Vai esat kādreiz domājuši, kas tas bija? Johannes Kepler? Nu, viņš bija ļoti nozīmīgs vācu zinātnieks, kurš izcēlās ar savām zināšanām astronomijā un filozofijā, viņš nāca, lai radītu un demonstrētu trīs planētu kustības likumus, kurus mūsdienās sauc par Keplera likumiem. Mēs aicinām jūs izlasīt šo rakstu, lai uzzinātu vairāk par viņa dzīvi un darbu.
Johannesa Keplera biogrāfija
Viņa laikā Johannes Kepler tas bija tik svarīgi, ka viņš sāka strādāt kopā ar Tiho Brahi, vēlāk viņu aizstājot Rūdolfa II imperatora matemātiķa amatā. Pateicoties viņa neparastajiem sasniegumiem, Starptautiskā Astronomijas savienība 1935. gadā kristīja Mēness astroblēmu ar Keplera vārdu. Uzzināsim nedaudz vairāk par viņa dzīvi.
Bērnība
Viņa dzimšanas gads bija 1571. gads Vācijas pilsētā Virtembergā, kas tolaik bija hercogiste. Kopš bērnības viņš cieta no daudzām slimībām, piemēram, tuvredzības, kuņģa slimībām un viņu mocīja galvassāpes. Kad viņam bija trīs gadi, viņš saslima ar baku slimību, kuras sekas ietvēra ārkārtīgi novājinošu redzi.
Lai gan viņam vienmēr bija nopietnas veselības problēmas, viņš vienmēr bija gaišs bērns ar lielu inteliģenci, kuram patika atstāt lielu iespaidu starp cilvēkiem, kas apmetās viņa mātes hostelī, izmantojot savas neparastās matemātikas dotības. 1584. gadā viņam izdevās iestāties protestantu seminārā Adelbergas pilsētā.
Estudios
Pateicoties savam pierādītajam intelektam, 1589. gadā viņš sāka studēt teoloģiju Tībingenes Universitātē. Atrodoties tur, viņam bija iespēja izvēlēties Maestlinu par savu matemātikas skolotāju, kuram jau bija zināšanas par Kopernika heliocentrisko teoriju un viņš tajās plaši dalījās.
Keplers sekoja Pitagora mācībām un uzskatīja, ka Dievs ir lielākais ģeometrs, harmoniskā Visuma radītājs, Pitagora teorijas vienkāršībā ievērojot Dieva radošā plāna īpašību. Viņš turpināja studēt Tībingenā pat pēc maģistra grāda iegūšanas 1591. gadā.
Laulība
Johannes Kepler viņš bija precējies divas reizes. Viņa pirmā laulība, kas ir absolūtas ērtības rezultāts, tika noslēgta 27. gada 1597. aprīlī ar Barbaras Milleres jaunkundzi. Šī laulība, ko nokārtoja viņa radinieki, padarīja viņu par resnas sievietes pāri ar vienkāršu garu, kam bija riebīgs raksturs.
akadēmiskā karjera
1594. gadā viņš pameta Tībingenu, lai dotos uz Grācu, pilsētu Austrijā, kur turpināja savu karjeru kā profesors universitātē, mācot aritmētiku, ģeometriju un retoriku, paspējot veltīt savu brīvo laiku hobijam, kas bija astronomija.
Mēs runājam par laiku, kad atšķirība starp ticību un zinātni nebija pilnībā noteikta, un debess ķermeņu pārvietošanās mehānika joprojām bija praktiski nezināma. Faktiski tika apstiprināts, ka šādas pārvietošanas pakļāvās dievišķajiem likumiem.
Atrodoties Grācā, viņš bija publicējis Keplera sastādītus almanahus, kuros bija ietverti astroloģiskie pareģojumi, lai gan viņš nepiekrita dažām vadlīnijām.
Pēc tam, 1600. gadā, viņš pēc pazīstamā astronoma Tiho Brahe uzaicinājuma devās dzīvot uz Prāgas pilsētu, kas šodien ir Čehijas galvaspilsēta, kurš sazinājās ar Kepleru, lasot viņa publikācijas. Profesors Brahe nomira nākamajā gadā, un Keplers ieņēma imperatora galma matemātiķa un astronoma amatu.
Ilgu laiku Johannes Kepler Viņš saglabāja teoriju, kas apvienoja ģeocentrismu ar heliocentrismu, lai vēlāk pārveidotu savus ģeocentriskos dizainus uz heliocentrismu. Lai gan viņš bija sasniedzis savu mērķi, viņš turpināja atrast nopietnas neatbilstības starp ceļu, kas, pēc viņa aprēķiniem, debess ķermeņiem vajadzēja veikt, un to, ko tie faktiski veica.
Šis secinājums lika viņam domāt, ka, veidojot Saule ķermenis, no kura izplūst spēks, kas liek planētām griezties savā vidē, kad tika palielināts ceļš starp planētu un Sauli, kustības ātrums bija jāsamazina. Lai varētu izteikt šo apgalvojumu, viņam bija jāatbrīvojas no pirms tūkstošiem gadu pieņemtās koncepcijas, ka debess ķermeņu maršruts tika veikts, izmantojot apļveida orbītas.
1612. gadā viņš ieguva godpilno matemātiķa amatu Augšaustrijas štatos, kas veidoja Lincas apgabalu. Neskatoties uz saņemtajiem pagodinājumiem un viņa atklājumiem, Johannes Kepler viņš nebija apmierināts.
Viņš bija pārliecināts, ka harmonija un vienkāršība ir likumi, kas pārvalda Visumu, tāpēc viņš vienmēr meklēja vienkāršas attiecības, ar kurām varētu sasniegt planētu apgriezienu laikus, ko mūsdienās sauc par orbitālajiem periodiem, un attālumu līdz planētām. jāpaskaidro.Sv.
Johannes Kepler Viņam bija vajadzīgi vairāk nekā deviņi gadi, lai iegūtu šīs vienkāršās attiecības un sāktu formulēt trešo planētu kustības likumu, saskaņā ar kuru planētas orbitālais periods ir proporcionāls elipses pusgalvenajai asij, kas pacelta līdz jaudai 3/2.
1628. gadā viņš ieradās, lai sniegtu savus pakalpojumus A. fon Vallenšteina pavēlei Saganas pilsētā, tajā laikā Silēzijas provincē, kurš deva viņam vārdu dzēst parādu, par kuru kronis ar viņu bija noslēdzis līgumu gadiem, kas bija pagājuši, bet viņš to nekad nepiepildīja. Gandrīz mēnesi pirms viņa nāves drudža dēļ, Johannes Kepler viņš bija pametis Silēziju, lai atrastu jaunu amatu.
Nāve
Johannes Kepler Viņš nomira 1630. gadā Rēgensburgas pilsētā, ceļojot ar ģimeni no Lincas uz Saganu. Uz viņa kapa pieminekļa bija iegravēta šāda viņa paša radītā epitāfija:
"Es mēru debesis, un tagad es mēru ēnas.
Debesīs mirdzēja gars.
Uz zemes guļ ķermenis. "
zinātniskais darbs
1594. gadā, kad Johannes Kepler Viņš pameta Tībingenes pilsētu un devās uz Grācu Austrijā, izveidoja sarežģītas ģeometrijas hipotēzi, lai mēģinātu izskaidrot planētu orbītu atdalījumus, kas tajā laikā tika nepareizi iztēloti kā apļveida.
Analizējot savu hipotēzi, Keplers saprata, ka Orbītā no planētām bija eliptiskas. Bet šie pirmie atskaitījumi tikai par 5% sakrita ar realitāti. Viņš arī norādīja, ka Saule ir tā, kas iedarbojas uz spēku, kura lielums samazinās apgriezti proporcionāli attālumam un liek planētām pārvietoties ap to orbītām.
1596. gadā viņam izdevās publicēt traktātu ar nosaukumu Mysterium Cosmographicum. Šī darba nozīmi nosaka fakts, ka tas bija pirmais plašais un ticamais Kopernika teorijas ģeometrisko priekšrocību zinātniskais pierādījums.
Nākamajā gadā, 1597. gadā, viņš publicēja Mysterium Cosmographicum, kurā viņš atstāj nepārprotamu pierādījumu par ērtībām, kas no ģeometriskās zinātnes viedokļa izriet no heliocentrisma teorijas.
Johannes Kepler Viņš bija astronomijas un matemātikas profesors Grācas Universitātē no 1954. līdz 1600. gadam, kad viņam tika piedāvāts dāņu astronoma Tiho Brahes asistenta amats Prāgas observatorijā. Kad Brahe nomira 1601. gadā, Keplers bija ieņēmis imperatora Rūdolfa II imperatora matemātiķa un galma astronoma amatu.
No viņa šajā periodā tapušajiem darbiem viens no svarīgākajiem ir Astronomia Nova, kas publicēts 1609. gadā. Tas bija lielisks apkopojums no viņa rūpīgajiem centieniem aprēķināt planētas Marsa orbītu, kuru viņš gandrīz tikai mēģināja notvert tie ir viņa aprēķini par šīs planētas orbītu.
Grāmatā Astronomia Nova viņš iepazīstina ar diviem no saviem trim labi zināmajiem planētu kustības likumiem, kurus mūsdienās sauc par Keplera likumiem. 1610. gadā viņš publicēja darbu Dissertatio cum Nuncio Sidereo, kurā tika aplūkoti Galileo Galilei novērojumi.
Nākamajā gadā viņš varēja veikt savus novērojumus par satelītiem, kurus itāliešu zinātnieks aprakstīja, pateicoties teleskopa palīdzību, publicējot šo novērojumu rezultātus savā darbā Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus.
Viņš tika iecelts par Austrijas valstu matemātiķi 1612. gadā. Šajā amatā viņš apmetās uz dzīvi Lincā, kur uzrakstīja Harmonices Mundi, Libri (1619), kurā izklāstīja savu trešo likumu, lai parādītu lineārās attiecības. no vidējā attāluma no planētas līdz Saulei.
tajā pašā laika posmā Johannes Kepler izdod Epitome Astronomiae Copernicanae (1618-1621), kur viņam izdodas apkopot visus savus atklājumus vienā publikācijā.
Tāda pati nozīme bija viņa pirmajai astronomijas mācību grāmatai, kas balstījās uz Kopernika principiem un kurai turpmākajās trīs desmitgadēs bija ārkārtēja ietekme, piesaistot daudzus astronomus Keplera kopernikānismam.
Pēdējais attiecīgais darbs, kas tika publicēts, Kepleram vēl dzīvam esot, bija Rūdolfīna tabulas 1625. gadā. Pamatojoties uz Brahes apkopoto informāciju, jaunajās planētu kustības tabulās izdevās samazināt vidējās kļūdas reālās pozīcijas pozīcijā. planēta no 5° līdz 10′.
Vēlāk angļu matemātiķis un fiziķis sers Īzaks Ņūtons par pamatu ņēma teorijas un novērojumus Johanness Keplers, kā teorētisko pamatu viņa universālās gravitācijas likuma formulēšanai.
Ja jūs interesē, varat arī apskatīt Īzaka Ņūtona biogrāfija.
Keplers arī sniedza nozīmīgu ieguldījumu optikas attīstībā, spējot formulēt:
- Fotometrijas pamatlikums
- Pilnīga atspulga
- Pirmā mūsdienu redzes teorija
- Viņš izstrādāja bezgalīgi mazo sistēmu, kas ir Leibnica un Ņūtona bezgalīgi maza aprēķina priekštecis.
Trīs Keplera likumi
Vācu astronoms radīja trīs labi zināmos likumus, kas nes savu vārdu, analizējot datus no daudziem novērojumiem, ko Tycho Brahe (1546-1601) veica par planētu kustībām, jo īpaši uz planētas Marss.
Johannes Kepler, izmantojot ārkārtīgi sarežģītus aprēķinus, izdevās secināt, ka pastāv būtiskas atšķirības starp aprēķināto planētas Marsa trajektoriju un Brahes novērojumiem, atšķirības, kas dažos gadījumos sasniedza 8 loka minūtes, patiesībā Brahes novērojumiem bija ar aptuveni 2 loka minūšu precizitāti.
Šīs atklātās atšķirības viņam palīdzēja atklāt, kāda bija planētas Marsa un citu Saules sistēmas planētu īstā orbīta.
1. likums Eliptiskas orbītas
Keplers pretēji apļveida teorijai uzskatīja, ka planētu orbītas ir elipses, kurām ir neliela ekscentriskums un kurās Saule atrodas vienā no tās perēkļiem. Ja paskatās uz to uzmanīgi, rodas iespaids, ka elipse sākotnēji ir aplis, kas ir nedaudz saplacināts.
Teorētiski elipses nosaukums tiek dots plakanai un slēgtai līknei, kurā attāluma summa līdz fokusiem (fiksētiem punktiem, F1 un F2) no jebkura punkta M, kas to veido, ir nemainīga un vienāda ar līknes garumu. elipses galvenā ass (AB segments). Elipses mazā ass ir segments CD, tā ir perpendikulāra segmentam AB un nogriež to vidū.
Ekscentriskums atspoguļo elipses modifikācijas pakāpi. Nulles ekscentriskums nepastāv, tāpēc tas būtu ideāls aplis. Jo lielāka ir ekscentricitātes modifikācija, jo lielāks ir elipses leņķu skaits.
Orbītas, kuru leņķi ir vienādi ar vienu, sauc par paraboliskām orbītām, un tās, kas ir lielākas par vienu, sauc par hiperboliskām orbītām.
Ja attālums starp fokusiem F1F2 ir vienāds ar nulli, kā tas ir apļa gadījumā, arī ekscentriskums būs nulle.
Keplera secinājums ir tāds, ka planētu orbītas ir eliptiskas, ar nelielu modifikāciju vai līkumu. Planētas Zeme gadījumā sinusitātes vērtība ir 0.017, planēta ar vislielāko modifikācijas pakāpi elipsē ir Plutons ar 0.248, kam tuvu seko Merkurs ar 0.206.
2 orbītu likums
Rādiusa vektors, kas savieno planētas ar Saules centru, var aptvert vienādus apgabalus vienā un tajā pašā laikā. Planētas orbītas ātrums, kas ir ātrums, ar kādu tā pārvietojas pa savu orbītu, ir mainīgs, apgriezti proporcionāls attālumam no Saules.Tāpēc tiek secināts, ka lielākā attālumā orbītas ātrums būs mazāks, savukārt plkst. īsāki attālumi, orbītas ātrums būs lielāks.
Planētu orbītas ātrums būs maksimālais, kad tās atrodas Saulei vistuvākajā orbītas punktā, ko sauc par perihēliju, un tām būs minimālais ātrums vistālākajā no Saules punktā, ko sauc par afēliju.
Planētas vektors ir iedomāta līnija, kas noteiktā brīdī savieno planētas centru ar Sauli. No otras puses, šis orbitālais vektors būs vienāds ar laika intervālu summu, kas planētai nepieciešams, lai pārvietotos no viena vektora uz otru, līdz tiek pabeigts viens apgrieziens.
Ar secinājumiem, ko Keplers izdarīja, analizējot eliptiskās orbītas, viņš atklāja, ka, tā kā augs atradās tuvāk saulei, tam vajadzētu kustēties ātrāk, secinot, ka laikam, kad planēta pārvietojās no viena vektora uz otru, tam vajadzētu būt vienādam visiem. pārvedumi ar šādiem vektoriem.
3. Harmoniskais likums un Keplera zvaigzne
1604. gada oktobrī, Johannes Kepler varēja redzēt supernovu mūsu Galaktikā, kas vēlāk tiks nosaukta par Keplera zvaigzni. To pašu supernovu varēja redzēt arī citi Eiropas zinātnieki, piemēram, Brunovskis Prāgā, kurš sarakstījās ar Kepleru, Altobelli Veronā un Klaviuss Romā un Kapra un Mariuss Padujā.
Keplers, pamatojoties uz Brahe darbu, veica detalizētu šīs supernovas analīzi savā grāmatā De Stella Nova in Pede Serpentarii, tās tulkojumā Jaunā zvaigzne Ophiuchus pēdā, liekot pamatus savai teorijai, ka Visums. vienmēr atrodas kustībā un ka to ietekmē svarīgas izmaiņas.
Zvaigznes intensitāte bija tāda, ka to varēja novērot ar neapbruņotu aci 18 mēnešu laikā pēc tās parādīšanās. Šī supernovas zvaigzne atrodas tikai 13.000 XNUMX gaismas gadu attālumā no planētas Zeme.
Pēc tam mūsu galaktikā nav bijis iespējams novērot citu supernovu. Izmērītās un novērotās zvaigznes spilgtuma evolūcijas dēļ mūsdienās tiek uzskatīts, ka tā ir I tipa supernova.
Keplera darbu kopsavilkums
Viņa pētījumu rezultātā, kas tika veikts visas viņa dzīves garumā, Johannes Kepler Viņš publicēja šādus darbus, kas sakārtoti hronoloģiskā secībā:
- Mysterium cosmographicum (Kosmiskais noslēpums, 1596).
- Astronomiae Pars Optica (Astronomijas optiskā daļa, 1604).
- No Stella nova in pede Serpentarii (Jaunā zvaigzne Ophiuchus pakājē, 1604). 17. gada 1604. oktobrī Keplers novēroja jaunas zvaigznes parādīšanos. Novērojums, ko apstiprināja citi Eiropas astronomi, dziļi izraisīja viņa zinātkāri. Papildus interesei no astronomiskā viedokļa tas bija būtisks filozofisks jautājums, jo Keplers vienmēr aizstāvēja teoriju, ka Visums nav kaut kas statisks. Tagad ir zināms, ka Keplera zvaigzne bija I klases supernova.
- jauna astronomija (Jaunā astronomija, 1609).
- Dioptrija (Dioptrija, 1611). Pamatojoties uz tuvredzību, no kuras viņš cieta, Kepleru vienmēr interesēja optika. Šī darba praktiskie secinājumi radīja brilles vai lēcas, kas palīdzēja tuvredzīgiem un presbiopiem cilvēkiem redzēt labāk, kā arī palīdzēja izstrādāt jaunu teleskopu, kas gadiem ilgi tika izmantots astronomiskiem novērojumiem, kas saņēma Keplera teleskopa nosaukumu. .
- De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam in Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit (1613). Pateicoties iegūtajām īpašajām zināšanām, Johanness Keplers uzrakstīja šo ziņkārīgo un īso darbu, kurā ar zinātniskiem datiem pierādīja, ka Jēzus ir dzimis 4. gadā pirms mūsu ēras.
- Epitome astronomiae Copernicanae (publicēts trīs daļās, 1618-1621).
- Harmonizēt pasauli (Pasauļu harmonija, 1619).
- Tabulae Rudolphinae (1627).
- Somnijs (Sapnis, 1634) ir fantāzijas stāsts, kurā varoņi var majestātiski vērot, kā Zeme griežas pati pret sevi. Pateicoties šim darbam, ir bijis iespējams apstiprināt, ka Keplers bija pirmais zinātniskās fantastikas autors vēsturē.
Papildus astronoma un matemātiķa darbam, Johannes Kepler Viņš kļuva par ļoti nozīmīgu astrologu. Divas prognozes, kas bija ļoti būtiskas, no kurām pirmā bija saistīta ar labību, bet otrā bija saistīta ar to, kurš uzvarēs kaujā pret turkiem, piešķīra viņam prestižu, jo viņš tika uzskatīts par meistaru mākslā, kas interpretē orākulus. Zvaigznes.
Šī darbība, ar kuru Keplers nebija īpaši lepns, spēja viņam dot ievērojamus ekonomiskus ienākumus laikā, kad viņa ienākumi piedzīvoja grūtus laikus.
Tādas bija viņa domstarpības, ka tiek apgalvots, ka Johanness Keplers pat teicis, ka netikle astroloģijai vajadzētu atbalstīt savu māti, astronomiju, jo matemātiķu algas ir tik zemas, ka mātei neizbēgami nāktos badoties. ja meita nesaņemtu uzturam. Šis apgalvojums nerada šaubas par Keplera skatījumu uz astroloģiju.
- Rūdolfīna galdi. Tas nav tik slavens Johannesa Keplera darbs kā viņa labi zināmie planētu kustības likumi, un, neskatoties uz to, tie ir viens no svarīgākajiem Keplera pīķa darbiem, jo tie ir būtisks elements jaunās astronomijas sākumā.
Šīs tabulas sākotnēji bija karaļa Rodolfo II pasūtījums, tāpēc tās sauc Rūdolfīna. Sākotnēji tie tika uzticēti Tiho Brahe, bet viņa nāves dēļ darbs tika uzticēts Kepleram, kurš pielietoja savas jaunās teorijas tās izstrādē, lai pilnveidotu Saules un Mēness pozīciju aprēķinus.
Tas viņam ļāva aprēķināt laiku, kad notiks aptumsumi ne tikai tajā laikā, bet arī jebkurā datumā, gan pirms, gan pēc kristīgā laikmeta.
Analizējot to, var secināt, ka Galdi bija patiesi titānisks darbs, kas piedāvā simtiem lappušu demonstrāciju ar tūkstošiem aprēķinu, kas Kepleram bija jāveic 22 garu gadu laikā. Viņam par laimi, veicot lielu skaitu aprēķinu, Keplers varēja izmantot, jo tie jau bija ieviesti matemātikas zinātnēs, Napier logaritmus, kuru praksi Keplers pilnveidoja.
Las Tablas Rudolfinas nozīme bija tāda, ka tiem bija būtiska ietekme uz efemerīda kalendāru sagatavošanu un navigāciju vairāk nekā 200 gadus.