Johannes Kepler: biografia, leggi, opere e altro

Ti sei mai chiesto chi fosse? Johannes Kepler? Ebbene, fu uno scienziato tedesco molto importante, che si distinse per le sue conoscenze in astronomia e filosofia, venne a creare e dimostrare l'esistenza delle tre leggi del moto planetario, che oggi sono chiamate leggi di Keplero. Ti invitiamo a leggere questo articolo per saperne di più sulla sua vita e sul suo lavoro.

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Biografia di Johannes Keplero

A suo tempo Johannes Kepler fu così importante che venne a lavorare insieme a Tycho Brahe, sostituendolo in seguito nella posizione di matematico imperiale di Rodolfo II. Grazie ai suoi straordinari risultati, l'Unione Astronomica Internazionale battezzò un astroblema lunare con il nome di Keplero nel 1935. Impariamo un po' di più sulla sua vita

infanzia

L'anno della sua nascita fu il 1571, nella città tedesca del Wurttemberg, che allora era un ducato. Fin da bambino era una persona affetta da molti disturbi, come miopia, disturbi di stomaco ed era tormentato da mal di testa. Quando aveva tre anni, contrasse la malattia del vaiolo, i cui effetti includevano una vista estremamente debilitante.

Nonostante avesse sempre gravi problemi di salute, fu sempre un bambino lucido, dotato di grande intelligenza, che si divertiva a fare grande impressione tra le persone che soggiornavano nell'ostello della madre, usando le sue straordinarie doti di matematica. Nell'anno 1584 riuscì ad entrare nel seminario protestante nella città di Adelberg.

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Grazie alla sua provata intelligenza, nell'anno 1589 iniziò a studiare teologia all'Università di Tubinga. Trovandosi lì, ebbe l'opportunità di avere Maestlin come suo insegnante di matematica, che già conosceva la teoria eliocentrica di Copernico e la condivideva ampiamente.

Keplero seguì gli insegnamenti di Pitagora e credette che Dio fosse il più grande geometra, creatore di un universo armonico, osservando nella semplicità della teoria pitagorica una caratteristica del piano creativo di Dio. Continuò a studiare a Tubinga, anche dopo aver conseguito un master nel 1591.

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Matrimonio

Johannes Kepler è stato sposato due volte. Il suo primo matrimonio, frutto di assoluta convenienza, si tenne il 27 aprile 1597 con la signorina Bárbara Müller. Questo matrimonio, organizzato dai suoi parenti, fece di lui la coppia di una donna formosa, dallo spirito semplice, dal carattere detestabile.

Traiettoria accademica

Nell'anno 1594 lasciò Tubinga, per recarsi a Graz, città situata in Austria, dove proseguì la sua carriera di professore all'università, insegnando Aritmetica, Geometria e Retorica, riuscendo a dedicare il suo tempo libero ad un hobby che era il astronomia.

Ci riferiamo a un'epoca in cui la differenza tra credenza e scienza non era del tutto tracciata e la meccanica del modo in cui si muovevano i corpi celesti era ancora praticamente sconosciuta. In effetti, si sosteneva che tali movimenti obbedissero alle leggi divine.

Mentre era a Graz, aveva pubblicato almanacchi contenenti predizioni astrologiche, che erano state composte da Keplero, sebbene fosse in disaccordo con alcune delle linee guida.

Poi, nell'anno 1600, andò a vivere nella città di Praga, che oggi è la capitale della Repubblica Ceca, su invito del noto astronomo Tycho Brahe, che comunicò con Keplero, dopo aver letto le sue pubblicazioni. Il professor Brahe morì l'anno successivo e Keplero assunse il suo incarico di matematico e astronomo di corte dell'imperatore.

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Per molto tempo Johannes Kepler Ha mantenuto una teoria che combinava il geocentrismo con l'eliocentrismo, per trasformare in seguito i suoi progetti geocentrici verso l'eliocentrismo. Nonostante avesse raggiunto il suo obiettivo, continuava a trovare gravi discrepanze tra il percorso che, secondo i suoi calcoli, avrebbero dovuto fare i corpi celesti e quello che effettivamente fecero.

Questa conclusione lo ha portato a ipotizzare che, costituendo Sole il corpo da cui emana la forza che fa ruotare i pianeti nel loro ambiente, quando si aumentava il percorso tra un pianeta e il Sole si doveva ridurre la velocità con cui si compiva il movimento. Per poter fare questa affermazione, ha dovuto sbarazzarsi della concezione accettata migliaia di anni fa, che il percorso compiuto dai corpi celesti fosse realizzato per mezzo di orbite circolari.

Nell'anno 1612 ottenne l'onorevole carica di matematico degli stati dell'Alta Austria, che costituivano il distretto di Linz. Nonostante gli onori ricevuti e le sue scoperte, Johannes Kepler non era soddisfatto.

Era convinto che l'armonia e la semplicità fossero le regole che governavano l'Universo, per questo era sempre alla ricerca di una relazione semplice, per cui i tempi di rivoluzione dei pianeti, oggi conosciuti come periodi orbitali, e la distanza dai pianeti potessero essere spiegato.Dom.

Johannes Kepler Gli ci vollero più di nove anni per ottenere questa semplice relazione e procedere alla formulazione della terza legge del moto dei pianeti, secondo la quale il periodo orbitale di un pianeta è proporzionale al semiasse maggiore dell'ellisse elevato alla potenza di 3/2.

Nell'anno 1628 entrò a prestare i suoi servizi all'ordine di A. von Wallenstein, nella città di Sagan, allora provincia della Slesia, che gli diede la parola di cancellare il debito che la Corona aveva contratto con lui in gli anni che erano passati, ma non li ha mai realizzati. Appena un mese prima di morire, a causa della febbre, Johannes Kepler aveva lasciato la Slesia per trovare una nuova posizione.

Morte

Johannes Kepler Morì nell'anno 1630, nella città di Ratisbona, mentre viaggiava con la sua famiglia da Linz a Sagan. Sulla sua lapide è stato inciso il seguente epitaffio, da lui creato:

“Ho misurato i cieli e ora misuro le ombre.

Nel cielo brillava lo spirito.

Sulla terra riposa il corpo. "

lavoro scientifico

Nell'anno 1594, quando Johannes Kepler Lasciò la città di Tubinga e si recò a Graz, in Austria, creò un'ipotesi di geometria complessa per cercare di spiegare le separazioni tra le orbite planetarie, che allora erano erroneamente immaginate circolari.

Analizzando la sua ipotesi, Keplero capì che il orbita dei pianeti erano ellittici. Ma quelle prime deduzioni coincidevano solo per il 5% con la realtà. Ha anche affermato che il Sole è quello che esercita una forza la cui magnitudine diminuisce in modo inversamente proporzionale alla distanza e fa sì che i pianeti si muovano attorno alle loro orbite.

Nell'anno 1596 riuscì a pubblicare un trattato intitolato Mysterium Cosmographicum. L'importanza di questo lavoro deriva dal fatto che esso fu l'espressione della prima ampia e plausibile dimostrazione scientifica dei vantaggi geometrici della teoria copernicana.

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L'anno successivo, nel 1597, pubblicò Mysterium Cosmographicum, in cui lascia espressa prova dei vantaggi che, dalla posizione della scienza geometrica, derivavano dalla teoria dell'eliocentrismo.

Johannes Kepler Fu professore di astronomia e matematica all'Università di Graz dal 1954 al 1600, quando gli fu offerto il posto di assistente dell'astronomo danese Tycho Brahe all'Osservatorio di Praga. Quando Brahe morì nel 1601, Keplero aveva assunto la sua posizione di matematico imperiale e astronomo di corte dell'imperatore Rodolfo II.

Delle sue opere prodotte in quel periodo, una delle più rilevanti è Astronomia Nova, pubblicata nell'anno 1609. Fu la grande compilazione dei suoi meticolosi sforzi per calcolare l'orbita del pianeta Marte, per la quale cercò quasi esclusivamente di catturare in sono i suoi calcoli sull'orbita di questo pianeta.

In Astronomia Nova introduce due delle sue tre note leggi del movimento dei pianeti, che oggi vengono chiamate leggi di Keplero. Nell'anno 1610 pubblicò Dissertatio cum Nunzio Sidereo, che trattava delle osservazioni di Galileo Galilei.

L'anno successivo, grazie all'aiuto di un telescopio, poté effettuare le proprie osservazioni sui satelliti descritti dallo scienziato italiano, pubblicando i risultati di queste osservazioni nella sua opera Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus.

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Fu nominato matematico degli stati austriaci nell'anno 1612. Mentre in quella posizione si stabilì a Linz, dove scrisse le sue Harmonices Mundi, Libri (1619), in cui espose la sua terza legge, per dimostrare la relazione lineare della distanza media di un pianeta dal Sole.

nello stesso periodo Johannes Kepler pubblica l'Epitome Astronomiae Copernicanae (1618-1621), dove riesce a raccogliere tutte le sue scoperte in un'unica pubblicazione.

La stessa rilevanza ebbe il suo primo libro di testo di astronomia, che si basava sui principi di Copernico, e che nei tre decenni successivi ebbe un'influenza straordinaria, attirando molti astronomi al copernicanesimo kepleriano.

L'ultima opera rilevante pubblicata mentre Keplero era ancora in vita, furono le Tavole Rudolphine, nell'anno 1625. Sulla base delle informazioni raccolte da Brahe, le nuove tavole sul movimento dei pianeti riuscirono a ridurre gli errori medi della posizione reale di un pianeta da 5° a 10′.

Successivamente, il matematico e fisico inglese Sir Isaac Newton prese come base le teorie e le osservazioni del Giovanni Keplero, come base teorica per la formulazione della sua legge di gravitazione universale.

Se sei interessato, puoi anche vedere il Biografia di Isaac Newton.

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Keplero ha dato importanti contributi anche all'ottica, riuscendo a formulare quanto segue:

  • Legge fondamentale della fotometria
  • Riflessione completa
  • Prima teoria della visione moderna
  • Ha sviluppato un sistema infinitesimale, predecessore del calcolo infinitesimale di Leibnitz e Newton.

Le tre leggi di Keplero

L'astronomo tedesco creò le tre famose leggi che portano il suo nome, dopo aver analizzato i dati di un gran numero di osservazioni fatte da Tycho Brahe (1546-1601) sui movimenti dei pianeti, in particolare sul pianeta Marte.

Johannes Kepler, utilizzando calcoli estremamente complicati, è riuscito a concludere che c'erano differenze rilevanti tra la traiettoria che era stata calcolata che avrebbe preso il pianeta Marte e le osservazioni di Brahe, differenze che in alcuni casi raggiungevano gli 8 minuti d'arco, infatti le osservazioni di Brahe avevano un precisione di circa 2 minuti d'arco.

Queste differenze riscontrate lo hanno aiutato a scoprire quale fosse la vera orbita del pianeta Marte e degli altri pianeti del Sistema Solare.

1a legge Orbite ellittiche

Keplero riteneva, contrariamente alla teoria circolare, che le orbite dei pianeti fossero ellissi che hanno una piccola eccentricità e in cui il Sole si trova in uno dei suoi fuochi. Se la guardi attentamente, ti dà l'impressione che un'ellisse sia originariamente un cerchio leggermente appiattito.

In teoria il nome ellisse viene dato ad una curva piatta e chiusa in cui la somma della distanza dei fuochi (punti fissi, F1 e F2) da uno qualsiasi dei punti M che la formano è costante e uguale alla lunghezza del asse maggiore dell'ellisse (segmento AB). L'asse minore dell'ellisse è il segmento CD, è perpendicolare al segmento AB e lo taglia nel mezzo.

L'eccentricità rappresenta il grado di modifica di un'ellisse. Non esiste un'eccentricità pari a zero, quindi sarebbe un cerchio perfetto. Maggiore è la modifica dell'eccentricità, maggiore è il numero di angoli dell'ellisse.

Le orbite con angoli uguali a uno sono dette orbite paraboliche e quelle maggiori di uno sono dette orbite iperboliche.

Se la distanza tra i fuochi F1F2 è uguale a zero, come nel caso della circonferenza, anche l'eccentricità risulterà nulla.

La conclusione a cui giunge Keplero è che le orbite planetarie sono ellittiche, con una piccola modifica o sinuosità. Nel caso del pianeta Terra, il valore della sinusità è 0.017, il pianeta con il maggior grado di modificazione nella sua ellisse è Plutone con 0.248, seguito da vicino da Mercurio, con 0.206.

2° legge delle orbite

Il raggio vettore che unisce i pianeti al centro del Sole può coprire le stesse aree nello stesso tempo. La velocità orbitale di un pianeta, che è la velocità con cui si muove sulla sua orbita, è variabile, inversamente proporzionale alla distanza dal Sole. Per tale motivo si conclude che a una distanza maggiore la velocità orbitale sarà minore , mentre a distanze più brevi, la velocità orbitale sarà maggiore.

La velocità orbitale dei pianeti sarà la massima, quando si trovano nel punto della loro orbita più vicino al Sole, chiamato perielio, e avranno una velocità minima nel punto più lontano dal Sole, chiamato afelio.

Il vettore di un pianeta è la linea immaginaria che unisce il centro del pianeta con il Sole in un dato momento. D'altra parte, quel vettore orbitale sarà uguale alla somma degli intervalli di tempo che il pianeta impiega per spostarsi da un vettore all'altro, fino a completare un giro.

Con le conclusioni raggiunte da Keplero sulla sua analisi delle orbite ellittiche, ha scoperto che poiché una pianta era più vicina al sole, dovrebbe muoversi più velocemente, scoprendo che il tempo in cui un pianeta si spostava da un vettore all'altro, dovrebbe essere lo stesso per tutti trasferimenti dai seguenti vettori.

3°. Legge armonica e stella di Keplero

Nel mese di ottobre dell'anno 1604, Johannes Kepler fu in grado di vedere la supernova nella nostra Galassia, che in seguito sarebbe stata battezzata con il nome della stella di Keplero. Quella stessa supernova potrebbe essere vista da altri scienziati europei, come Brunowski a Praga, che corrispondeva con Keplero, Altobelli a Verona, e Clavius ​​a Roma, e Capra e Marius a Padova.

Keplero, basandosi sul lavoro di Brahe, fece un'analisi dettagliata di questa apparsa supernova, nel suo libro De Stella Nova in Pede Serpentarii, dalla sua traduzione, la Nuova Stella ai Piedi di Ofiuco, gettando le basi per la sua teoria che l'Universo è sempre in movimento e che è influenzato da importanti modifiche.

L'intensità della stella era tale da poter essere osservata ad occhio nudo entro 18 mesi dalla sua comparsa. Questa stella supernova si trova a soli 13.000 anni luce dal pianeta Terra.

Successivamente, non è stato possibile osservare un'altra supernova all'interno della nostra stessa galassia. A causa dell'evoluzione della luminosità della stella che è stata misurata e osservata, oggi si ritiene che sia una supernova di tipo I.

Riassunto delle opere di Keplero

A seguito della sua ricerca, portata avanti nel corso della sua vita, Johannes Kepler Ha pubblicato le seguenti opere, che sono state disposte cronologicamente:

  • Mistero cosmografico (Il mistero cosmico, 1596).
  • Astronomia Pars Optica (La parte ottica dell'astronomia, 1604).
  • Da Stella nova in pede Serpentarii (La nuova stella ai piedi di Ofiuco, 1604). Il 17 ottobre 1604 Keplero osservò l'apparizione di una nuova stella. L'osservazione, confermata da altri astronomi europei, suscitò profondamente la sua curiosità. Oltre all'interesse dal punto di vista astronomico, era una questione filosofica essenziale, poiché Keplero difendeva sempre la teoria secondo cui l'universo non era qualcosa di statico. Ora è noto che la stella di Keplero era una supernova di classe I.
  •  Astronomia Nova (Nuova astronomia, 1609).
  • diottrie (diottrie, 1611). A causa della miopia di cui soffriva, Keplero era sempre interessato all'ottica. Le conclusioni pratiche di questo lavoro diedero origine a occhiali o lenti che aiutavano i miopi e i presbiti a vedere meglio, contribuendo anche alla progettazione di un nuovo telescopio, che per anni fu utilizzato per le osservazioni astronomiche, che ricevette il nome di telescopio Kepler. .
  • De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam in Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit (1613). Grazie alle conoscenze speciali che aveva acquisito, Johannes Keplero scrisse questa curiosa e breve opera in cui dimostrò con dati scientifici che Gesù era nato nell'anno 4 a.C.
  • Epitome Astronomiae Copernicanae (pubblicato in tre parti, 1618-1621).
  •  Armonizza il mondo (L'armonia dei mondi, 1619).
  •  Tabulae Rudolphinae (1627).
  • Sonnio (Il sogno, 1634), è un racconto fantastico, in cui i protagonisti possono osservare maestosamente lo spettacolo della Terra che gira su se stessa. Grazie a questo lavoro, è stato possibile affermare che Keplero è stato il primo autore di fantascienza della storia.

Oltre al suo lavoro di astronomo e matematico, Johannes Kepler Divenne un astrologo molto importante. Due previsioni molto rilevanti, la prima relativa ai raccolti, e la seconda legata a chi avrebbe vinto una battaglia contro i Turchi, gli diedero prestigio, essendo considerato un maestro nell'arte di interpretare gli oracoli dei Stelle.

Questa attività, di cui Keplero non era particolarmente orgoglioso, riuscì a dargli un reddito economico significativo in un momento in cui il suo reddito stava attraversando momenti difficili.

Tale era il suo disaccordo che si sostiene che Johannes Kepler abbia persino affermato che l'astrologia prostituta dovrebbe sostenere sua madre, l'astronomia, perché i salari dei matematici sono così bassi che, inevitabilmente, la madre dovrebbe soffrire la fame. sostentamento. Questa affermazione non lascia dubbi sulla visione di Keplero dell'astrologia.

  • Le Tavole Rudolphine. Non è un'opera di Johannes Keplero tanto famosa quanto le sue ben note leggi del moto planetario, e nonostante ciò, costituiscono una delle opere di punta più importanti di Keplero, perché sono un elemento essenziale all'inizio della nuova astronomia.

Quelle tavole erano originariamente un'opera commissionata dal re Rodolfo II, motivo per cui portano il nome di Rudolfinas. Originariamente furono affidati a Tycho Brahe, ma alla sua morte il lavoro fu poi affidato a Keplero, che applicò le sue nuove teorie nella sua elaborazione, al fine di perfezionare i calcoli delle posizioni del Sole e della Luna.

Questo gli ha permesso di calcolare i tempi in cui si sarebbero verificate le eclissi, non solo in quel momento, ma per qualsiasi data, sia prima che dopo l'era cristiana.

Analizzandolo, si può concludere che The Tables fu un'opera davvero titanica, che offre una dimostrazione delle centinaia di pagine con migliaia di calcoli che Keplero dovette fare nel corso di 22 lunghi anni. Fortunatamente per lui, nell'effettuare un gran numero di calcoli, Keplero poté utilizzare, perché già introdotti nelle scienze matematiche, i logaritmi di Napier, pratica di cui Keplero perfezionò.

L'importanza di Las Tablas Rudolfinas è stata tale che hanno avuto un impatto essenziale sulla preparazione dei calendari delle effemeridi e sulla navigazione per più di 200 anni.


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