Ar kada susimąstėte, kas tai buvo? Johanesas Kepleris? Na, jis buvo labai svarbus vokiečių mokslininkas, išsiskyręs astronomijos ir filosofijos žiniomis, jis atėjo sukurti ir pademonstruoti trijų planetų judėjimo dėsnių egzistavimą, kurie šiandien vadinami Keplerio dėsniais. Kviečiame perskaityti šį straipsnį ir sužinoti daugiau apie jo gyvenimą ir darbą.
Johaneso Keplerio biografija
Savo laiku Johanesas Kepleris Tai buvo taip svarbu, kad jis pradėjo dirbti kartu su Tycho Brahe, vėliau pakeisdamas jį imperijos Rudolfo II matematiko pareigomis. Dėl jo nepaprastų laimėjimų Tarptautinė astronomų sąjunga 1935 m. Mėnulio astroblemą pakrikštijo Keplerio vardu. Sužinokime daugiau apie jo gyvenimą.
Vaikystė
Jo gimimo metai buvo 1571 m. Vokietijos mieste Viurtemberge, kuris tuomet buvo kunigaikštystė. Nuo vaikystės jį kankino daugybė negalavimų, tokių kaip trumparegystė, skrandžio negalavimai, jį kankino galvos skausmai. Kai jam buvo treji metai, jis susirgo raupų liga, kurios pasekmės buvo itin silpnas regėjimas.
Nors jis visada turėjo rimtų sveikatos problemų, jis visada buvo šviesus, puikaus intelekto vaikas, kuriam patiko daryti didelį įspūdį tarp žmonių, apsistojusių jo motinos nakvynės namuose, naudodamas savo nepaprastas matematikos dovanas. 1584 m. jam pavyko įstoti į protestantų kunigų seminariją Adelbergo mieste.
studijos
Dėl savo įrodyto intelekto 1589 m. jis pradėjo studijuoti teologiją Tiubingeno universitete. Atsidūręs ten, jis turėjo galimybę matematikos mokytoju paskirti Maestliną, kuris jau turėjo žinių apie Koperniko heliocentrinę teoriją ir ja plačiai dalijosi.
Kepleris laikėsi Pitagoro mokymų ir tikėjo, kad Dievas yra didžiausias geometras, harmoningos visatos kūrėjas, Pitagoro teorijos paprastume pastebėdamas Dievo kūrybinio plano ypatybę. Jis toliau studijavo Tiubingene, net ir 1591 m. įgijęs magistro laipsnį.
Santuoka
Johanesas Kepleris jis buvo vedęs du kartus. Pirmoji jo santuoka, absoliutaus patogumo rezultatas, buvo sudaryta 27 m. balandžio 1597 d. su panele Bárbara Müller. Ši santuoka, kurią surengė jo giminaičiai, padarė jį apkūnios, paprastos dvasios, pasibjaurėtinos charakterio moters pora.
akademinę karjerą
1594 m. jis išvyko iš Tiubingeno ir išvyko į Gracą, miestą, esantį Austrijoje, kur tęsė profesoriaus karjerą universitete, dėstė aritmetiką, geometriją ir retoriką, sugebėjo skirti savo laisvalaikį pomėgiui, kuris buvo astronomija.
Turime omenyje laikus, kai skirtumas tarp tikėjimo ir mokslo nebuvo iki galo nubrėžtas, o dangaus kūnų judėjimo mechanika dar buvo praktiškai nežinoma. Tiesą sakant, buvo teigiama, kad tokie judėjimai pakluso dieviškiems dėsniams.
Būdamas Grace jis paskelbė almanachus su astrologinėmis prognozėmis, kuriuos sukūrė Kepleris, nors jis nesutiko su kai kuriomis gairėmis.
Tada, 1600 m., žinomo astronomo Tycho Brahe kvietimu, kuris bendravo su Kepleriu, skaitydamas jo publikacijas, jis išvyko gyventi į Prahos miestą, kuris šiandien yra Čekijos Respublikos sostinė. Kitais metais profesorius Brahe mirė, o Kepleris pradėjo eiti imperatoriaus dvaro matematiko ir astronomo pareigas.
Ilgam laikui Johanesas Kepleris Jis išlaikė teoriją, kuri derino geocentrizmą su heliocentrizmu, kad vėliau pakeistų savo geocentrinius dizainus į heliocentrizmą. Nors jis pasiekė savo tikslą, jis ir toliau rado didelių neatitikimų tarp kelio, kurį, jo skaičiavimais, dangaus kūnai turėjo nueiti, ir to, kurį jie iš tikrųjų padarė.
Ši išvada paskatino jį spėlioti, kad konstitucinis Saulė kūnas, iš kurio sklinda jėga, kuri verčia planetas suktis savo aplinkoje, padidinus kelią tarp planetos ir Saulės, judėjimo greitį reikėjo sumažinti. Kad galėtų pareikšti šį teiginį, jis turėjo atsikratyti prieš tūkstančius metų priimtos sampratos, kad dangaus kūnų maršrutas buvo nutiestas žiedinėmis orbitomis.
1612 m. jis gavo garbingą Aukštutinės Austrijos žemių, sudarančių Linco rajoną, matematiko pareigas. Nepaisant gautų pagyrimų ir atradimų, Johanesas Kepleris jis nebuvo patenkintas.
Jis buvo įsitikinęs, kad harmonija ir paprastumas yra taisyklės, valdančios Visatą, todėl jis visada ieškojo paprasto santykio, pagal kurį planetų apsisukimų laikai, šiandien vadinami orbitos periodais, ir atstumas iki planetų galėtų būti paaiškinta.Saulė.
Johanesas Kepleris Jam prireikė daugiau nei devynerių metų, kad suprastų šį paprastą ryšį ir suformuluotų trečiąjį planetų judėjimo dėsnį, pagal kurį planetos orbitos periodas yra proporcingas pusiau pagrindinei elipsės ašiai, pakeltai iki galios 3/2.
1628 m. jis atvyko atlikti savo paslaugų A. von Wallensteino įsakymui Sagano mieste, tuo metu Silezijos provincijoje, kuris davė jam žodį panaikinti skolą, kurią karūna su juo pasirašė m. prabėgusių metų, bet jis niekada to neįvykdė. Likus vos mėnesiui iki jo mirties dėl karščiavimo, Johanesas Kepleris jis išvyko iš Silezijos, kad surastų naujas pareigas.
Mirtis
Johanesas Kepleris Jis mirė 1630 m., Regensburgo mieste, keliaudamas su šeima iš Linco į Saganą. Ant jo antkapio buvo išgraviruota tokia jo sukurta epitafija:
„Išmatavau dangų, o dabar matuoju šešėlius.
Danguje švietė dvasia.
Žemėje ilsisi kūnas"
mokslinis darbas
1594 m., kai Johanesas Kepleris Jis paliko Tiubingeno miestą ir išvyko į Gracą, Austrijoje, sukūrė sudėtingos geometrijos hipotezę, siekdamas paaiškinti planetų orbitų atskyrimus, kurie tuo metu buvo klaidingai įsivaizduojami kaip apskriti.
Analizuodamas savo hipotezę, Kepleris suprato, kad Orbita planetų buvo elipsės formos. Tačiau tie pirmieji išskaičiavimai su realybe sutapo tik 5%. Jis taip pat teigė, kad Saulė yra ta, kuri veikia jėgą, kurios dydis mažėja atvirkščiai proporcingai atstumui ir priverčia planetas judėti savo orbitomis.
1596 m. jam pavyko paskelbti traktatą Mysterium Cosmographicum. Šio darbo svarbą lemia tai, kad tai buvo pirmasis platus ir patikimas Koperniko teorijos geometrinių pranašumų mokslinis demonstravimas.
Kitais metais, 1597 m., jis išleido Mysterium Cosmographicum, kuriame palieka aiškų įrodymą apie patogumus, kuriuos geometrijos mokslo požiūriu išvedė heliocentrizmo teorija.
Johanesas Kepleris 1954–1600 m. jis buvo astronomijos ir matematikos profesorius Graco universitete, kai jam buvo pasiūlytos danų astronomo Tycho Brahe asistento pareigos Prahos observatorijoje. Iki to laiko, kai Brahe mirė 1601 m., Kepleris užėmė imperatoriaus matematiko ir imperatoriaus Rudolfo II teismo astronomo pareigas.
Iš jo tuo laikotarpiu sukurtų darbų vienas aktualiausių yra Astronomia Nova, išleistas 1609 m. Tai buvo puikus jo kruopščių pastangų apskaičiuojant Marso planetos orbitą, kurią jis bandė užfiksuoti beveik išimtinai, rinkinys. tai jo skaičiavimai šios planetos orbitoje.
Knygoje „Astronomia Nova“ jis pristato du iš trijų gerai žinomų planetų judėjimo dėsnių, kurie šiandien vadinami Keplerio dėsniais. 1610 m. jis paskelbė Dissertatio cum Nuncio Sidereo, kuriame buvo aptariami Galilėjaus Galilėjaus pastebėjimai.
Kitais metais jis galėjo atlikti savo stebėjimus dėl palydovų, kuriuos aprašė italų mokslininkas, pasitelkęs teleskopą, paskelbdamas šių stebėjimų rezultatus savo darbe Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus.
Jis buvo paskirtas Austrijos valstijų matematiku 1612 m. Eidamas šias pareigas, jis apsigyveno Lince, kur parašė savo Harmonices Mundi, Libri (1619), kuriame išdėstė savo trečiąjį įstatymą, siekdamas parodyti tiesinį ryšį. vidutinio atstumo nuo planetos iki Saulės.
tuo pačiu laikotarpiu Johanesas Kepleris išleidžia Epitome Astronomiae Copernicanae (1618-1621), kur jam pavyksta surinkti visus savo atradimus į vieną leidinį.
Taip pat buvo aktualus jo pirmasis astronomijos vadovėlis, paremtas Koperniko principais ir kuris per kitus tris dešimtmečius turėjo nepaprastą įtaką, pritraukdamas daugybę astronomų į Keplerio kopernikanizmą.
Paskutinis aktualus darbas, paskelbtas Kepleriui dar gyvam esant, buvo Rudolfino lentelės 1625 m. Remiantis Brahe surinkta informacija, naujosios planetų judėjimo lentelės sugebėjo sumažinti vidutines tikrosios padėties paklaidas. planeta nuo 5° iki 10′.
Vėliau anglų matematikas ir fizikas seras Isaacas Newtonas rėmėsi teorijomis ir pastebėjimais Johanesas Kepleris, kaip teorinis pagrindas jo visuotinės gravitacijos dėsniui suformuluoti.
Jei jus domina, taip pat galite pamatyti Izaoko Niutono biografija.
Kepleris taip pat labai prisidėjo prie optikos, sugebėjęs suformuluoti:
- Pagrindinis fotometrijos įstatymas
- Pilnas atspindys
- Pirmoji šiuolaikinio regėjimo teorija
- Jis sukūrė begalinio mažumo sistemą, Leibnico ir Niutono begalinio mažumo skaičiavimo pirmtaką.
Trys Keplerio dėsniai
Vokiečių astronomas sukūrė tris gerai žinomus jo vardu pavadintus dėsnius, išanalizavęs daugelio Tycho Brahe (1546–1601) stebėjimų apie planetų judėjimą, ypač Marso planetoje, duomenis.
Johanesas Kepleris, naudojant itin sudėtingus skaičiavimus, pavyko padaryti išvadą, kad tarp apskaičiuotos Marso planetos trajektorijos ir Brahės stebėjimų yra reikšmingų skirtumų, skirtumų, kurie kai kuriais atvejais siekė 8 lanko minutes, iš tikrųjų Brahės stebėjimai turėjo maždaug 2 minučių lanko tikslumu.
Šie rasti skirtumai padėjo jam išsiaiškinti, kokia yra tikroji Marso ir kitų Saulės sistemos planetų orbita.
1-asis dėsnis Elipsinės orbitos
Kepleris, priešingai žiedinei teorijai, manė, kad planetų orbitos yra elipsės, turinčios nedidelį ekscentriškumą ir kurių viename iš savo židinių yra Saulė. Jei pažvelgsite į tai atidžiai, susidaro įspūdis, kad elipsė iš pradžių yra apskritimas, kuris buvo šiek tiek suplotas.
Teoriškai elipsės pavadinimas suteikiamas plokščiai ir uždarai kreivei, kurioje atstumo iki židinių (fiksuotų taškų, F1 ir F2) suma nuo bet kurio ją sudarančio taško M yra pastovi ir lygi kreivės ilgiui. didžioji elipsės ašis (AB atkarpa). Mažoji elipsės ašis yra segmentas CD, statmena segmentui AB ir perpjauna jį per vidurį.
Ekscentriškumas parodo elipsės modifikacijos laipsnį. Nulio ekscentriškumas neegzistuoja, todėl tai būtų tobulas apskritimas. Kuo didesnis ekscentriškumo modifikavimas, tuo didesnis elipsės kampų skaičius.
Orbitos, kurių kampai lygūs vienam, vadinamos parabolinėmis, o didesnės už vieną – hiperbolinėmis.
Jei atstumas tarp židinių F1F2 lygus nuliui, kaip ir apskritimo atveju, ekscentriškumas taip pat bus nulis.
Kepleris padarė išvadą, kad planetų orbitos yra elipsės, su nedideliu pakitimu arba vingiuotumu. Planetos Žemė atveju sinuso vertė yra 0.017, planeta, turinti didžiausią elipsės modifikacijos laipsnį, yra Plutonas su 0.248, o Merkurijus 0.206.
2-oji orbitų dėsnis
Spindulio vektorius, jungiantis planetas su Saulės centru, gali apimti tuos pačius plotus tuo pačiu metu. Planetos orbitos greitis, tai yra greitis, kuriuo ji juda savo orbita, yra kintama, atvirkščiai proporcinga atstumui nuo Saulės, todėl daroma išvada, kad esant didesniam atstumui, orbitos greitis bus mažesnis. važiuojant trumpesniais atstumais, orbitos greitis bus didesnis.
Planetų skriejimo greitis bus didžiausias, kai jos atsidurs arčiausiai Saulės esančiame savo orbitos taške, vadinamame periheliu, o mažiausią greitį jos turės toliausiame nuo Saulės taške, vadinamame afeliu.
Planetos vektorius yra įsivaizduojama linija, kuri tam tikru momentu jungia planetos centrą su Saule. Kita vertus, tas orbitos vektorius bus lygus laiko intervalų sumai, per kurią planeta pereis iš vieno vektoriaus į kitą, kol baigsis vienas apsisukimas.
Remdamasis išvadomis, kurias padarė Kepleris analizuodamas elipsines orbitas, jis nustatė, kad augalas, esantis arčiau saulės, turėtų judėti greičiau, ir nustatė, kad laikas, per kurį planeta judėjo nuo vieno vektoriaus prie kito, turėtų būti vienodas visiems. perdavimai šiais vektoriais.
3. Harmonijos dėsnis ir Keplerio žvaigždė
1604 m. spalio mėn. Johanesas Kepleris galėjo pamatyti supernovą mūsų galaktikoje, kuri vėliau bus pakrikštyta Keplerio žvaigždės vardu. Tą pačią supernovą galėjo pamatyti ir kiti Europos mokslininkai, tokie kaip Brunowskis Prahoje, susirašinėjęs su Kepleriu, Altobelli Veronoje ir Klaviusas Romoje bei Capra ir Marius Paduvoje.
Kepleris, remdamasis Brahės darbu, išsamiai išanalizavo šią atsiradusią supernovą savo knygoje „De Stella Nova in Pede Serpentarii“, jos vertimu „Naujoji žvaigždė Ophiuchus“ papėdėje, padėdamas pagrindus savo teorijai, kad Visata. visada juda ir kad jam įtakos turi svarbūs pakeitimai.
Žvaigždės intensyvumas buvo toks, kad plika akimi ją buvo galima stebėti per 18 mėnesių nuo jos pasirodymo. Ši supernovos žvaigždė yra tik 13.000 XNUMX šviesmečių nuo Žemės planetos.
Vėliau mūsų galaktikoje nebuvo įmanoma stebėti kitos supernovos. Dėl išmatuoto ir stebimo žvaigždės ryškumo raidos šiandien manoma, kad tai I tipo supernova.
Keplerio darbų santrauka
Dėl jo tyrimų, atliktų visą gyvenimą, Johanesas Kepleris Jis paskelbė šiuos darbus, išdėstytus chronologine tvarka:
- Mysterium cosmographicum (Kosminė paslaptis, 1596).
- Astronomiae Pars Optica (Astronomijos optinė dalis, 1604).
- Iš Stella nova in pede Serpentarii (Nauja žvaigždė Ophiuchus papėdėje, 1604). 17 m. spalio 1604 d. Kepleris pastebėjo naujos žvaigždės pasirodymą. Stebėjimas, kurį patvirtino kiti Europos astronomai, labai sužadino jo smalsumą. Be susidomėjimo astronominiu požiūriu, tai buvo esminis filosofinis klausimas, nes Kepleris visada gynė teoriją, kad visata nėra kažkas statinio. Dabar žinoma, kad Keplerio žvaigždė buvo I klasės supernova.
- nauja astronomija (Naujoji astronomija, 1609).
- Dioptrija (Dioptrija, 1611). Atsižvelgiant į trumparegystę, nuo kurios kentė, Kepleris visada domėjosi optika. Praktinės šio darbo išvados leido sukurti akinius ar lęšius, kurie padėjo trumparegiams ir toliaregiams žmonėms geriau matyti, taip pat prisidėjo prie naujo teleskopo, kuris daugelį metų buvo naudojamas astronominiams stebėjimams, kuriam buvo suteiktas Keplerio teleskopo pavadinimas, projektavimo. .
- De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam in Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit (1613). Dėl specialių įgytų žinių Johannesas Kepleris parašė šį įdomų ir trumpą veikalą, kuriame moksliniais duomenimis įrodė, kad Jėzus gimė 4 metais prieš Kristų.
- Epitome astronomija Copernicanae (išleistas trimis dalimis, 1618-1621).
- Harmonizuokite pasaulį (Pasaulių harmonija, 1619).
- Tabulae Rudolphinae (1627).
- Somniumas (Sapnas, 1634) – fantastinis pasakojimas, kurio herojai gali didingai stebėti, kaip Žemė atsisuka į save. Dėl šio darbo buvo galima patvirtinti, kad Kepleris buvo pirmasis mokslinės fantastikos autorius istorijoje.
Be astronomo ir matematiko darbo, Johanesas Kepleris Jis tapo labai svarbiu astrologu. Dvi prognozės, kurios buvo labai svarbios, pirmoji susijusi su javais, o antroji susijusi su tuo, kas laimės mūšį prieš turkus, suteikė jam prestižą, nes jis buvo laikomas pasaulio orakulų interpretavimo meno meistru. Žvaigždės.
Ši veikla, kuria Kepleris ne itin didžiavosi, galėjo duoti jam didelių ekonominių pajamų tuo metu, kai jo pajamos išgyveno sunkius laikus.
Toks jo nesutarimas buvo, kad Johanesas Kepleris net sakė, kad paleistuvė astrologija turėtų remti jos motiną, astronomiją, nes matematikų atlyginimai yra tokie maži, kad motina neišvengiamai turėtų badauti. išlaikymo. Šis teiginys nepalieka jokių abejonių dėl Keplerio požiūrio į astrologiją.
- Rudolfinų stalai. Tai nėra Johanneso Keplerio darbas, toks garsus kaip jo žinomi planetų judėjimo dėsniai, ir nepaisant to, jie yra vienas svarbiausių Keplerio darbų, nes jie yra esminis elementas naujosios astronomijos pradžioje.
Tos lentelės iš pradžių buvo karaliaus Rodolfo II užsakymas, todėl jos pavadintos Rudolfino vardu. Iš pradžių jie buvo patikėti Tycho Brahe, tačiau dėl jo mirties darbas buvo patikėtas Kepleriui, kuris taikė savo naujas teorijas, kad patobulintų Saulės ir Mėnulio padėčių skaičiavimus.
Tai leido jam apskaičiuoti laiką, kada įvyks užtemimai ne tik tuo metu, bet ir bet kuriai datai, prieš ar po krikščioniškosios eros.
Išanalizavus tai, galima daryti išvadą, kad Lentelės buvo tikrai titaniškas kūrinys, kuriame pateikiami šimtai puslapių su tūkstančiais skaičiavimų, kuriuos Kepleris turėjo atlikti per 22 ilgus metus. Jo laimei, Kepleris, atlikdamas daugybę skaičiavimų, galėjo panaudoti, nes jie jau buvo įvesti į matematikos mokslus, Napier logaritmus, kurių praktiką Kepleris ištobulino.
„Las Tablas Rudolfinas“ aktualumas buvo toks, kad daugiau nei 200 metų jie turėjo esminės įtakos rengiant efemerido kalendorius ir laivybai.