Você já se perguntou quem era? Johannes Kepler? Pois bem, ele foi um cientista alemão muito importante, que se destacou por seus conhecimentos em astronomia e filosofia, ele veio para criar e demonstrar a existência das três leis do movimento planetário, que hoje são chamadas de leis de Kepler. Convidamos você a ler este artigo para saber mais sobre sua vida e obra.
Biografia de Johannes Kepler
Em seu tempo Johannes Kepler foi tão importante que ele veio a trabalhar junto com Tycho Brahe, substituindo-o posteriormente no cargo de matemático imperial de Rudolf II. Devido às suas extraordinárias conquistas, a União Astronômica Internacional batizou um astroblema lunar com o nome de Kepler em 1935. Vamos conhecer um pouco mais sobre sua vida
Infância
O ano de seu nascimento foi 1571, na cidade alemã de Wurttemberg, que era então um ducado. Desde criança ele era uma pessoa afligida com muitas doenças, como miopia, doenças estomacais e era atormentado por dores de cabeça. Quando ele tinha três anos, ele contraiu a doença da varíola, cujos efeitos incluíam a visão extremamente debilitante.
Apesar de sempre ter tido sérios problemas de saúde, sempre foi uma criança lúcida, de grande inteligência, que gostava de causar grande impressão entre as pessoas que se hospedavam no albergue de sua mãe, usando seus extraordinários dons com a matemática. No ano de 1584 conseguiu entrar no seminário protestante da cidade de Adelberg.
estudos
Devido à sua inteligência comprovada, no ano de 1589 começou a estudar teologia na Universidade de Tübingen. Encontrando-se lá, teve a oportunidade de ter Maestlin como seu professor de matemática, que já conhecia a teoria heliocêntrica de Copérnico e a compartilhava amplamente.
Kepler seguia os ensinamentos de Pitágoras, e acreditava que Deus era o maior geômetra, criador de um universo harmônico, observando na simplicidade da teoria pitagórica uma característica do plano criativo de Deus. Ele continuou a estudar em Tübingen, mesmo depois de obter um mestrado em 1591.
Casamento
Johannes Kepler ele foi casado duas vezes. Seu primeiro casamento, fruto de absoluta conveniência, foi celebrado em 27 de abril de 1597, com a senhorita Bárbara Müller. Este casamento, que foi arranjado por seus parentes, fez dele o casal de uma mulher gorda, de espírito simples, de caráter detestável.
Trajetória acadêmica
No ano de 1594 deixou Tübingen, para ir para Graz, cidade situada na Áustria, onde prosseguiu a carreira como professor universitário, ensinando Aritmética, Geometria e Retórica, conseguindo dedicar o seu tempo livre a um hobby que era o astronomia.
Estamos nos referindo a uma época em que a diferença entre crença e ciência não estava totalmente traçada, e a mecânica do movimento dos corpos celestes ainda era praticamente desconhecida. De fato, alegava-se que tais movimentos obedeciam às leis divinas.
Enquanto em Graz, ele publicou almanaques contendo previsões astrológicas, que foram compostas por Kepler, embora ele discordasse de algumas das diretrizes.
Então, no ano de 1600, foi morar na cidade de Praga, hoje capital da República Tcheca, a convite do conhecido astrônomo Tycho Brahe, que se comunicou com Kepler, tendo lido suas publicações. O professor Brahe faleceu no ano seguinte e Kepler assumiu seu posto como matemático e astrônomo da corte do imperador.
Por muito tempo Johannes Kepler Ele manteve uma teoria que combinava geocentrismo com heliocentrismo, para depois transformar seus projetos geocêntricos em heliocentrismo. Apesar de ter alcançado seu objetivo, continuou a encontrar sérias discrepâncias entre o caminho que, segundo seus cálculos, os corpos celestes deveriam ter feito e aquele que eles realmente faziam.
Essa conclusão o levou a especular que, constituindo-se o sol o corpo do qual emana a força que faz os planetas girarem em seu ambiente, quando o caminho entre um planeta e o Sol foi aumentado, a velocidade com que o movimento foi realizado teve que ser reduzida. Para poder fazer essa afirmação, ele teve que se livrar da concepção aceita há milhares de anos, de que a rota feita pelos corpos celestes era feita por meio de órbitas circulares.
No ano de 1612, obteve o honroso cargo de matemático dos estados da Alta Áustria, que compunham o distrito de Linz. Apesar das homenagens recebidas e de suas descobertas, Johannes Kepler ele não estava satisfeito.
Estaba convencido de que la armonía y la simplicidad eran las reglas que gobernaban el Universo, por ello estaba buscando siempre una relación simple, por la que se pudieran explicar los tiempos de revolución de los planetas, hoy conocidos como períodos orbitales, y la distancia hasta o sol.
Johannes Kepler Levou mais de nove anos para obter essa relação simples e formular a terceira lei do movimento dos planetas, segundo a qual o período orbital de um planeta é proporcional ao semi-eixo maior da elipse elevado à potência de 3/2.
No ano de 1628, entrou para prestar os seus serviços à ordem de A. von Wallenstein, na cidade de Sagan, na altura província da Silésia, que lhe deu a palavra de anular a dívida que a Coroa lhe tinha contraído em os anos que se passaram, mas ele nunca cumpriu. Apenas um mês antes de morrer, devido à febre, Johannes Kepler ele havia deixado a Silésia para encontrar uma nova posição.
Morte
Johannes Kepler Ele morreu no ano de 1630, na cidade de Regensburg, enquanto viajava com sua família de Linz a Sagan. Em sua lápide foi gravado o seguinte epitáfio, que foi criado por ele:
“Eu medi os céus e agora meço as sombras.
No céu o espírito brilhou.
Na terra repousa o corpo. "
trabalho científico
No ano de 1594, quando Johannes Kepler Saiu da cidade de Tübingen e foi para Graz, na Áustria, criou uma hipótese de geometria complexa para tentar explicar as separações entre as órbitas planetárias, que naquela época eram erroneamente imaginadas como circulares.
Analisando sua hipótese, Kepler concluiu que o Órbita dos planetas eram elípticos. Mas essas primeiras deduções coincidiram apenas 5% com a realidade. Ele também afirmou que o Sol é aquele que exerce uma força cuja magnitude diminui inversamente proporcional à distância e faz com que os planetas se movam em torno de suas órbitas.
No ano de 1596, ele conseguiu publicar um tratado chamado Mysterium Cosmographicum. A importância deste trabalho vem do fato de que ele foi a expressão da primeira demonstração científica extensa e plausível das vantagens geométricas da teoria copernicana.
No ano seguinte, em 1597, publica Mysterium Cosmographicum, no qual deixa prova expressa das conveniências que, da posição da ciência geométrica, derivavam da teoria do heliocentrismo.
Johannes Kepler Foi professor de astronomia e matemática na Universidade de Graz de 1954 a 1600, quando lhe foi oferecido o cargo de assistente do astrônomo dinamarquês Tycho Brahe no observatório de Praga. Quando Brahe morreu em 1601, Kepler havia assumido sua posição como matemático imperial e astrônomo da corte do imperador Rudolf II.
De suas obras produzidas nesse período, uma das mais relevantes é Astronomia Nova, publicada no ano de 1609. Foi a grande compilação de seus árduos esforços para calcular a órbita do planeta Marte, para a qual tentou quase exclusivamente capturar em é seus cálculos na órbita deste planeta.
Em Astronomia Nova ele apresenta duas de suas três conhecidas leis do movimento dos planetas, que hoje são chamadas de leis de Kepler. No ano de 1610 publicou Dissertatio cum Nuncio Sidereo, que tratava das observações feitas por Galileo Galilei.
No ano seguinte, ele pôde fazer suas próprias observações sobre os satélites descritos pelo cientista italiano, graças à ajuda de um telescópio, publicando os resultados dessas observações em seu trabalho Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus.
Foi nomeado matemático dos estados austríacos no ano de 1612. Nesse cargo, fixou residência em Linz, onde escreveu suas Harmonices Mundi, Libri (1619), nas quais estabeleceu sua terceira lei, para demonstrar a relação linear da distância média de um planeta ao Sol.
no mesmo período Johannes Kepler publica o Epitome Astronomiae Copernicanae (1618-1621), onde consegue reunir todas as suas descobertas em uma única publicação.
A mesma relevância teve seu primeiro livro de astronomia, que se baseava nos princípios de Copérnico, e que nas três décadas seguintes teve uma influência extraordinária, atraindo muitos astrônomos para o copernicanismo kepleriano.
O último trabalho relevante publicado enquanto Kepler ainda estava vivo, foram as Tabelas Rudolphine, no ano de 1625. Com base nas informações compiladas por Brahe, as novas tabelas sobre o movimento dos planetas conseguiram reduzir os erros médios da posição real de um planeta de 5° a 10′.
Mais tarde, o matemático e físico inglês Sir Isaac Newton tomou como base as teorias e observações do Johannes Kepler, como base teórica para a formulação de sua lei da gravitação universal.
Se você estiver interessado, você também pode ver o Biografia de Isaac Newton.
Kepler também fez importantes contribuições para a óptica, conseguindo formular o seguinte:
- Lei Fundamental da Fotometria
- Reflexão completa
- Primeira Teoria da Visão Moderna
- Ele desenvolveu um Sistema Infinitesimal, predecessor do Cálculo Infinitesimal de Leibnitz e Newton.
As três leis de Kepler
O astrônomo alemão criou as três leis conhecidas que levam seu nome, após analisar os dados de um grande número de observações feitas por Tycho Brahe (1546-1601) sobre os movimentos dos planetas, em particular no planeta Marte.
Johannes Kepler, usando cálculos extremamente complicados, conseguiu concluir que havia diferenças relevantes entre a trajetória que havia sido calculada que o planeta Marte tomaria e as observações de Brahe, diferenças que em alguns casos chegaram a 8 minutos de arco, de fato as observações de Brahe tiveram um precisão de cerca de 2 minutos de arco.
Essas diferenças encontradas o ajudaram a descobrir qual era a órbita real do planeta Marte e dos outros planetas do Sistema Solar.
1ª Lei. Órbitas elípticas
Kepler sustentou, contrariamente à teoria circular, que as órbitas dos planetas são elipses que têm uma pequena excentricidade e nas quais o Sol está localizado em um de seus focos. Se você olhar com atenção, dá a impressão de que uma elipse é originalmente um círculo que foi levemente achatado.
Em teoria, o nome de elipse é dado a uma curva plana e fechada na qual a soma da distância aos focos (pontos fixos, F1 e F2) de qualquer um dos pontos M que a formam é constante e igual ao comprimento da curva. eixo maior da elipse (segmento AB). O eixo menor da elipse é o segmento CD, é perpendicular ao segmento AB e o corta no meio.
A excentricidade representa o grau de modificação de uma elipse. Uma excentricidade de zero não existe, portanto seria um círculo perfeito. Quanto maior a modificação da excentricidade, maior o número de ângulos da elipse.
Órbitas com ângulos iguais a um são chamadas de órbitas parabólicas, e aquelas maiores que um são chamadas de órbitas hiperbólicas.
Se a distância entre os focos F1F2 for igual a zero, como no caso do círculo, a excentricidade também resultará em zero.
A conclusão a que Kepler chega é que as órbitas planetárias são elípticas, com uma pequena modificação ou sinuosidade. No caso do planeta Terra, o valor da sinusidade é 0.017, o planeta com maior grau de modificação em sua elipse é Plutão com 0.248, seguido de perto por Mercúrio, com 0.206.
2º lei das órbitas
O raio vetor que une os planetas ao centro do Sol pode cobrir as mesmas áreas no mesmo tempo. A velocidade orbital de um planeta, que é a velocidade com que ele se move em sua órbita, é variável, inversamente proporcional à distância do Sol. Portanto, conclui-se que a uma distância maior, a velocidade orbital será menor, enquanto em distâncias mais curtas, a velocidade orbital será maior.
A velocidade orbital dos planetas será máxima, quando estiverem no ponto de sua órbita mais próximo do Sol, que é chamado de periélio, e terão uma velocidade mínima no ponto mais distante do Sol, chamado de afélio.
O vetor de um planeta é a linha imaginária que une o centro do planeta com o Sol em um dado momento. Por outro lado, esse vetor orbital será igual à soma dos intervalos de tempo que o planeta leva para passar de um vetor para outro, até completar uma revolução.
Com as conclusões alcançadas por Kepler em sua análise de órbitas elípticas, ele descobriu que, como uma planta estava mais próxima do sol, deveria se mover mais rápido, descobrindo que o tempo que um planeta se movia de um vetor para outro, deveria ser o mesmo para todos. transferências pelos seguintes vetores.
3º. Lei harmônica e estrela de Kepler
No mês de outubro do ano de 1604, Johannes Kepler foi capaz de ver a supernova em nossa galáxia, que mais tarde seria batizada com o nome de estrela de Kepler. Essa mesma supernova pôde ser vista por outros cientistas europeus, como Brunowski em Praga, que se correspondeu com Kepler, Altobelli em Verona e Clavius em Roma, e Capra e Marius em Pádua.
Kepler, com base no trabalho de Brahe, fez uma análise detalhada desta supernova surgida, em seu livro De Stella Nova in Pede Serpentarii, por sua tradução, a Nova Estrela no Pé de Ophiuchus, lançando as bases para sua teoria de que o Universo está sempre em movimento, e que é influenciado por modificações importantes.
A intensidade da estrela era tal que podia ser observada a olho nu dentro de 18 meses após o seu aparecimento. Esta estrela supernova está localizada a apenas 13.000 anos-luz do planeta Terra.
Posteriormente, não foi possível observar outra supernova dentro de nossa própria galáxia. Devido à evolução do brilho da estrela que foi medida e observada, hoje acredita-se que seja uma supernova do tipo I.
Resumo das obras de Kepler
Como resultado de suas pesquisas, realizadas ao longo de sua vida, Johannes Kepler Ele publicou as seguintes obras, que foram ordenadas cronologicamente:
- Mysterium cosmográfico (O mistério cósmico, 1596).
- Astronomia Pars Optica (A parte óptica da astronomia, 1604).
- De Stella nova em pede Serpentarii (A nova estrela no pé de Ophiuchus, 1604). Em 17 de outubro de 1604, Kepler observou o aparecimento de uma nova estrela. A observação, que foi confirmada por outros astrônomos europeus, despertou profundamente sua curiosidade. Além do interesse do ponto de vista astronômico, era uma questão filosófica essencial, pois Kepler sempre defendeu a teoria de que o universo não era algo estático. Sabe-se agora que a Estrela de Kepler era uma supernova de classe I.
- nova astronomia (Nova astronomia, 1609).
- Dioptria (Dioptria, 1611). Com base na miopia de que sofria, Kepler sempre se interessou por óptica. As conclusões práticas deste trabalho deram origem a óculos ou lentes que ajudaram pessoas míopes e presbiopias a enxergar melhor, contribuindo também para o projeto de um novo telescópio, que foi usado para observações astronômicas durante anos, que recebeu o nome de telescópio Kepler. .
- De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam in Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit (1613). Devido ao conhecimento especial que havia adquirido, Johannes Kepler escreveu esta curiosa e breve obra na qual demonstrou com dados científicos que Jesus havia nascido no ano 4 aC
- Epítome astronomiae Copernicanae (publicado em três partes, 1618-1621).
- Harmonizar mundo (A harmonia dos mundos, 1619).
- Tabulae Rudolphinae (1627).
- Somnium (O Sonho, 1634), é uma história de fantasia, na qual os protagonistas podem observar majestosamente o espetáculo da Terra girando sobre si mesma. Devido a este trabalho, foi possível afirmar que Kepler foi o primeiro autor de ficção científica da história.
Além de seu trabalho como astrônomo e matemático, Johannes Kepler Ele se tornou um astrólogo muito importante. Duas previsões muito relevantes, a primeira relacionada às colheitas, e a segunda ligada a quem venceria uma batalha contra os turcos, deram-lhe prestígio, sendo considerado um mestre na arte de interpretar os oráculos do Estrelas.
Essa atividade, da qual Kepler não se orgulhava particularmente, foi capaz de lhe dar uma renda econômica significativa em um momento em que sua renda passava por momentos difíceis.
Tal era sua discordância que se afirma que Johannes Kepler chegou a dizer que a prostituta astrologia deveria sustentar sua mãe, a astronomia, porque os salários dos matemáticos são tão baixos que, inevitavelmente, a mãe teria que passar fome. sustento. Esta afirmação não deixa dúvidas sobre a visão de Kepler da astrologia.
- As Mesas Rudolfinas. Não é uma obra de Johannes Kepler tão famosa quanto suas conhecidas leis do movimento planetário e, apesar disso, constituem uma das obras mais importantes de Kepler, porque são um elemento essencial no início da nova astronomia.
Essas mesas foram originalmente uma obra encomendada pelo rei Rodolfo II, razão pela qual levam o nome de Rudolfinas. Originalmente eles foram confiados a Tycho Brahe, mas devido à sua morte, o trabalho foi então confiado a Kepler, que aplicou suas novas teorias em sua elaboração, a fim de aperfeiçoar os cálculos das posições do Sol e da Lua.
Isso permitiu que ele pudesse calcular os horários em que os eclipses ocorreriam, não apenas naquele momento, mas em qualquer data, seja antes ou depois da era cristã.
Analisando-o, pode-se concluir que The Tables foi uma obra verdadeiramente titânica, que oferece uma demonstração das centenas de páginas com milhares de cálculos que Kepler teve que fazer ao longo de 22 longos anos. Felizmente para ele, ao realizar um grande número de cálculos, Kepler foi capaz de usar, porque eles já haviam sido introduzidos nas ciências matemáticas, os logaritmos de Napier, cuja prática Kepler aperfeiçoou.
A relevância de Las Tablas Rudolfinas foi tal que teve um impacto essencial na elaboração de calendários efemérides e na navegação por mais de 200 anos.