Te-ai întrebat vreodată cine a fost? Johannes Kepler? Ei bine, a fost un om de știință german foarte important, care s-a remarcat prin cunoștințele sale în astronomie și filozofie, a ajuns să creeze și să demonstreze existența celor trei legi ale mișcării planetare, care astăzi sunt numite legile lui Kepler. Vă invităm să citiți acest articol pentru a afla mai multe despre viața și munca lui.
Biografia lui Johannes Kepler
La vremea lui Johannes Kepler a fost atât de important încât a ajuns să lucreze împreună cu Tycho Brahe, înlocuindu-l ulterior în funcția de matematician imperial al lui Rudolf al II-lea. Datorită realizărilor sale extraordinare, Uniunea Astronomică Internațională a botezat o astroblemă lunară cu numele Kepler în 1935. Să aflăm puțin mai multe despre viața lui
Copilărie
Anul nașterii sale a fost 1571, în orașul german Württemberg, care era atunci ducat. Inca de mic a fost o persoana care suferea de multe afectiuni, precum miopie, afectiuni de stomac si era chinuit de dureri de cap. Când avea trei ani, s-a îmbolnăvit de boala variolei, efectele căreia includ o vedere extrem de debilitantă.
Deși a avut mereu probleme serioase de sănătate, a fost mereu un copil lucid, cu o inteligență deosebită, căruia îi plăcea să facă o mare impresie în rândul oamenilor care stăteau în căminul mamei sale, folosindu-și de darurile extraordinare cu matematica. În anul 1584 a reușit să intre în seminarul protestant din orașul Adelberg.
studiu
Datorită inteligenței sale dovedite, în anul 1589 a început să studieze teologia la Universitatea din Tübingen. Aflându-se acolo, a avut ocazia să-l aibă ca profesor de matematică pe Maestlin, care avea deja cunoștințe despre teoria heliocentrică a lui Copernic și o împărtășea pe scară largă.
Kepler a urmat învățăturile lui Pitagora și a crezut că Dumnezeu este cel mai mare geometru, creator al unui univers armonic, observând în simplitatea teoriei lui Pitagora o caracteristică a planului creator al lui Dumnezeu. El a continuat să studieze la Tübingen, chiar și după ce a obținut o diplomă de master în 1591.
căsătorie
Johannes Kepler a fost căsătorit de două ori. Prima sa căsătorie, rezultatul unei convenții absolute, a avut loc la 27 aprilie 1597, cu domnișoara Bárbara Müller. Această căsătorie, care a fost aranjată de rudele sale, a făcut din el cuplul unei femei plinuțe, cu spirit simplu, care avea un caracter detestabil.
carieră academică
În anul 1594 a părăsit Tübingen, pentru a pleca la Graz, oraș situat în Austria, unde și-a urmat cariera de profesor la universitate, predând Aritmetică, Geometrie și Retorică, reușind să-și dedice timpul liber unui hobby care era astronomie.
Ne referim la o perioadă în care diferența dintre credință și știință nu era pe deplin trasată, iar mecanica modului în care corpurile cerești se mișcau era încă practic necunoscută. De fapt, s-a susținut că astfel de mișcări se supuneau legilor divine.
În timp ce se afla în Graz, el a publicat almanahuri care conțineau predicții astrologice, care au fost compuse de Kepler, deși nu era de acord cu unele dintre liniile directoare.
Apoi, în anul 1600, a plecat să locuiască în orașul Praga, care este astăzi capitala Republicii Cehe, la invitația cunoscutului astronom Tycho Brahe, care a comunicat cu Kepler, citindu-i publicațiile. Profesorul Brahe a murit în anul următor, iar Kepler și-a preluat postul de matematician și astronom al curții împăratului.
Pentru mult timp Johannes Kepler El a susținut o teorie care combina geocentrismul cu heliocentrismul, pentru a-și transforma mai târziu designurile geocentrice către heliocentrism. Deși și-a atins scopul, a continuat să găsească discrepanțe serioase între calea pe care, după calculele sale, ar fi trebuit să o facă corpurile cerești și cea pe care au făcut-o efectiv.
Această concluzie l-a determinat să speculeze că, constituind Soare corpul din care emană forța care face planetele să se rotească în mediul lor, când era mărită calea dintre o planetă și Soare, trebuia redusă viteza cu care se desfășura mișcarea. Pentru a putea face această afirmație, a trebuit să scape de concepția acceptată cu mii de ani în urmă, că traseul făcut de corpurile cerești se făcea prin intermediul orbitelor circulare.
În anul 1612, a obținut funcția onorabilă de matematician al statelor Austriei Superioare, care alcătuiau districtul Linz. În ciuda onorurilor primite și a descoperirilor sale, Johannes Kepler nu era mulțumit.
Era convins că armonia și simplitatea erau regulile care guvernau Universul, de aceea a căutat mereu o relație simplă, prin care vremurile de revoluție a planetelor, astăzi cunoscute sub numele de perioade orbitale, și distanța până la planete să poată. fi explicat.Soare.
Johannes Kepler I-au trebuit mai mult de nouă ani să obțină această relație simplă și să procedeze la formularea celei de-a treia legi a mișcării planetelor, conform căreia perioada orbitală a unei planete este proporțională cu semi-axa majoră a elipsei ridicată la puterea de 3/2.
În anul 1628, a intrat pentru a-și presta serviciile ordinului lui A. von Wallenstein, în orașul Sagan, pe vremea provinciei Silezia, care i-a dat cuvântul să anuleze datoria pe care Coroana o contractase cu el în anii care trecuseră, dar nu i-a împlinit niciodată. Cu doar o lună înainte să moară, din cauza febrei, Johannes Kepler plecase din Silezia pentru a-şi găsi o nouă poziţie.
moarte
Johannes Kepler A murit în anul 1630, în orașul Regensburg, în timp ce călătorea cu familia de la Linz la Sagan. Pe piatra funerară a fost gravat următorul epitaf, care a fost creat de el:
„Am măsurat cerurile, iar acum măsor umbrele.
Pe cer spiritul strălucea.
Pe pământ se odihnește trupul. "
munca stiintifica
În anul 1594, când Johannes Kepler A părăsit orașul Tübingen și s-a dus la Graz, în Austria, a creat o ipoteză de geometrie complexă pentru a încerca să explice separațiile dintre orbitele planetare, care erau în mod greșit închipuite ca fiind circulare la acea vreme.
Analizându-și ipoteza, Kepler și-a dat seama că Orbită dintre planete erau eliptice. Dar acele prime deduceri au coincis doar 5% cu realitatea. El a mai afirmat că Soarele este cel care exercită o forță a cărei magnitudine scade invers proporțional cu distanța și face ca planetele să se miște în jurul orbitelor lor.
În anul 1596, a reușit să publice un tratat numit Mysterium Cosmographicum. Importanța acestei lucrări vine din faptul că a fost expresia primei demonstrații științifice ample și plauzibile a avantajelor geometrice ale teoriei copernicane.
În anul următor, în 1597, publică Mysterium Cosmographicum, în care lasă dovada expresă a avantajelor pe care, din poziția științei geometrice, derivă din teoria heliocentrismului.
Johannes Kepler A fost profesor de astronomie și matematică la Universitatea din Graz din 1954 până în 1600, când i s-a oferit postul de asistent al astronomului danez Tycho Brahe la observatorul din Praga. Până la moartea lui Brahe, în 1601, Kepler și-a asumat poziția de matematician imperial și astronom de curte pentru împăratul Rudolf al II-lea.
Dintre lucrările sale produse în acea perioadă, una dintre cele mai relevante este Astronomia Nova, publicată în anul 1609. A fost marea compilație a eforturilor sale minuțioase de a calcula orbita planetei Marte, pentru care a încercat aproape exclusiv să surprindă în este calculele sale pe orbita acestei planete.
În Astronomia Nova el introduce două dintre cele trei binecunoscute legi ale mișcării planetelor, care astăzi sunt numite legile lui Kepler. În anul 1610 a publicat Dissertatio cum Nuncio Sidereo, care s-a ocupat de observațiile făcute de Galileo Galilei.
În anul următor, a putut să facă propriile observații cu privire la sateliții care au fost descriși de omul de știință italian, grație ajutorului unui telescop, publicând rezultatele acestor observații în lucrarea sa Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus.
A fost numit matematician al statelor austriece în anul 1612. În timp ce ocupa această funcție, și-a stabilit reședința la Linz, unde și-a scris Harmonices Mundi, Libri (1619), în care și-a prezentat a treia lege, pentru a demonstra relația liniară. a distanței medii de la o planetă la Soare.
in aceeasi perioada Johannes Kepler publică Epitome Astronomiae Copernicanae (1618-1621), unde reușește să adune toate descoperirile sale într-o singură publicație.
Aceeași relevanță a avut și primul său manual de astronomie, care se baza pe principiile lui Copernic și care în următoarele trei decenii a avut o influență extraordinară, atrăgând mulți astronomi către copernicanismul keplerian.
Ultima lucrare relevantă publicată în timp ce Kepler era încă în viață, au fost Tabelele Rudolphine, în anul 1625. Pe baza informațiilor întocmite de Brahe, noile tabele privind mișcarea planetelor au reușit să reducă erorile medii ale poziției reale a unui planetă de la 5° la 10′.
Mai târziu, matematicianul și fizicianul englez Sir Isaac Newton a luat ca bază teoriile și observațiile Johannes Kepler, ca bază teoretică pentru formularea legii sale a gravitaţiei universale.
Dacă sunteți interesat, puteți vedea și Biografie Isaac Newton.
Kepler a adus și ele contribuții importante la optică, reușind să formuleze următoarele:
- Legea fundamentală a fotometriei
- Reflecție deplină
- Prima teorie a viziunii moderne
- El a dezvoltat un sistem infinitezimal, predecesor al calculului infinitezimal al lui Leibnitz și Newton.
Cele trei legi ale lui Kepler
Astronomul german a creat cele trei legi binecunoscute care îi poartă numele, după ce a analizat datele unui număr mare de observații făcute de Tycho Brahe (1546-1601) despre mișcările planetelor, în special pe planeta Marte.
Johannes Kepler, folosind calcule extrem de complicate, a reușit să concluzioneze că există diferențe relevante între traiectoria care fusese calculată pe care o va lua planeta Marte și observațiile lui Brahe, diferențe care în unele cazuri ajungeau la 8 minute de arc, de fapt observațiile lui Brahe aveau o precizie de aproximativ 2 minute de arc.
Aceste diferențe găsite l-au ajutat să descopere care era orbita reală a planetei Marte și a celorlalte planete ale Sistemului Solar.
Legea 1. Orbite eliptice
Kepler a susținut, contrar teoriei circulare, că orbitele planetelor sunt elipse care au o mică excentricitate și în care Soarele este situat la unul dintre focarele sale. Dacă o privești cu atenție, îți dă impresia că o elipsă este inițial un cerc care a fost ușor aplatizat.
În teorie, denumirea de elipsă este dată unei curbe plane și închise în care suma distanței până la focare (puncte fixe, F1 și F2) de la oricare dintre punctele M care o formează este constantă și egală cu lungimea axa majoră a elipsei (segmentul AB). Axa mică a elipsei este segmentul CD, este perpendiculară pe segmentul AB și o taie în mijloc.
Excentricitatea reprezintă gradul de modificare a unei elipse. O excentricitate de zero nu există, deci ar fi un cerc perfect. Cu cât modificarea excentricității este mai mare, cu atât este mai mare numărul de unghiuri ale elipsei.
Orbitele cu unghiuri egale cu unu se numesc orbite parabolice, iar cele mai mari de unu se numesc orbite hiperbolice.
Dacă distanța dintre focarele F1F2 este egală cu zero, ca și în cazul cercului, și excentricitatea va avea ca rezultat zero.
Concluzia la care a ajuns Kepler este că orbitele planetare sunt eliptice, cu o mică modificare sau sinuozitate. În cazul planetei Pământ, valoarea sinusității este 0.017, planeta cu cel mai mare grad de modificare în elipsa sa este Pluto cu 0.248, urmată îndeaproape de Mercur, cu 0.206.
al 2-lea legea orbitelor
Vectorul rază care unește planetele cu centrul Soarelui poate acoperi aceleași zone în același timp. Viteza orbitală a unei planete, care este viteza cu care se deplasează pe orbita sa, este variabilă, invers proporțională cu distanța de la Soare. Prin urmare, se ajunge la concluzia că la distanță mai mare, viteza orbitală va fi mai mică, în timp ce la distanțe mai scurte, viteza orbitală va fi mai mare.
Viteza orbitală a planetelor va fi maximă, atunci când acestea se află în punctul cel mai apropiat al orbitei de Soare, care se numește periheliu, și vor avea o viteză minimă în punctul lor cel mai îndepărtat de Soare, numit afeliu.
Vectorul unei planete este linia imaginară care unește centrul planetei cu Soarele la un moment dat. Pe de altă parte, acel vector orbital va fi egal cu suma intervalelor de timp pe care le ia planeta pentru a se muta de la un vector la altul, până la finalizarea unei revoluții.
Odată cu concluziile la care a ajuns Kepler în analiza sa asupra orbitelor eliptice, el a constatat că, pe măsură ce o plantă era mai aproape de soare, aceasta ar trebui să se miște mai repede, constatând că în momentul în care o planetă s-a mutat de la un vector la altul, ar trebui să fie același pentru toți. transferurile de către următorii vectori.
al 3-lea. Legea armonică și steaua lui Kepler
În luna octombrie a anului 1604, Johannes Kepler a putut vedea supernova din galaxia noastră, care mai târziu avea să fie numită steaua lui Kepler. Aceeași supernova a putut fi văzută de alți oameni de știință europeni, cum ar fi Brunowski din Praga, care a corespondat cu Kepler, Altobelli în Verona și Clavius la Roma și Capra și Marius în Padova.
Kepler, pe baza lucrării lui Brahe, a făcut o analiză detaliată a acestei supernove apărute, în cartea sa De Stella Nova în Pede Serpentarii, prin traducerea ei, Noua stea din picioarele lui Ophiuchus, punând bazele teoriei sale că Universul este mereu în mișcare și că este influențat de modificări importante.
Intensitatea stelei a fost de așa natură încât a putut fi observată cu ochiul liber în decurs de 18 luni de la apariție. Această stea supernovă este situată la doar 13.000 de ani lumină de planeta Pământ.
Ulterior, nu a fost posibil să observăm o altă supernova în interiorul propriei noastre galaxii. Datorită evoluției luminozității stelei care a fost măsurată și observată, astăzi se crede că este o supernovă de tip I.
Rezumatul lucrărilor lui Kepler
Ca urmare a cercetărilor sale, efectuate de-a lungul vieții, Johannes Kepler A publicat următoarele lucrări, care au fost ordonate cronologic:
- Mysterium cosmographicum (Misterul cosmic, 1596).
- Astronomiae Pars Optica (Partea optică a astronomiei, 1604).
- Din Stella nova in pede Serpentarii (Steaua nouă la poalele lui Ophiuchus, 1604). Pe 17 octombrie 1604, Kepler a observat apariția unei noi stele. Observația, care a fost confirmată de alți astronomi europeni, i-a stârnit profund curiozitatea. Pe lângă interesul din punct de vedere astronomic, a fost o întrebare filozofică esențială, întrucât Kepler a apărat întotdeauna teoria conform căreia universul nu era ceva static. Acum se știe că Steaua lui Kepler era o supernovă de clasa I.
- noua astronomie (Astronomie nouă, 1609).
- dioptrie (Dioptrie, 1611). Pe baza miopiei de care suferea, Kepler a fost mereu interesat de optică. Concluziile practice ale acestei lucrări au dat naștere la ochelari sau lentile care au ajutat oamenii miopi și prezbiopi să vadă mai bine, contribuind și la proiectarea unui nou telescop, care a fost folosit pentru observații astronomice ani de zile, care a primit numele de telescopul Kepler. .
- De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam in Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit (1613). Datorită cunoștințelor speciale pe care le dobândise, Johannes Kepler a scris această lucrare curioasă și scurtă în care a demonstrat cu date științifice că Isus s-a născut în anul 4 î.Hr.
- Epitome astronomiae Copernicanae (publicat în trei părți, 1618-1621).
- Armonizează lumea (Armonia lumilor, 1619).
- Tabulae Rudolphinae (1627).
- somnium (Visul, 1634), este o poveste fantastică, în care protagoniștii pot observa maiestuos spectacolul Pământului care se întoarce asupra lui însuși. Datorită acestei lucrări, s-a putut afirma că Kepler a fost primul autor de science fiction din istorie.
Pe lângă munca sa de astronom și matematician, Johannes Kepler A devenit un astrolog foarte important. Două prognoze ale cărora erau foarte relevante, prima legată de recolte, iar a doua legată de cine avea să câștige o bătălie împotriva turcilor, i-au conferit prestigiu, fiind considerat un maestru în arta interpretării oracolelor din stele.
Această activitate, de care Kepler nu era deosebit de mândru, a putut să-i ofere venituri economice semnificative într-un moment în care veniturile lui treceau prin perioade dificile.
Atat de dezacordul lui a fost, incat se pretinde ca Johannes Kepler chiar a spus ca astrologia desfrânata ar trebui sa-si sustina mama, astronomia, pentru ca salariile matematicienilor sunt atat de mici incat, inevitabil, mama ar trebui sa se simta foame daca fiica nu ar obtine. subzistenţă. Această afirmație nu lasă îndoieli cu privire la viziunea lui Kepler despre astrologie.
- Mesele Rudolphine. Nu este o lucrare a lui Johannes Kepler la fel de faimoasă precum binecunoscutele sale legi ale mișcării planetare și, în ciuda acestui fapt, ele constituie una dintre cele mai importante lucrări de vârf ale lui Kepler, deoarece sunt un element esențial în începutul noii astronomii.
Acele mese au fost inițial o lucrare comandată de regele Rodolfo al II-lea, motiv pentru care poartă numele de Rudolfinas. Inițial au fost încredințate lui Tycho Brahe, dar din cauza morții acestuia, lucrarea a fost apoi încredințată lui Kepler, care și-a aplicat noile teorii în elaborarea acesteia, pentru a perfecționa calculele pozițiilor Soarelui și Lunii.
Acest lucru i-a permis să poată calcula orele când aveau să aibă loc eclipsele, nu numai la acel moment, ci pentru orice dată, fie înainte, fie după epoca creștină.
Analizând-o, se poate concluziona că Tabelele a fost o lucrare cu adevărat titanică, care oferă o demonstrație a sutelor de pagini cu mii de calcule pe care Kepler a trebuit să le facă în decursul a 22 de ani lungi. Din fericire, în efectuarea unui număr mare de calcule, Kepler a putut să folosească, deoarece acestea fuseseră deja introduse în științele matematice, logaritmii lui Napier, a căror practică Kepler a perfecționat-o.
Relevanța Las Tablas Rudolfinas a fost de așa natură încât au avut un impact esențial asupra pregătirii calendarelor efemeride și asupra navigației timp de peste 200 de ani.