Pernahkah anda terfikir siapa itu? Johannes Kepler? Nah, dia adalah seorang saintis Jerman yang sangat penting, yang menonjol kerana pengetahuannya dalam astronomi dan falsafah, dia datang untuk mencipta dan menunjukkan kewujudan tiga undang-undang pergerakan planet, yang hari ini dipanggil undang-undang Kepler. Kami menjemput anda untuk membaca artikel ini untuk mengetahui lebih lanjut tentang kehidupan dan pekerjaannya.
Biografi Johannes Kepler
Pada zamannya Johannes Kepler adalah sangat penting bahawa dia datang untuk bekerja bersama-sama dengan Tycho Brahe, kemudian menggantikannya dalam jawatan ahli matematik empayar Rudolf II. Disebabkan pencapaiannya yang luar biasa, Kesatuan Astronomi Antarabangsa telah membaptiskan astroblem bulan dengan nama Kepler pada tahun 1935. Mari kita pelajari sedikit lagi tentang kehidupannya
Zaman kanak-kanak
Tahun kelahirannya ialah 1571, di bandar Wurttemberg, Jerman, yang ketika itu merupakan dukedom. Sejak kecil beliau adalah seorang yang menghidap banyak penyakit, seperti rabun, sakit perut dan beliau diseksa dengan sakit kepala. Apabila dia berumur tiga tahun, dia dijangkiti penyakit cacar, yang kesannya termasuk penglihatan yang sangat melemahkan.
Walaupun dia sentiasa mengalami masalah kesihatan yang serius, dia sentiasa seorang kanak-kanak yang cerdik, dengan kecerdasan yang hebat, yang suka membuat kesan yang hebat di kalangan orang yang tinggal di asrama ibunya, menggunakan bakat luar biasanya dengan matematik. Pada tahun 1584 beliau berjaya memasuki seminari Protestan di kota Adelberg.
kajian
Oleh kerana kecerdasannya yang terbukti, pada tahun 1589 dia mula belajar teologi di Universiti Tübingen. Menemui dirinya di sana, dia berpeluang untuk menjadikan Maestlin sebagai guru matematiknya, yang sudah mempunyai pengetahuan tentang teori heliosentrik Copernicus dan berkongsinya secara meluas.
Kepler mengikuti ajaran Pythagoras, dan percaya bahawa Tuhan adalah geometer terhebat, pencipta alam semesta yang harmoni, memerhati dalam kesederhanaan teori Pythagoras sebagai ciri rancangan kreatif Tuhan. Dia terus belajar di Tübingen, walaupun selepas memperoleh ijazah sarjana pada tahun 1591.
perkahwinan
Johannes Kepler dia telah berkahwin dua kali. Perkahwinan pertamanya, hasil kemudahan mutlak, telah diadakan pada 27 April 1597, dengan Cik Bárbara Müller. Perkahwinan yang diaturkan oleh saudara maranya, menjadikan dia sebagai pasangan seorang wanita tembam, berjiwa sederhana, berperwatakan keji.
kerjaya akademik
Pada tahun 1594 dia meninggalkan Tübingen, untuk pergi ke Graz, sebuah bandar yang terletak di Austria, di mana dia meneruskan kerjayanya sebagai profesor di universiti, mengajar Aritmetik, Geometri dan Retorik, menguruskan untuk mendedikasikan masa lapangnya kepada hobi yang astronomi.
Kami merujuk kepada masa apabila perbezaan antara kepercayaan dan sains tidak dilukis sepenuhnya, dan mekanisme cara benda angkasa bergerak masih tidak diketahui. Malah, ia didakwa bahawa gerakan sedemikian mematuhi undang-undang ilahi.
Semasa di Graz, dia telah menerbitkan almanak yang mengandungi ramalan astrologi, yang dikarang oleh Kepler, walaupun dia tidak bersetuju dengan beberapa garis panduan.
Kemudian, pada tahun 1600, dia pergi untuk tinggal di kota Prague, yang kini merupakan ibu kota Republik Czech, atas jemputan ahli astronomi terkenal Tycho Brahe, yang berkomunikasi dengan Kepler, setelah membaca penerbitannya. Profesor Brahe meninggal dunia pada tahun berikutnya dan Kepler memegang jawatannya sebagai ahli matematik dan astronomi istana maharaja.
Untuk masa yang lama Johannes Kepler Beliau mengekalkan teori yang menggabungkan geosentrisme dengan heliosentrisme, untuk kemudian mengubah reka bentuk geosentriknya ke arah heliosentrisme. Walaupun dia telah mencapai matlamatnya, dia terus menemui percanggahan yang serius antara jalan yang, menurut pengiraannya, benda angkasa sepatutnya dibuat dan yang sebenarnya mereka lakukan.
Kesimpulan ini menyebabkan beliau membuat spekulasi bahawa, membentuk matahari jasad yang memancarkan daya yang membuat planet berputar di persekitarannya, apabila laluan antara planet dan Matahari meningkat, kelajuan pergerakan itu perlu dikurangkan. Untuk dapat membuat kenyataan ini, dia terpaksa menyingkirkan konsep yang diterima beribu-ribu tahun dahulu, bahawa laluan yang dibuat oleh benda-benda angkasa dibuat melalui orbit bulat.
Pada tahun 1612, beliau memperoleh kedudukan terhormat sebagai ahli matematik negeri-negeri Upper Austria, yang membentuk daerah Linz. Walaupun penghormatan yang diterima dan penemuannya, Johannes Kepler dia tidak berpuas hati.
Dia yakin bahawa keharmonian dan kesederhanaan adalah peraturan yang mengawal Alam Semesta, itulah sebabnya dia sentiasa mencari hubungan yang mudah, yang mana masa revolusi planet, hari ini dikenali sebagai tempoh orbit, dan jarak ke planet boleh dijelaskan.Matahari.
Johannes Kepler Dia mengambil masa lebih daripada sembilan tahun untuk mendapatkan hubungan mudah ini dan meneruskan untuk merumuskan undang-undang ketiga pergerakan planet, mengikut mana tempoh orbit planet adalah berkadar dengan paksi separuh utama elips yang dinaikkan kepada kuasa 3/2.
Pada tahun 1628, dia masuk untuk memberikan perkhidmatannya kepada perintah A. von Wallenstein, di kota Sagan, pada masa wilayah Silesia, yang memberinya janji untuk membatalkan hutang yang telah dikontrakkan oleh Mahkota dengannya dalam tahun yang telah berlalu, tetapi dia tidak pernah memenuhinya. Hampir sebulan sebelum dia meninggal dunia, kerana demam, Johannes Kepler dia telah meninggalkan Silesia untuk mencari jawatan baru.
Kematian
Johannes Kepler Dia meninggal dunia pada tahun 1630, di bandar Regensburg, semasa dalam perjalanan bersama keluarganya dari Linz ke Sagan. Pada batu nisannya terukir batu nisan berikut, yang dicipta olehnya:
“Saya mengukur langit, dan sekarang saya mengukur bayang-bayang.
Di langit semangat bersinar.
Di bumi berehat badan"
kerja saintifik
Pada tahun 1594, apabila Johannes Kepler Dia meninggalkan bandar Tübingen dan pergi ke Graz, di Austria, dia mencipta hipotesis geometri kompleks untuk cuba menjelaskan pemisahan antara orbit planet, yang dibayangkan secara salah sebagai bulat pada masa itu.
Menganalisis hipotesisnya, Kepler menganggap bahawa Orbit daripada planet-planet itu berbentuk elips. Tetapi potongan pertama itu hanya bertepatan 5% dengan realiti. Beliau juga menyatakan bahawa Matahari ialah yang mengenakan daya yang magnitudnya berkurangan berkadar songsang dengan jarak dan menyebabkan planet-planet bergerak mengelilingi orbitnya.
Pada tahun 1596, beliau berjaya menerbitkan sebuah risalah bernama Mysterium Cosmographicum. Kepentingan karya ini datang daripada fakta bahawa ia adalah ungkapan demonstrasi saintifik yang meluas dan munasabah yang pertama tentang kelebihan geometri teori Copernican.
Pada tahun berikutnya, pada tahun 1597, beliau menerbitkan Mysterium Cosmographicum, di mana beliau meninggalkan bukti nyata tentang kemudahan yang, dari kedudukan sains geometri, diperoleh daripada teori heliosentrisme.
Johannes Kepler Beliau adalah seorang profesor astronomi dan matematik di Universiti Graz dari 1954 hingga 1600, apabila beliau ditawarkan jawatan sebagai pembantu ahli astronomi Denmark Tycho Brahe di balai cerap Prague. Pada masa Brahe meninggal dunia pada tahun 1601, Kepler telah mengambil alih jawatannya sebagai ahli matematik empayar dan ahli astronomi istana kepada Maharaja Rudolf II.
Daripada karya beliau yang dihasilkan dalam tempoh itu, salah satu yang paling relevan ialah Astronomia Nova, yang diterbitkan pada tahun 1609. Ia merupakan kompilasi hebat usaha gigih beliau untuk mengira orbit planet Marikh, yang mana beliau cuba hampir secara eksklusif untuk menangkapnya. itu pengiraannya di orbit planet ini.
Dalam Astronomia Nova dia memperkenalkan dua daripada tiga undang-undang pergerakan planetnya yang terkenal, yang hari ini dipanggil undang-undang Kepler. Pada tahun 1610 beliau menerbitkan Dissertatio cum Nuncio Sidereo, yang membincangkan pemerhatian yang dibuat oleh Galileo Galilei.
Pada tahun berikutnya, dia dapat membuat pemerhatian sendiri mengenai satelit yang diterangkan oleh saintis Itali, terima kasih kepada bantuan teleskop, menerbitkan hasil pemerhatian ini dalam karyanya Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus.
Beliau telah dilantik sebagai ahli matematik negeri-negeri Austria pada tahun 1612. Semasa dalam kedudukan itu beliau menetap di Linz, di mana beliau menulis Harmonices Mundi, Libri (1619), di mana beliau menetapkan undang-undang ketiganya, untuk menunjukkan hubungan linear. daripada jarak purata dari planet ke Matahari.
dalam tempoh yang sama Johannes Kepler menerbitkan Epitome Astronomiae Copernicanae (1618-1621), di mana dia berjaya mengumpul semua penemuannya dalam satu penerbitan.
Perkaitan yang sama mempunyai buku teks pertamanya mengenai astronomi, yang berdasarkan prinsip Copernicus, dan yang dalam tiga dekad berikutnya mempunyai pengaruh yang luar biasa, menarik ramai ahli astronomi kepada Keplerian Copernicanism.
Karya berkaitan terakhir yang diterbitkan semasa Kepler masih hidup, ialah Jadual Rudolphine, pada tahun 1625. Berdasarkan maklumat yang disusun oleh Brahe, jadual baharu mengenai pergerakan planet berjaya mengurangkan ralat purata kedudukan sebenar sesuatu planet dari 5° hingga 10′.
Kemudian, ahli matematik dan fizik Inggeris Sir Isaac Newton mengambil sebagai asas teori dan pemerhatian Johannes Kepler, sebagai asas teori untuk perumusan hukum graviti universalnya.
Jika anda berminat, anda juga boleh melihat Biografi Isaac Newton.
Kepler juga membuat sumbangan penting kepada optik, berjaya merumuskan perkara berikut:
- Undang-undang Asas Fotometri
- Refleksi Penuh
- Teori Pertama Penglihatan Moden
- Dia membangunkan Sistem Infinitesimal, pendahulu Kalkulus Infinitesimal Leibnitz dan Newton.
Tiga undang-undang Kepler
Ahli astronomi Jerman mencipta tiga undang-undang terkenal yang membawa namanya, selepas menganalisis data sejumlah besar pemerhatian yang dibuat oleh Tycho Brahe (1546-1601) tentang pergerakan planet, khususnya di planet Marikh.
Johannes Kepler, menggunakan pengiraan yang sangat rumit, berjaya membuat kesimpulan bahawa terdapat perbezaan yang relevan antara trajektori yang telah dikira bahawa planet Marikh akan mengambil dan pemerhatian Brahe, perbezaan yang dalam beberapa kes mencapai 8 minit lengkok, sebenarnya pemerhatian Brahe mempunyai ketepatan kira-kira 2 minit arka.
Perbezaan yang ditemui ini membantunya menemui apakah orbit sebenar planet Marikh dan planet lain dalam Sistem Suria.
Undang-undang 1. Orbit elips
Kepler berpendapat, bertentangan dengan teori bulatan, bahawa orbit planet adalah elips yang mempunyai kesipian kecil dan di mana Matahari terletak pada salah satu fokusnya. Jika anda melihatnya dengan teliti, ia memberi anda gambaran bahawa elips pada asalnya adalah bulatan yang telah diratakan sedikit.
Secara teori, nama elips diberikan kepada lengkung rata dan tertutup di mana jumlah jarak ke fokus (titik tetap, F1 dan F2) daripada mana-mana titik M yang membentuknya adalah malar dan sama dengan panjang paksi utama elips (segmen AB). Paksi kecil elips ialah segmen CD, ia berserenjang dengan segmen AB dan memotongnya di tengah.
Sipi mewakili tahap pengubahsuaian elips. Sipi sifar tidak wujud, oleh itu ia akan menjadi bulatan sempurna. Semakin besar pengubahsuaian kesipian, semakin besar bilangan sudut elips.
Orbit dengan sudut sama dengan satu dipanggil orbit parabola, dan yang lebih besar daripada satu dipanggil orbit hiperbolik.
Jika jarak antara fokus F1F2 adalah sama dengan sifar, seperti dalam kes bulatan, kesipian juga akan menghasilkan sifar.
Kesimpulan yang dicapai oleh Kepler ialah orbit planet berbentuk elips, dengan pengubahsuaian kecil atau sinuositi. Dalam kes planet Bumi, nilai sinus ialah 0.017, planet dengan tahap pengubahsuaian terbesar dalam elipsnya ialah Pluto dengan 0.248, diikuti rapat oleh Mercury, dengan 0.206.
ke-2 hukum orbit
Vektor jejari yang menyambungkan planet ke pusat Matahari boleh meliputi kawasan yang sama dalam masa yang sama. Kelajuan orbit planet, iaitu kelajuan ia bergerak pada orbitnya, adalah berubah-ubah, berkadar songsang dengan jarak dari Matahari. Atas sebab ini, disimpulkan bahawa pada jarak yang lebih besar, kelajuan orbit akan lebih rendah. , manakala pada jarak yang lebih pendek, kelajuan orbit akan lebih tinggi.
Kelajuan orbit planet akan menjadi maksimum, apabila mereka berada pada titik orbit mereka yang paling hampir dengan Matahari, yang dipanggil perihelion, dan mereka akan mempunyai kelajuan minimum pada titik terjauh mereka dari Matahari, dipanggil aphelion.
Vektor planet ialah garis khayalan yang menghubungkan pusat planet dengan Matahari pada masa tertentu. Sebaliknya, vektor orbit itu akan sama dengan jumlah selang masa yang diambil oleh planet untuk bergerak dari satu vektor ke vektor yang lain, sehingga melengkapkan satu revolusi.
Dengan kesimpulan yang dicapai oleh Kepler mengenai analisis orbit elips, beliau mendapati bahawa sebagai tumbuhan lebih dekat dengan matahari, ia harus bergerak lebih cepat, mendapati bahawa masa planet bergerak dari satu vektor ke vektor yang lain, ia sepatutnya sama untuk semua. pemindahan oleh vektor berikut.
ke-3. Undang-undang harmonik dan bintang Kepler
Pada bulan Oktober tahun 1604, Johannes Kepler dapat melihat supernova di Galaxy kita, yang kemudiannya akan dibaptiskan dengan nama bintang Kepler. Supernova yang sama boleh dilihat oleh saintis Eropah yang lain, seperti Brunowski di Prague, yang berkoresponden dengan Kepler, Altobelli di Verona, dan Clavius di Rom, dan Capra dan Marius di Padua.
Kepler, berdasarkan karya Brahe, membuat analisis terperinci tentang supernova yang muncul ini, dalam bukunya De Stella Nova dalam Pede Serpentarii, dengan terjemahannya, Bintang Baru di Kaki Ophiuchus, meletakkan asas untuk teorinya bahawa Alam Semesta sentiasa bergerak, dan ia dipengaruhi oleh pengubahsuaian penting.
Keamatan bintang adalah sedemikian rupa sehingga ia boleh diperhatikan dengan mata kasar dalam tempoh 18 bulan selepas penampilannya. Bintang supernova ini terletak hanya 13.000 tahun cahaya dari planet Bumi.
Selepas itu, tidak mungkin untuk memerhatikan satu lagi supernova dalam galaksi kita sendiri. Oleh kerana evolusi kecerahan bintang yang telah diukur dan diperhatikan, hari ini dipercayai bahawa ia adalah supernova jenis I.
Ringkasan Karya Kepler
Hasil daripada penyelidikannya, yang dijalankan sepanjang hidupnya, Johannes Kepler Beliau menerbitkan karya-karya berikut, yang telah disusun mengikut kronologi:
- Mysterium cosmographicum (Misteri kosmik, 1596).
- Astronomiae Pars Optica (Bahagian optik astronomi, 1604).
- De Stella nova dalam pede Serpentarii (Bintang baru di kaki Ophiuchus, 1604). Pada 17 Oktober 1604, Kepler memerhatikan kemunculan bintang baru. Pemerhatian itu, yang disahkan oleh ahli astronomi Eropah yang lain, sangat membangkitkan rasa ingin tahunya. Sebagai tambahan kepada minat dari sudut pandangan astronomi, ia merupakan persoalan falsafah yang penting, kerana Kepler sentiasa mempertahankan teori bahawa alam semesta bukanlah sesuatu yang statik. Kini diketahui bahawa Bintang Kepler ialah supernova kelas I.
- astronomi baru (Astronomi baru, 1609).
- Diopter (Diopter, 1611). Berdasarkan rabun yang dihidapinya, Kepler sentiasa berminat dengan optik. Kesimpulan praktikal kerja ini menimbulkan cermin mata atau kanta yang membantu orang rabun dan presbiopik untuk melihat dengan lebih baik, juga menyumbang kepada reka bentuk teleskop baru, yang digunakan untuk pemerhatian astronomi selama bertahun-tahun, yang menerima nama teleskop Kepler. .
- De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam dalam Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit (1613). Oleh kerana pengetahuan istimewa yang diperolehnya, Johannes Kepler menulis karya yang ingin tahu dan ringkas ini di mana dia menunjukkan dengan data saintifik bahawa Yesus telah dilahirkan pada tahun 4 SM.
- Epitome astronomiae Copernicanae (diterbitkan dalam tiga bahagian, 1618-1621).
- Harmonikan Dunia (Keharmonian dunia, 1619).
- Tabulae Rudolphinae (1627).
- mengantuk (The Dream, 1634), adalah sebuah cerita fantasi, di mana protagonis boleh memerhatikan pemandangan Bumi yang berputar dengan sendirinya. Oleh kerana kerja ini, adalah mungkin untuk mengesahkan bahawa Kepler adalah pengarang fiksyen sains pertama dalam sejarah.
Selain daripada kerjanya sebagai ahli astronomi dan ahli matematik, Johannes Kepler Dia menjadi ahli nujum yang sangat penting. Dua ramalan yang sangat relevan, yang pertama berkaitan dengan tanaman, dan yang kedua dikaitkan dengan siapa yang akan memenangi pertempuran melawan Turki, memberinya prestij, dianggap sebagai ahli dalam seni menafsirkan ramalan-ramalan Bintang.
Aktiviti ini, yang tidak dibanggakan oleh Kepler, mampu memberinya pendapatan ekonomi yang ketara pada masa pendapatannya melalui masa sukar.
Begitulah ketidaksetujuannya sehingga dikatakan bahawa Johannes Kepler malah berkata bahawa astrologi pelacur harus menyokong ibunya, astronomi, kerana gaji ahli matematik adalah sangat rendah sehingga, tidak dapat dielakkan, ibunya akan terpaksa kelaparan, jika anak perempuannya tidak mendapat. rezeki. Kenyataan ini tidak meninggalkan keraguan tentang pandangan Kepler tentang astrologi.
- Jadual Rudolphine. Ia bukanlah karya Johannes Kepler yang terkenal seperti undang-undang gerakan planetnya yang terkenal, dan walaupun demikian, ia merupakan salah satu karya puncak terpenting Kepler, kerana ia merupakan elemen penting dalam permulaan astronomi baharu.
Meja-meja itu pada asalnya adalah kerja yang ditugaskan oleh Raja Rodolfo II, itulah sebabnya ia membawa nama Rudolfinas. Pada asalnya mereka diamanahkan kepada Tycho Brahe, tetapi disebabkan kematiannya, kerja itu kemudiannya diamanahkan kepada Kepler, yang menggunakan teori barunya dalam penghuraian, untuk menyempurnakan pengiraan kedudukan Matahari dan Bulan.
Ini membolehkan beliau dapat mengira waktu gerhana akan berlaku, bukan sahaja pada masa itu, tetapi untuk mana-mana tarikh, sama ada sebelum atau selepas zaman Kristian.
Menganalisisnya, dapat disimpulkan bahawa The Tables adalah karya yang benar-benar hebat, yang menawarkan demonstrasi beratus-ratus halaman dengan beribu-ribu pengiraan yang Kepler perlu lakukan dalam tempoh 22 tahun yang panjang. Nasib baik baginya, dalam menjalankan sejumlah besar pengiraan, Kepler dapat menggunakan, kerana mereka telah pun diperkenalkan ke dalam sains matematik, logaritma Napier, amalan yang Kepler sempurnakan.
Perkaitan Las Tablas Rudolfinas adalah sedemikian rupa sehingga ia mempunyai kesan penting pada penyediaan kalendar ephemeris dan pada navigasi selama lebih daripada 200 tahun.