Premýšľali ste niekedy, kto to bol? Johannes kepler? No bol to veľmi významný nemecký vedec, ktorý vynikal svojimi znalosťami v astronómii a filozofii, prišiel vytvoriť a demonštrovať existenciu troch zákonov pohybu planét, ktoré sa dnes nazývajú Keplerove zákony. Pozývame vás, aby ste si prečítali tento článok, aby ste sa dozvedeli viac o jeho živote a práci.
Životopis Johannesa Keplera
Vo svojej dobe Johannes kepler bolo také dôležité, že začal spolupracovať s Tychom Brahe, neskôr ho nahradil vo funkcii cisárskeho matematika Rudolfa II. Vďaka jeho mimoriadnym úspechom pokrstila Medzinárodná astronomická únia v roku 1935 lunárny astronóm menom Kepler. Poďme sa dozvedieť niečo viac o jeho živote
Detstvo
Rok jeho narodenia bol 1571 v nemeckom meste Wurttemberg, ktoré bolo vtedy vojvodstvom. Od malička bol človekom, ktorý trpel mnohými chorobami, ako krátkozrakosť, žalúdočné choroby a trápili ho bolesti hlavy. Keď mal tri roky, ochorel na ovčie kiahne, ktorých následky zahŕňali mimoriadne oslabujúci zrak.
Hoci mal vždy vážne zdravotné problémy, vždy bol bystrým dieťaťom s veľkou inteligenciou, ktoré s radosťou urobilo veľký dojem medzi ľuďmi, ktorí bývali v ubytovni jeho matky, a využilo svoje mimoriadne nadanie na matematiku. V roku 1584 sa mu podarilo vstúpiť do protestantského seminára v meste Adelberg.
štúdie
Pre svoju preukázanú inteligenciu začal v roku 1589 študovať teológiu na univerzite v Tübingene. Keď sa tam našiel, mal možnosť mať za učiteľa matematiky Maestlina, ktorý už mal znalosti o Kopernikovej heliocentrickej teórii a široko ich zdieľal.
Kepler nasledoval učenie Pythagorasa a veril, že Boh je najväčší geometer, tvorca harmonického vesmíru, pričom v jednoduchosti pytagorejskej teórie sleduje charakteristiku Božieho stvoriteľského plánu. Pokračoval v štúdiu v Tübingene aj po získaní magistra v roku 1591.
manželstvo
Johannes kepler bol dvakrát ženatý. Jeho prvé manželstvo, výsledok absolútnej pohodlnosti, sa uzavrelo 27. apríla 1597 so slečnou Bárbarou Müllerovou. Toto manželstvo, ktoré zorganizovali jeho príbuzní, z neho urobilo pár bacuľatej ženy s jednoduchým duchom, ktorá mala odporný charakter.
akademickej kariéry
V roku 1594 odišiel z Tübingenu do Grazu, mesta ležiaceho v Rakúsku, kde pokračoval vo svojej kariére ako profesor na univerzite, kde vyučoval aritmetiku, geometriu a rétoriku, pričom sa mu podarilo zasvätiť svoj voľný čas koníčku, ktorým bol astronómia.
Máme na mysli čas, keď rozdiel medzi vierou a vedou ešte nebol úplne vykreslený a mechanizmus pohybu nebeských telies bol stále prakticky neznámy. V skutočnosti sa tvrdilo, že takéto hnutia poslúchajú božské zákony.
Počas pobytu v Grazi publikoval almanachy obsahujúce astrologické predpovede, ktoré zostavil Kepler, hoci nesúhlasil s niektorými usmerneniami.
Potom, v roku 1600, odišiel bývať do Prahy, ktorá je dnes hlavným mestom Českej republiky, na pozvanie známeho astronóma Tycha Brahe, ktorý komunikoval s Keplerom, čítajúc jeho publikácie. Profesor Brahe zomrel v nasledujúcom roku a Kepler nastúpil na miesto cisárskeho dvorného matematika a astronóma.
Na dlhú dobu Johannes kepler Udržiaval teóriu, ktorá kombinovala geocentrizmus s heliocentrizmom, aby neskôr transformoval svoje geocentrické návrhy smerom k heliocentrizmu. Hoci svoj cieľ dosiahol, naďalej nachádzal vážne nezrovnalosti medzi cestou, ktorú mali podľa jeho výpočtov prejsť nebeské telesá, a tou, ktorú skutočne urobili.
Tento záver ho priviedol k špekuláciám, že konštitu slnko teleso, z ktorého vychádza sila, vďaka ktorej sa planéty otáčajú v ich prostredí, keď sa dráha medzi planétou a Slnkom zväčšila, rýchlosť pohybu sa musela znížiť. Aby mohol vysloviť toto tvrdenie, musel sa zbaviť pred tisíckami rokov uznávanej predstavy, že dráha nebeských telies bola vedená pomocou kruhových dráh.
V roku 1612 získal čestné miesto matematika spolkových krajín Horné Rakúsko, ktoré tvorili okres Linz. Napriek získaným vyznamenaniam a objavom, Johannes kepler nebol spokojný.
Bol presvedčený, že harmónia a jednoduchosť sú pravidlá, ktorými sa riadi vesmír, preto vždy hľadal jednoduchý vzťah, ktorým by sa dali časy revolúcie planét, dnes známe ako obežné doby, a vzdialenosť k planétam. byť vysvetlené.Slnko.
Johannes kepler Trvalo mu viac ako deväť rokov, kým získal tento jednoduchý vzťah a pristúpil k formulácii tretieho zákona o pohybe planét, podľa ktorého je obežná doba planéty úmerná hlavnej poloosi elipsy umocnenej na mocnine. 3/2.
V roku 1628 vstúpil vykonávať svoje služby rádu A. von Valdštejna do mesta Sagan, vtedajšej provincie Sliezsko, ktorý mu dal slovo zrušiť dlh, ktorý s ním koruna uzavrela v r. roky, ktoré prešli, ale nikdy to nenaplnil. Sotva mesiac predtým, ako zomrel, kvôli horúčke, Johannes kepler odišiel zo Sliezska, aby si našiel nové miesto.
úmrtia
Johannes kepler Zomrel v roku 1630 v meste Regensburg, keď cestoval s rodinou z Linzu do Sagana. Na jeho náhrobnom kameni bol vyrytý nasledujúci epitaf, ktorý vytvoril on:
„Zmeral som nebesia a teraz meriam tiene.
Na oblohe duch žiaril.
Na zemi spočíva telo. "
vedecká práca
V roku 1594, kedy Johannes kepler Opustil mesto Tübingen a odišiel do Grazu v Rakúsku, vytvoril hypotézu komplexnej geometrie, aby sa pokúsil vysvetliť vzdialenosti medzi obežnými dráhami planét, ktoré boli v tom čase nesprávne predstavované ako kruhové.
Pri analýze svojej hypotézy Kepler dospel k záveru, že Orbita planét boli eliptické. Ale tieto prvé odpočty sa zhodovali so skutočnosťou len na 5 %. Uviedol tiež, že Slnko je to, čo pôsobí silou, ktorej veľkosť sa zmenšuje nepriamo úmerne so vzdialenosťou a spôsobuje, že sa planéty pohybujú po svojich obežných dráhach.
V roku 1596 sa mu podarilo vydať traktát s názvom Mysterium Cosmographicum. Význam tejto práce spočíva v tom, že bola vyjadrením prvej rozsiahlej a hodnovernej vedeckej demonštrácie geometrických výhod Kopernikovej teórie.
Nasledujúci rok, v roku 1597, vydal Mysterium Cosmographicum, v ktorom zanecháva výslovný dôkaz o vymoženostiach, ktoré z pozície geometrickej vedy vyplývali z teórie heliocentrizmu.
Johannes kepler V rokoch 1954 až 1600 bol profesorom astronómie a matematiky na univerzite v Grazi, keď mu ponúkli miesto asistenta dánskeho astronóma Tycha Braheho na pražskej hvezdárni. V čase, keď Brahe v roku 1601 zomrel, Kepler prevzal pozíciu cisárskeho matematika a dvorného astronóma cisára Rudolfa II.
Z jeho prác, ktoré v tom období vyprodukoval, je jedným z najrelevantnejších Astronomia Nova, vydaná v roku 1609. Bola to veľká zbierka jeho usilovného úsilia vypočítať dráhu planéty Mars, pre ktorú sa snažil takmer výlučne zachytiť v r. sú to jeho výpočty na obežnej dráhe tejto planéty.
V Astronomia Nova predstavuje dva zo svojich troch známych zákonov pohybu planét, ktoré sa dnes nazývajú Keplerove zákony. V roku 1610 vydal Dissertatio cum Nuncio Sidereo, ktorá sa zaoberala pozorovaniami Galilea Galileiho.
Nasledujúci rok mohol uskutočniť svoje vlastné pozorovania týkajúce sa satelitov, ktoré opísal taliansky vedec, vďaka pomoci ďalekohľadu, pričom výsledky týchto pozorovaní publikoval vo svojom diele Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus.
V roku 1612 bol vymenovaný za matematika rakúskych stavov. V tejto pozícii sa usadil v Linzi, kde napísal svoj Harmonices Mundi, Libri (1619), v ktorom uviedol svoj tretí zákon, aby demonštroval lineárny vzťah priemernej vzdialenosti planéty od Slnka.
v rovnakom období Johannes kepler vydáva Epitome Astronomiae Copernicanae (1618-1621), kde sa mu podarí zhromaždiť všetky svoje objavy do jedinej publikácie.
Rovnaký význam mala jeho prvá učebnica astronómie, ktorá bola založená na Kopernikovom princípe a ktorá mala v nasledujúcich troch desaťročiach mimoriadny vplyv a pritiahla mnohých astronómov ku keplerovskému kopernikizmu.
Poslednou relevantnou prácou publikovanou za Keplerovho života boli Rudolphine Tables z roku 1625. Na základe informácií, ktoré zostavil Brahe, nové tabuľky o pohybe planét dokázali znížiť priemerné chyby skutočnej polohy planéty. planéty od 5° do 10′.
Neskôr anglický matematik a fyzik Sir Isaac Newton vzal za základ teórie a pozorovania Johannes Kepler, ako teoretický základ pre formuláciu jeho zákona univerzálnej gravitácie.
Ak máte záujem, môžete si pozrieť aj Biografia Isaaca Newtona.
Kepler tiež významne prispel k optike a podarilo sa mu sformulovať nasledovné:
- Základný zákon fotometrie
- Úplná reflexia
- Prvá teória moderného videnia
- Vyvinul Infinitezimálny systém, predchodcu Infinitezimálneho počtu Leibnitza a Newtona.
Keplerove tri zákony
Nemecký astronóm vytvoril tri známe zákony, ktoré nesú jeho meno, po analýze údajov z veľkého počtu pozorovaní, ktoré vykonal Tycho Brahe (1546-1601) o pohyboch planét, najmä na planéte Mars.
Johannes keplerpomocou mimoriadne komplikovaných výpočtov sa podarilo dospieť k záveru, že medzi vypočítanou trajektóriou, ktorou by sa mala uberať planéta Mars, a Brahovými pozorovaniami boli relevantné rozdiely, rozdiely, ktoré v niektorých prípadoch dosahovali 8 oblúkových minút, v skutočnosti pozorovania Braheho mali presnosť asi 2 oblúkové minúty.
Tieto zistené rozdiely mu pomohli zistiť, aká bola skutočná dráha planéty Mars a ostatných planét slnečnej sústavy.
1. zákon Eliptické dráhy
Na rozdiel od kruhovej teórie Kepler zastával názor, že obežné dráhy planét sú elipsy, ktoré majú malú excentricitu a v ktorých sa Slnko nachádza v jednom zo svojich ohnísk. Ak sa na to pozriete pozorne, budete mať dojem, že elipsa je pôvodne kruh, ktorý bol mierne sploštený.
Teoreticky sa elipsa nazýva plochá a uzavretá krivka, v ktorej súčet vzdialenosti k ohniskám (pevné body, F1 a F2) od ktoréhokoľvek z bodov M, ktoré ju tvoria, je konštantný a rovný dĺžke hlavná os elipsy (segment AB). Vedľajšia os elipsy je segment CD, je kolmý na segment AB a pretína ho v strede.
Excentricita predstavuje stupeň modifikácie elipsy. Nulová excentricita neexistuje, preto by to bol dokonalý kruh. Čím väčšia je modifikácia excentricity, tým väčší je počet uhlov elipsy.
Dráhy s uhlami rovnými jednej sa nazývajú parabolické dráhy a dráhy väčšie ako jedna sa nazývajú hyperbolické dráhy.
Ak je vzdialenosť medzi ohniskami F1F2 rovná nule, ako v prípade kruhu, výsledkom excentricity bude tiež nula.
Záver, ku ktorému dospel Kepler, je, že obežné dráhy planét sú eliptické, s malou modifikáciou alebo kľukatosťou. V prípade planéty Zem je hodnota sínusity 0.017, planétou s najväčším stupňom modifikácie vo svojej elipse je Pluto s 0.248, tesne za ním nasleduje Merkúr s 0.206.
2 zákon obežných dráh
Vektor s polomerom, ktorý spája planéty so stredom Slnka, môže pokryť rovnaké oblasti za rovnaký čas. Obežná rýchlosť planéty, čo je rýchlosť, ktorou sa pohybuje na svojej dráhe, je premenlivá, nepriamo úmerná vzdialenosti od Slnka.Preto sa usudzuje, že pri väčšej vzdialenosti bude obežná rýchlosť nižšia, pričom na kratšie vzdialenosti bude orbitálna rýchlosť vyššia.
Obežná rýchlosť planét bude maximálna, keď budú v bode svojej dráhy najbližšie k Slnku, ktorý sa nazýva perihélium, a minimálnu rýchlosť budú mať v najvzdialenejšom bode od Slnka, ktorý sa nazýva afélium.
Vektor planéty je pomyselná čiara, ktorá v danom okamihu spája stred planéty so Slnkom. Na druhej strane, tento orbitálny vektor sa bude rovnať súčtu časových intervalov, ktoré planéta potrebuje na presun z jedného vektora do druhého, kým nedokončí jednu otáčku.
So závermi, ku ktorým dospel Kepler pri svojej analýze eliptických dráh, zistil, že keď je rastlina bližšie k Slnku, mala by sa pohybovať rýchlejšie, pričom zistil, že v čase, keď sa planéta presunie z jedného vektora do druhého, by mala byť rovnaká pre všetky prenosy nasledujúcimi vektormi.
3. Harmonický zákon a Keplerova hviezda
V októbri roku 1604 Johannes kepler bol schopný vidieť supernovu v našej Galaxii, ktorá by neskôr dostala názov Keplerova hviezda. Tú istú supernovu mohli vidieť aj iní európski vedci, ako napríklad Brunowski v Prahe, ktorý si dopisoval s Keplerom, Altobellim vo Verone a Claviom v Ríme a Caprom a Mariusom v Padove.
Kepler na základe práce Braheho podrobne analyzoval túto objavenú supernovu vo svojej knihe De Stella Nova v Pede Serpentarii, jej prekladom Nová hviezda na úpätí Ophiucha, čím položil základy svojej teórie, že vesmír je vždy v pohybe a že je ovplyvnený dôležitými úpravami.
Intenzita hviezdy bola taká, že ju bolo možné pozorovať voľným okom do 18 mesiacov od jej objavenia. Táto supernova sa nachádza len 13.000 XNUMX svetelných rokov od planéty Zem.
Následne nebolo možné pozorovať ďalšiu supernovu v našej vlastnej galaxii. Vzhľadom na vývoj jasnosti hviezdy, ktorý bol nameraný a pozorovaný, sa dnes verí, že ide o supernovu I. typu.
Zhrnutie Keplerovho diela
Výsledkom jeho výskumu, ktorý vykonával počas svojho života, Johannes kepler Vydal tieto diela, ktoré sú zoradené chronologicky:
- Mysterium cosmographicum (Kosmické tajomstvo, 1596).
- Astronomiae Pars Optica (Optická časť astronómie, 1604).
- De Stella nova v pede Serpentarii (Nová hviezda na úpätí Ophiuchus, 1604). 17. októbra 1604 Kepler pozoroval objavenie sa novej hviezdy. Pozorovanie, ktoré potvrdili aj ďalší európski astronómovia, v ňom hlboko vzbudilo zvedavosť. Okrem zaujímavosti z astronomického hľadiska to bola podstatná filozofická otázka, keďže Kepler vždy obhajoval teóriu, že vesmír nie je niečo statické. Teraz je známe, že Keplerova hviezda bola supernova triedy I.
- nová astronómia (Nová astronómia, 1609).
- dioptrie (Dioptrie, 1611). Na základe krátkozrakosti, ktorou trpel, sa Kepler vždy zaujímal o optiku. Praktické závery tejto práce viedli k vzniku okuliarov alebo šošoviek, ktoré pomohli krátkozrakým a presbyopickým ľuďom lepšie vidieť a prispeli aj k návrhu nového ďalekohľadu, ktorý sa roky používal na astronomické pozorovania a ktorý dostal názov Keplerov teleskop. .
- De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam in Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit (1613). Vďaka špeciálnym znalostiam, ktoré získal, napísal Johannes Kepler toto kuriózne a krátke dielo, v ktorom vedeckými údajmi preukázal, že Ježiš sa narodil v roku 4 pred Kristom.
- Epitome astronomiae Copernicanae (vydané v troch častiach, 1618-1621).
- Harmonizujte svet (Harmónia svetov, 1619).
- Tabulae Rudolphinae (1627).
- somnium (The Dream, 1634) je fantasy príbeh, v ktorom môžu hrdinovia majestátne sledovať, ako sa Zem otáča sama do seba. Vďaka tejto práci bolo možné potvrdiť, že Kepler bol prvým autorom sci-fi v histórii.
Okrem práce astronóma a matematika Johannes kepler Stal sa z neho veľmi významný astrológ. Dve prognózy, ktoré boli veľmi relevantné, prvá súvisela s úrodou a druhá s tým, kto zvíťazí v bitke proti Turkom, mu dodali prestíž, keďže sa považoval za majstra v umení interpretovať veštby. hviezdy.
Táto činnosť, na ktorú nebol Kepler obzvlášť hrdý, mu v čase, keď jeho príjmy prežívali ťažké časy, dokázala zabezpečiť značné ekonomické príjmy.
Jeho nesúhlas bol taký, že Johannes Kepler údajne dokonca povedal, že astrológia neviestky by mala podporovať jej matku, astronómiu, pretože platy matematikov sú také mizivé, že matka by musela nevyhnutne hladovať, keby dcéra nedostala výživu. Toto tvrdenie nenechá nikoho na pochybách o Keplerovom pohľade na astrológiu.
- Rudolfínske stoly. Nie je to dielo Johannesa Keplera tak známe ako jeho známe zákony o pohybe planét, a napriek tomu predstavujú jedno z najvýznamnejších vrcholných diel Keplera, pretože sú základným prvkom na začiatku novej astronómie.
Tieto stoly boli pôvodne dielom kráľa Rodolfa II., a preto nesú názov Rudolfiny. Pôvodne boli zverené Tychovi Brahemu, ale kvôli jeho smrti potom bola práca zverená Keplerovi, ktorý pri jej vypracovaní uplatnil svoje nové teórie, aby dotiahol výpočty polôh Slnka a Mesiaca k dokonalosti.
To mu umožnilo vypočítať časy, kedy dôjde k zatmeniam, nielen v tom čase, ale pre akýkoľvek dátum, či už pred alebo po kresťanskej ére.
Pri jej analýze možno usúdiť, že Tabuľky boli skutočne titánskym dielom, ktoré ponúka ukážku stoviek strán s tisíckami výpočtov, ktoré musel Kepler urobiť v priebehu dlhých 22 rokov. Našťastie pre neho, pri vykonávaní veľkého množstva výpočtov, mohol Kepler použiť, pretože už boli zavedené do matematických vied, Napierove logaritmy, ktorých prax Kepler zdokonalil.
Význam Las Tablas Rudolfinas bol taký, že mali zásadný vplyv na prípravu efemeridových kalendárov a na navigáciu na viac ako 200 rokov.