Har du noen gang lurt på hvem det var? Johannes Kepler? Vel, han var en veldig viktig tysk vitenskapsmann, som skilte seg ut for sine kunnskaper innen astronomi og filosofi, han kom for å skape og demonstrere eksistensen av de tre lovene for planetarisk bevegelse, som i dag kalles Keplers lover. Vi inviterer deg til å lese denne artikkelen for å lære mer om hans liv og arbeid.
Biografi om Johannes Kepler
I sin tid Johannes Kepler det var så viktig at han kom til å jobbe sammen med Tycho Brahe, og senere erstattet ham i stillingen som keiserlig matematiker av Rudolf II. På grunn av hans ekstraordinære prestasjoner, døpte International Astronomical Union et måneastroblem med navnet Kepler i 1935. La oss lære litt mer om livet hans
barndom
Fødselsåret hans var 1571, i den tyske byen Württemberg, som da var et hertugdømme. Siden han var barn var han en person som led av mange plager, som nærsynthet, magesykdommer og han ble plaget av hodepine. Da han var tre år gammel, fikk han koppesykdommen, som inkluderte ekstremt svemmende syn.
Selv om han alltid hadde alvorlige helseproblemer, var han alltid et klarsynt barn, med stor intelligens, som likte å gjøre et godt inntrykk blant menneskene som bodde på morens herberge, ved å bruke hans ekstraordinære evner med matematikk. I år 1584 klarte han å gå inn i det protestantiske seminaret i byen Adelberg.
studier
På grunn av sin beviste intelligens begynte han i år 1589 å studere teologi ved universitetet i Tübingen. Da han fant seg selv der, hadde han muligheten til å ha Maestlin som sin matematikklærer, som allerede hadde kunnskap om den heliosentriske teorien til Copernicus og delte den bredt.
Kepler fulgte Pythagoras lære, og mente at Gud var det største geometeret, skaperen av et harmonisk univers, og observerte i enkelheten til den pytagoreiske teorien et kjennetegn ved Guds skaperplan. Han fortsatte å studere i Tübingen, selv etter å ha oppnådd en mastergrad i 1591.
Ekteskap
Johannes Kepler han var gift to ganger. Hans første ekteskap, et resultat av absolutt bekvemmelighet, ble holdt 27. april 1597 med frøken Bárbara Müller. Dette ekteskapet, som ble arrangert av hans slektninger, gjorde ham til paret av en fyldig kvinne, med en enkel ånd, som hadde en avskyelig karakter.
akademisk karriere
I år 1594 forlot han Tübingen for å dra til Graz, en by i Østerrike, hvor han fortsatte sin karriere som professor ved universitetet, underviste i aritmetikk, geometri og retorikk, og klarte å vie fritiden sin til en hobby som var astronomi.
Vi sikter til en tid da forskjellen mellom tro og vitenskap ikke ble fullt ut trukket, og mekanikken for måten himmellegemene beveget seg på var fortsatt praktisk talt ukjent. Faktisk ble det hevdet at slike bevegelser adlød guddommelige lover.
Mens han var i Graz, hadde han publisert almanakker som inneholdt astrologiske spådommer, som ble komponert av Kepler, selv om han var uenig i noen av retningslinjene.
Så, i år 1600, dro han for å bo i byen Praha, som i dag er hovedstaden i Tsjekkia, på invitasjon fra den kjente astronomen Tycho Brahe, som kommuniserte med Kepler etter å ha lest publikasjonene hans. Professor Brahe gikk bort året etter og Kepler tiltrådte stillingen som keiserens hoffmatematiker og astronom.
I lang tid Johannes Kepler Han opprettholdt en teori som kombinerte geosentrisme med heliosentrisme, for senere å transformere hans geosentriske design mot heliosentrisme. Selv om han hadde nådd målet sitt, fortsatte han å finne alvorlige uoverensstemmelser mellom veien som himmellegemene ifølge hans beregninger burde ha laget og den de faktisk gjorde.
Denne konklusjonen førte til at han spekulerte i det, konstituerende Sol kroppen som utgår kraften som får planetene til å rotere i sine omgivelser, når banen mellom en planet og solen ble økt, måtte hastigheten som bevegelsen ble utført med reduseres. For å kunne komme med denne uttalelsen, måtte han kvitte seg med den aksepterte oppfatningen for tusenvis av år siden, at ruten laget av himmellegemene ble laget ved hjelp av sirkulære baner.
I år 1612 oppnådde han den ærefulle stillingen som matematiker i delstatene Øvre Østerrike, som utgjorde distriktet Linz. Til tross for utmerkelsene og oppdagelsene hans, Johannes Kepler han var ikke fornøyd.
Han var overbevist om at harmoni og enkelhet var reglene som styrte universet, det var derfor han alltid var på utkikk etter et enkelt forhold, der planetenes revolusjonstid, i dag kjent som omløpsperioder, og avstanden til planetene kunne bli forklart Søn.
Johannes Kepler Det tok ham mer enn ni år å få dette enkle forholdet og fortsette å formulere den tredje bevegelsesloven til planetene, ifølge hvilken omløpsperioden til en planet er proporsjonal med halvhovedaksen til ellipsen hevet til kraften til 3/2.
I år 1628 gikk han inn for å yte sine tjenester til ordren til A. von Wallenstein, i byen Sagan, på den tiden provinsen Schlesia, som ga ham sitt ord om å slette gjelden som kronen hadde inngått med ham i årene som hadde gått, men han oppfylte det aldri. Knapt en måned før han døde, på grunn av feber, Johannes Kepler han hadde forlatt Schlesia for å finne en ny stilling.
Død
Johannes Kepler Han døde i år 1630, i byen Regensburg, mens han reiste med familien fra Linz til Sagan. På gravsteinen hans var det gravert følgende epitafium, som ble laget av ham:
«Jeg målte himmelen, og nå måler jeg skyggene.
På himmelen lyste ånden.
På jorden hviler kroppen».
vitenskapelig arbeid
I år 1594, da Johannes Kepler Han forlot byen Tübingen og dro til Graz i Østerrike, han skapte en hypotese om kompleks geometri for å prøve å forklare separasjonene mellom planetbanene, som feilaktig ble antatt å være sirkulære på den tiden.
Ved å analysere hypotesen sin, skjønte Kepler at Bane av planetene var elliptiske. Men de første fradragene falt bare 5% sammen med virkeligheten. Han uttalte også at solen er den som utøver en kraft hvis størrelse avtar omvendt proporsjonalt med avstanden og får planetene til å bevege seg rundt banene sine.
I år 1596 klarte han å publisere en avhandling kalt Mysterium Cosmographicum. Betydningen av dette arbeidet kommer fra det faktum at det var uttrykket for den første omfattende og plausible vitenskapelige demonstrasjonen av de geometriske fordelene til den kopernikanske teorien.
Året etter, i 1597, publiserte han Mysterium Cosmographicum, der han etterlater uttrykkelige bevis på bekvemmelighetene som, fra posisjonen til geometrisk vitenskap, stammet fra teorien om heliosentrisme.
Johannes Kepler Han var professor i astronomi og matematikk ved universitetet i Graz fra 1954 til 1600, da han ble tilbudt stillingen som assistent for den danske astronomen Tycho Brahe ved Praha-observatoriet. Da Brahe døde i 1601, hadde Kepler overtatt sin stilling som keiserlig matematiker og hoffastronom for keiser Rudolf II.
Av verkene hans produsert i den perioden, er en av de mest relevante Astronomia Nova, utgitt i år 1609. Det var den store samlingen av hans møysommelige innsats for å beregne banen til planeten Mars, som han nesten utelukkende prøvde å fange i det er hans beregninger på banen til denne planeten.
I Astronomia Nova introduserer han to av sine tre velkjente bevegelseslover for planetene, som i dag kalles Keplers lover. I år 1610 publiserte han Dissertatio cum Nuncio Sidereo, som omhandlet observasjonene gjort av Galileo Galilei.
Året etter var han i stand til å gjøre sine egne observasjoner angående satellittene som ble beskrevet av den italienske forskeren, takket være hjelp av et teleskop, og publiserte resultatene av disse observasjonene i sitt arbeid Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus.
Han ble utnevnt til matematiker i de østerrikske statene i år 1612. Mens han var i den stillingen, tok han bolig i Linz, hvor han skrev sin Harmonices Mundi, Libri (1619), der han satte sin tredje lov, for å demonstrere det lineære forholdet av den gjennomsnittlige avstanden fra en planet til solen.
i samme periode Johannes Kepler publiserer Epitome Astronomiae Copernicanae (1618-1621), hvor han klarer å samle alle sine funn i en enkelt publikasjon.
Den samme relevansen hadde hans første lærebok om astronomi, som var basert på prinsippene til Copernicus, og som i de følgende tre tiårene hadde en ekstraordinær innflytelse, og tiltrakk mange astronomer til Keplerian Copernicanism.
Det siste relevante verket som ble publisert mens Kepler fortsatt levde, var Rudolphine-tabellene, i år 1625. Basert på informasjonen samlet av Brahe, klarte de nye tabellene over planetenes bevegelser å redusere gjennomsnittsfeilene for den reelle posisjonen til en planet fra 5° til 10′.
Senere tok den engelske matematikeren og fysikeren Sir Isaac Newton teoriene og observasjonene til grunn. Johannes Kepler, som et teoretisk grunnlag for formuleringen av hans lov om universell gravitasjon.
Hvis du er interessert, kan du også se Isaac Newtons biografi.
Kepler ga også viktige bidrag til optikk, og klarte å formulere følgende:
- Grunnleggende lov om fotometri
- Full refleksjon
- Første teori om moderne syn
- Han utviklet et Infinitesimal System, forgjengeren til Infinitesimal Calculus av Leibnitz og Newton.
Keplers tre lover
Den tyske astronomen skapte de tre velkjente lovene som bærer navnet hans, etter å ha analysert dataene fra et stort antall observasjoner gjort av Tycho Brahe (1546-1601) om bevegelsene til planetene, spesielt på planeten Mars.
Johannes Kepler, ved å bruke ekstremt kompliserte beregninger, klarte han å konkludere med at det var relevante forskjeller mellom banen som var beregnet som planeten Mars ville ta og Brahes observasjoner, forskjeller som i noen tilfeller nådde 8 bueminutter, faktisk hadde observasjonene til Brahe en nøyaktighet på ca. 2 bueminutter.
Disse funnet forskjellene hjalp ham til å oppdage hva som var den virkelige banen til planeten Mars og de andre planetene i solsystemet.
1. lov Elliptiske baner
Kepler mente, i motsetning til den sirkulære teorien, at banene til planetene er ellipser som har en liten eksentrisitet og hvor solen befinner seg i en av dens brennpunkter. Hvis du ser nøye på det, gir det oss inntrykk av at en ellipse opprinnelig er en sirkel som er litt flatet ut.
I teorien er navnet ellipse gitt til en flat og lukket kurve der summen av avstanden til brennpunktene (faste punkter, F1 og F2) fra et av punktene M som danner den er konstant og lik lengden av ellipsens hovedakse (segment AB). Den lille aksen til ellipsen er segment CD, den er vinkelrett på segment AB og skjærer den i midten.
Eksentrisiteten representerer graden av modifikasjon av en ellipse. En eksentrisitet på null eksisterer ikke, derfor ville det være en perfekt sirkel. Jo større modifikasjon av eksentrisiteten er, jo større antall vinkler på ellipsen.
Baner med vinkler lik én kalles parabolske baner, og de større enn én kalles hyperbolske baner.
Hvis avstanden mellom fokusene F1F2 er lik null, som i tilfellet med sirkelen, vil eksentrisiteten også resultere i null.
Konklusjonen til Kepler er at planetbanene er elliptiske, med en liten modifikasjon eller sinusitet. Når det gjelder planeten Jorden, er verdien av sinusiteten 0.017, planeten med størst grad av modifikasjon i sin ellipse er Pluto med 0.248, tett fulgt av Merkur, med 0.206.
2 baneloven
Radiusvektoren som forbinder planetene med solens sentrum kan dekke de samme områdene på samme tid. Banehastigheten til en planet, som er hastigheten den beveger seg med i sin bane, er variabel, omvendt proporsjonal med avstanden fra Solen. Av denne grunn konkluderes det med at ved en større avstand vil banehastigheten være lavere , mens på kortere avstander vil banehastigheten være høyere.
Planetenes banehastighet vil være den maksimale når de er på banepunktet nærmest Solen, som kalles perihelion, og de vil ha en minimumshastighet på det lengste punktet fra Solen, kalt aphelion.
Vektoren til en planet er den imaginære linjen som forbinder planetens sentrum med solen i et gitt øyeblikk. På den annen side vil den orbitalvektoren være lik summen av tidsintervaller som planeten bruker på å bevege seg fra en vektor til en annen, til den fullfører en omdreining.
Med konklusjonene Kepler kom til på sin analyse av elliptiske baner, fant han at ettersom en plante var nærmere solen, burde den bevege seg raskere, og fant ut at den tiden en planet beveget seg fra en vektor til en annen, burde den være lik for alle overføringer med følgende vektorer.
3. Harmonisk lov og Keplers stjerne
I oktober måned 1604, Johannes Kepler klarte å se supernovaen i galaksen vår, som senere skulle bli kalt Keplers stjerne. Den samme supernovaen kunne sees av andre europeiske forskere, som Brunowski i Praha, som korresponderte med Kepler, Altobelli i Verona og Clavius i Roma, og Capra og Marius i Padua.
Kepler, basert på arbeidet til Brahe, foretok en detaljert analyse av denne dukket opp supernova, i sin bok De Stella Nova in Pede Serpentarii, ved sin oversettelse, den nye stjernen i foten av Ophiuchus, og la grunnlaget for hans teori om at universet alltid er i bevegelse, og at den er påvirket av viktige modifikasjoner.
Stjernens intensitet var slik at den kunne observeres med det blotte øye innen 18 måneder etter at den dukket opp. Denne supernovastjernen ligger bare 13.000 XNUMX lysår fra planeten Jorden.
Deretter har det ikke vært mulig å observere en annen supernova i vår egen galakse. På grunn av utviklingen av lysstyrken til stjernen som har blitt målt og observert, antas det i dag at det er en type I supernova.
Sammendrag av Keplers verk
Som et resultat av hans forskning, utført gjennom hele livet, Johannes Kepler Han publiserte følgende verk, som er ordnet kronologisk:
- Mysterium cosmographicum (Det kosmiske mysteriet, 1596).
- Astronomiae Pars Optica (Den optiske delen av astronomi, 1604).
- De Stella nova i pede Serpentarii (Den nye stjernen i foten av Ophiuchus, 1604). Den 17. oktober 1604 observerte Kepler utseendet til en ny stjerne. Observasjonen, som ble bekreftet av andre europeiske astronomer, vekket hans nysgjerrighet dypt. I tillegg til interessen fra et astronomisk synspunkt, var det et vesentlig filosofisk spørsmål, siden Kepler alltid forsvarte teorien om at universet ikke var noe statisk. Det er nå kjent at Keplers stjerne var en klasse I supernova.
- ny astronomi (Ny astronomi, 1609).
- dioptri (Dioptri, 1611). Basert på nærsyntheten han led av, var Kepler alltid interessert i optikk. De praktiske konklusjonene av dette arbeidet ga opphav til briller eller linser som hjalp nærsynte og presbyopiske mennesker til å se bedre, og bidro også til utformingen av et nytt teleskop, som ble brukt til astronomiske observasjoner i årevis, som fikk navnet Kepler-teleskopet. .
- De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam i Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit (1613). På grunn av den spesielle kunnskapen han hadde tilegnet seg, skrev Johannes Kepler dette kuriøse og korte verket der han demonstrerte med vitenskapelige data at Jesus var blitt født i år 4 f.Kr.
- Epitome astronomiae Copernicanae (utgitt i tre deler, 1618-1621).
- Harmoniser verden (Verdenenes harmoni, 1619).
- Tabulae Rudolphinae (1627).
- søvnig (Drømmen, 1634), er en fantasihistorie, der hovedpersonene majestetisk kan observere skuespillet til jorden som snur seg mot seg selv. På grunn av dette arbeidet har det vært mulig å bekrefte at Kepler var den første science fiction-forfatteren i historien.
Bortsett fra arbeidet hans som astronom og matematiker, Johannes Kepler Han ble en svært viktig astrolog. To prognoser som var svært relevante, den første knyttet til avlingene, og den andre knyttet til hvem som ville vinne en kamp mot tyrkerne, ga ham prestisje, og ble ansett som en mester i kunsten å tolke oraklene til tyrkerne. stjerner.
Denne aktiviteten, som Kepler ikke var spesielt stolt av, var i stand til å gi ham betydelig økonomisk inntekt i en tid da inntekten hans gikk gjennom vanskelige tider.
Slik var hans uenighet at det hevdes at Johannes Kepler til og med sa at skjøgeastrologien skulle støtte moren hennes, astronomi, fordi lønnen til matematikere er så lav at moren uunngåelig måtte gå sulten hvis datteren ikke fikk næring. Denne uttalelsen etterlater ingen tvil om Keplers syn på astrologi.
- Rudolfinbordene. Det er ikke et verk av Johannes Kepler så kjent som hans velkjente lover for planetarisk bevegelse, og til tross for dette utgjør de et av de viktigste toppverkene til Kepler, fordi de er et vesentlig element i begynnelsen av den nye astronomi.
Disse bordene var opprinnelig et verk bestilt av kong Rodolfo II, og det er derfor de bærer navnet Rudolfinas. Opprinnelig ble de betrodd Tycho Brahe, men på grunn av hans død ble arbeidet deretter overlatt til Kepler, som brukte sine nye teorier i sin utforming, for å perfeksjonere beregningene av posisjonene til solen og månen.
Dette tillot ham å være i stand til å beregne tidspunktene da formørkelsene ville finne sted, ikke bare på den tiden, men for en hvilken som helst dato, enten før eller etter den kristne tiden.
Ved å analysere det kan det konkluderes med at The Tables var et virkelig titanisk verk, som tilbyr en demonstrasjon av de hundrevis av sider med tusenvis av beregninger som Kepler måtte gjøre i løpet av 22 lange år. Heldigvis, ved å utføre et stort antall beregninger, var Kepler i stand til å bruke, fordi de allerede hadde blitt introdusert i de matematiske vitenskapene, Napiers logaritmer, praksisen som Kepler perfeksjonerte.
Relevansen til Las Tablas Rudolfinas var slik at de hadde en vesentlig innvirkning på utarbeidelsen av efemeriske kalendere og på navigasjonen i mer enn 200 år.