tablas Rudolfinas relevanciája olyannyira volt, hogy több mint 200 éven át lényeges hatást gyakoroltak az efemerisz-naptárak elkészítésére és a hajózásra.