Ste se kdaj vprašali, kdo je to? Johannes Kepler? No, bil je zelo pomemben nemški znanstvenik, ki je izstopal po znanju v astronomiji in filozofiji, prišel je ustvariti in dokazati obstoj treh zakonov gibanja planetov, ki jih danes imenujemo Keplerjevi zakoni. Vabimo vas, da preberete ta članek, če želite izvedeti več o njegovem življenju in delu.
Biografija Johannesa Keplerja
V njegovem času Johannes Kepler bilo je tako pomembno, da je prišel sodelovati s Tycho Brahejem, ki ga je pozneje zamenjal na mestu cesarskega matematika Rudolfa II. Zaradi njegovih izjemnih dosežkov je Mednarodna astronomska zveza leta 1935 krstila lunin astroblem z imenom Kepler. Izvedemo še nekaj o njegovem življenju
Otroštvo
Leto njegovega rojstva je bilo 1571 v nemškem mestu Wurttemberg, ki je bilo takrat vojvodstvo. Že od malih nog je trpel za številnimi boleznimi, kot so kratkovidnost, želodčne bolezni in mučili so ga glavoboli. Ko je bil star tri leta, je zbolel za črnimi kozami, katere posledice so vključevale izjemno izčrpavanje vida.
Čeprav je imel vedno resne zdravstvene težave, je bil vedno luciden otrok, z veliko inteligenco, ki je s svojimi izjemnimi matematičnimi darovi rad delal velik vtis med ljudmi, ki so bivali v maminem hostlu. Leta 1584 mu je uspelo vstopiti v protestantsko semenišče v mestu Adelberg.
študije
Zaradi dokazane inteligence je leta 1589 začel študirati teologijo na univerzi v Tübingenu. Ko se je tam znašel, je imel priložnost imeti za učitelja matematike Maestlina, ki je že poznal Kopernikovo heliocentrično teorijo in jo je na splošno delil.
Kepler je sledil Pitagorovim naukom in je verjel, da je Bog največji geometer, ustvarjalec harmoničnega vesolja, pri čemer je v preprostosti pitagorejske teorije opazil značilnost Božjega ustvarjalnega načrta. Še naprej je študiral v Tübingenu, tudi potem, ko je leta 1591 magistriral.
Poroka
Johannes Kepler bil je poročen dvakrat. Njegova prva poroka, rezultat absolutnega udobja, je bila sklenjena 27. aprila 1597 z gospodično Bárbaro Müller. Ta poroka, ki so jo uredili njegovi sorodniki, ga je naredila za par polne ženske, preprostega duha, ki je imela odvraten značaj.
akademska kariera
Leta 1594 je zapustil Tübingen in odšel v Gradec, mesto v Avstriji, kjer je nadaljeval svojo kariero kot profesor na univerzi, kjer je poučeval aritmetiko, geometrijo in retoriko, svoj prosti čas pa je uspel posvetiti hobiju, ki je bil astronomijo.
Govorimo o času, ko razlika med verovanjem in znanostjo ni bila v celoti začrtana, mehanika gibanja nebesnih teles pa je bila še praktično neznana. Pravzaprav se je trdilo, da so takšna gibanja ubogala božanske zakone.
V Gradcu je izdal almanahe z astrološkimi napovedmi, ki jih je sestavil Kepler, čeprav se z nekaterimi smernicami ni strinjal.
Nato je leta 1600 na povabilo znanega astronoma Tycha Braheja, ki je ob branju njegovih publikacij komuniciral s Keplerjem, odšel živeti v mesto Prago, ki je danes glavno mesto Češke. Profesor Brahe je preminil naslednje leto in Kepler je prevzel svoje mesto cesarjevega dvornega matematika in astronoma.
Za dolgo časa Johannes Kepler Ohranil je teorijo, ki je združila geocentrizem s heliocentrizmom, da bi pozneje svoje geocentrične načrte preoblikoval v heliocentrizem. Čeprav je dosegel svoj cilj, je še naprej ugotavljal resna neskladja med potjo, ki bi jo po njegovih izračunih morala narediti nebesna telesa, in tisto, ki so jo dejansko naredila.
Ta sklep ga je navedel na domnevo, da sestavlja Sonce telo, iz katerega izvira sila, zaradi katere se planeti vrtijo v svojem okolju, ko se je pot med planetom in Soncem povečala, je bilo treba zmanjšati hitrost, s katero je bilo gibanje izvedeno. Da bi lahko dal to izjavo, se je moral znebiti pred tisočletji sprejetega pojmovanja, da je bila pot, ki so jo naredila nebesna telesa, narejena s krožnimi orbitami.
Leta 1612 je dobil častni položaj matematika dežel Zgornje Avstrije, ki so sestavljale okrožje Linz. Kljub prejetim nagradam in njegovim odkritjem, Johannes Kepler ni bil zadovoljen.
Prepričan je bil, da sta harmonija in preprostost pravili, ki vladata vesolju, zato je vedno iskal preprosto razmerje, s katerim bi lahko časi vrtenja planetov, danes znani kot orbitalna obdobja, in razdalje do planetov. razložiti. Ned.
Johannes Kepler Potreboval je več kot devet let, da je dobil to preprosto razmerje in nadaljeval s formuliranjem tretjega zakona gibanja planetov, po katerem je orbitalna doba planeta sorazmerna z veliko pol osi elipse, dvignjeno na potenco 3/2.
Leta 1628 je vstopil, da bi opravljal svoje storitve po naročilu A. von Wallensteina, v mesto Sagan, takratna provinca Šlezija, ki mu je dal besedo, da odpiše dolg, ki ga je krona sklenila z njim v leta, ki so minila, pa jih ni nikoli izpolnil. Komaj mesec dni preden je umrl, zaradi vročine, Johannes Kepler zapustil je Šlezijo, da bi našel nov položaj.
Smrt
Johannes Kepler Umrl je leta 1630 v mestu Regensburg, ko je z družino potoval iz Linza v Sagan. Na njegovem nagrobniku je bil vgraviran naslednji epitaf, ki ga je ustvaril sam:
»Izmeril sem nebesa, zdaj pa merim sence.
Na nebu je zasijal duh.
Na zemlji počiva telo«.
znanstveno delo
Leta 1594, ko Johannes Kepler Zapustil je mesto Tübingen in odšel v Gradec v Avstriji, ustvaril je hipotezo kompleksne geometrije, da bi poskušal razložiti ločitve med planetarnimi orbitami, za katere so si takrat napačno predstavljali, da so krožne.
Kepler je ob analizi svoje hipoteze ugotovil, da je Orbita planeti so bili eliptični. Toda ti prvi odbitki so sovpadali le za 5 % z realnostjo. Navedel je tudi, da je Sonce tisto, ki deluje s silo, katere magnituda se zmanjša obratno sorazmerno z razdaljo in povzroči, da se planeti premikajo po svojih orbitah.
Leta 1596 mu je uspelo objaviti razpravo z naslovom Mysterium Cosmographicum. Pomembnost tega dela izhaja iz dejstva, da je bilo izraz prve obsežne in verodostojne znanstvene demonstracije geometrijskih prednosti Kopernikove teorije.
Naslednje leto, leta 1597, je izdal Mysterium Cosmographicum, v katerem pušča izrecne dokaze o ugodnostih, ki so s stališča geometrijske znanosti izhajale iz teorije heliocentrizma.
Johannes Kepler Od leta 1954 do 1600 je bil profesor astronomije in matematike na Univerzi v Gradcu, ko so mu ponudili mesto asistenta danskega astronoma Tycha Braheja na praškem observatoriju. Ko je leta 1601 Brahe umrl, je Kepler prevzel položaj cesarskega matematika in dvornega astronoma cesarja Rudolfa II.
Med njegovimi del, ki so nastala v tem obdobju, je eno najpomembnejših Astronomia Nova, objavljeno leta 1609. To je bila velika kompilacija njegovih mukotrpnih prizadevanj za izračun orbite planeta Mars, za katero je poskušal skoraj izključno zajeti v to so njegovi izračuni o orbiti tega planeta.
V Astronomia Nova uvaja dva od svojih treh dobro znanih zakonov gibanja planetov, ki jih danes imenujemo Keplerjevi zakoni. Leta 1610 je objavil Dissertatio cum Nuncio Sidereo, ki je obravnaval opažanja Galilea Galileija.
Naslednje leto je lahko s pomočjo teleskopa naredil lastna opazovanja satelitov, ki jih je opisal italijanski znanstvenik, in objavil rezultate teh opazovanj v svojem delu Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus.
Leta 1612 je bil imenovan za matematika avstrijskih dežel. Na tem položaju se je naselil v Linzu, kjer je napisal svojo Harmonices Mundi, Libri (1619), v kateri je predstavil svoj tretji zakon, da bi prikazal linearno razmerje povprečne razdalje od planeta do Sonca.
v istem obdobju Johannes Kepler izdaja Epitome Astronomiae Copernicanae (1618-1621), kjer uspe zbrati vsa svoja odkritja v eni sami publikaciji.
Enak pomen je imel tudi njegov prvi učbenik o astronomiji, ki je temeljil na Kopernikovih načelih in je imel v naslednjih treh desetletjih izjemen vpliv, ki je pritegnil številne astronome k keplerskemu kopernikanizem.
Zadnje relevantno delo, objavljeno, ko je bil Kepler še živ, so bile Rudolfinove tabele leta 1625. Na podlagi informacij, ki jih je zbral Brahe, so nove tabele o gibanju planetov uspele zmanjšati povprečne napake realnega položaja planet od 5° do 10′.
Kasneje je angleški matematik in fizik Sir Isaac Newton vzel za osnovo teorije in opažanja Johannes Kepler, kot teoretično podlago za oblikovanje njegovega zakona univerzalne gravitacije.
Če vas zanima, si lahko ogledate tudi Življenjepis Isaaca Newtona.
Kepler je pomembno prispeval tudi k optiki, saj je uspel formulirati naslednje:
- Temeljni zakon fotometrije
- Popolna refleksija
- Prva teorija modernega vida
- Razvil je neskončno mali sistem, predhodnik Leibnitzovega in Newtonovega računa neskončno majhnih vrednosti.
Keplerjevi trije zakoni
Nemški astronom je ustvaril tri znane zakone, ki nosijo njegovo ime, potem ko je analiziral podatke velikega števila opazovanj Tycha Braheja (1546-1601) o gibanju planetov, zlasti na planetu Mars.
Johannes Kepler, je z uporabo izjemno zapletenih izračunov uspelo ugotoviti, da obstajajo pomembne razlike med izračunano trajektorijo, ki jo bo prevzel planet Mars, in Brahejevimi opazovanji, razlike, ki so v nekaterih primerih dosegle 8 ločnih minut, pravzaprav so opazovanja Braheja imela natančnost približno 2 ločni minuti.
Te odkrite razlike so mu pomagale odkriti, kakšna je prava orbita planeta Marsa in drugih planetov Osončja.
1. zakon Eliptične orbite
Kepler je v nasprotju s krožno teorijo menil, da so orbite planetov elipse, ki imajo majhno ekscentričnost in v katerih se Sonce nahaja v enem od svojih žarišč. Če ga pozorno pogledate, imate vtis, da je elipsa prvotno krog, ki je bil rahlo sploščen.
V teoriji je ime elipsa ravna in zaprta krivulja, v kateri je vsota razdalje do žarišč (fiksnih točk, F1 in F2) od katere koli točke M, ki jo tvorijo, konstantna in enaka dolžini velika os elipse (segment AB). Mala os elipse je segment CD, pravokotna je na segment AB in ga seka po sredini.
Ekscentričnost predstavlja stopnjo modifikacije elipse. Ekscentričnost nič ne obstaja, zato bi bil popoln krog. Večja kot je sprememba ekscentričnosti, večje je število kotov elipse.
Orbite, katerih koti so enaki ena, se imenujejo parabolične orbite, tiste, ki so večji od enega, pa hiperbolične.
Če je razdalja med žariščema F1F2 enaka nič, kot v primeru kroga, bo tudi ekscentričnost enaka nič.
Kepler je zaključil, da so orbite planetov eliptične, z majhno modifikacijo ali vijugastjo. V primeru planeta Zemlja je vrednost sinusnosti 0.017, planet z največjo stopnjo modifikacije v svoji elipsi je Pluton z 0.248, sledi pa mu Merkur z 0.206.
2 zakon orbit
Vektor polmera, ki povezuje planete s središčem Sonca, lahko v istem času pokriva ista območja. Orbitalna hitrost planeta, to je hitrost, s katero se giblje po svoji orbiti, je spremenljiva, obratno sorazmerna z oddaljenostjo od Sonca, zato sklepamo, da bo na večji razdalji orbitalna hitrost manjša. , medtem ko bo na krajših razdaljah orbitalna hitrost višja.
Orbitalna hitrost planetov bo največja, ko bodo na točki svoje orbite, ki je najbližja Soncu, ki se imenuje perihel, in bodo imeli najmanjšo hitrost na svoji najbolj oddaljeni točki od Sonca, imenovani afelij.
Vektor planeta je namišljena črta, ki v danem trenutku povezuje središče planeta s Soncem. Po drugi strani pa bo ta orbitalni vektor enak vsoti časovnih intervalov, ki jih potrebuje planet, da se premakne iz enega vektorja v drugega, dokler ne opravi enega obrata.
S sklepi, ki jih je Kepler dosegel pri analizi eliptičnih orbit, je ugotovil, da bi se morala rastlina, ki je bližje soncu, premikati hitreje, pri čemer je ugotovil, da bi moral biti čas, ko se planet premakne iz enega vektorja v drugega, enak za vse. prenaša z naslednjimi vektorji.
3. Harmonični zakon in Keplerjeva zvezda
V mesecu oktobru leta 1604, Johannes Kepler je lahko videl supernovo v naši galaksiji, ki bi jo kasneje krstili z imenom Keplerjeva zvezda. To isto supernovo so lahko videli tudi drugi evropski znanstveniki, na primer Brunowski v Pragi, ki si je dopisoval s Keplerjem, Altobelli v Veroni in Clavius v Rimu ter Capra in Marius v Padovi.
Kepler, ki temelji na Brahejevem delu, je v svoji knjigi De Stella Nova in Pede Serpentarii podrobno analiziral to pojavno supernovo s prevodom Nova zvezda v nogi Ophiuchusa in postavil temelje za svojo teorijo, da je vesolje je vedno v gibanju in da nanj vplivajo pomembne spremembe.
Intenzivnost zvezde je bila taka, da jo je bilo mogoče opazovati s prostim očesom v 18 mesecih od njenega pojava. Ta zvezda supernova se nahaja le 13.000 svetlobnih let od planeta Zemlja.
Kasneje v naši galaksiji ni bilo mogoče opaziti druge supernove. Zaradi evolucije svetlosti zvezde, ki je bila izmerjena in opazovana, danes velja, da je supernova tipa I.
Povzetek Keplerjevih del
Kot rezultat njegovih raziskav, ki so se izvajale skozi vse življenje, je Johannes Kepler Objavil je naslednja dela, ki so kronološko razvrščena:
- Mysterium cosmographicum (Kozmična skrivnost, 1596).
- Astronomia Pars Optica (Optični del astronomije, 1604).
- Iz Stella nova v pede Serpentarii (Nova zvezda v nogi Ophiuchusa, 1604). 17. oktobra 1604 je Kepler opazil pojav nove zvezde. Opazovanje, ki so ga potrdili tudi drugi evropski astronomi, je močno vzbudilo njegovo radovednost. Poleg zanimanja z astronomskega vidika je šlo za bistveno filozofsko vprašanje, saj je Kepler vedno zagovarjal teorijo, da vesolje ni nekaj statičnega. Zdaj je znano, da je bila Keplerjeva zvezda supernova razreda I.
- Astronomija nova (Nova astronomija, 1609).
- dioptrija (Dioptrija, 1611). Glede na kratkovidnost, za katero je trpel, se je Kepler vedno zanimal za optiko. Praktični zaključki tega dela so prinesli očala ali leče, ki so ljudem s kratkovidnostjo in prezbiopijo pomagala bolje videti, prispevali pa so tudi k zasnovi novega teleskopa, ki so ga leta uporabljali za astronomska opazovanja, ki je dobil ime teleskop Kepler. .
- De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam in Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit (1613). Zaradi posebnega znanja, ki ga je pridobil, je Johannes Kepler napisal to radovedno in kratko delo, v katerem je z znanstvenimi podatki dokazal, da se je Jezus rodil leta 4 pr.
- Epitome astronomiae Copernicanae (izšlo v treh delih, 1618-1621).
- Harmonizirajte svet (Harmonija svetov, 1619).
- Tabulae Rudolphinae (1627).
- somnij (Sanje, 1634) je domišljijska zgodba, v kateri lahko protagonisti veličastno opazujejo spektakel, kako se Zemlja obrača nase. Zaradi tega dela je bilo mogoče trditi, da je bil Kepler prvi avtor znanstvene fantastike v zgodovini.
Poleg svojega dela kot astronoma in matematika, Johannes Kepler Postal je zelo pomemben astrolog. Dve napovedi, ki sta bili zelo pomembni, prva se je nanašala na pridelke, druga pa na to, kdo bo zmagal v bitki proti Turkom, sta mu dali prestiž, saj je veljal za mojstra v umetnosti razlage prerokov Zvezde.
Ta dejavnost, na katero Kepler ni bil posebej ponosen, mu je lahko v času, ko je dohodek preživljal težke čase, prinesel znatne gospodarske prihodke.
Njegovo nestrinjanje je bilo takšno, da naj bi Johannes Kepler celo rekel, da bi morala astrologija vlačuga podpirati njeno mamo, astronomijo, ker so plače matematikov tako nizke, da bi morala mati neizogibno ostati lačna, če hči ne bi dobila preživetje. Ta izjava ne pušča dvoma o Keplerjevem pogledu na astrologijo.
- Rudolphine mize. Ni tako slavno delo Johannesa Keplerja kot njegovi znani zakoni gibanja planetov, kljub temu pa predstavljajo eno najpomembnejših Keplerjevih vrhov, saj so bistveni element v začetku nove astronomije.
Te mize so bile prvotno delo, ki ga je naročil kralj Rodolfo II, zato nosijo ime Rudolfinas. Prvotno so bili zaupani Tychu Braheju, vendar je bilo delo zaradi njegove smrti zaupano Keplerju, ki je pri izdelavi uporabil svoje nove teorije, da bi izpopolnil izračune položajev Sonca in Lune.
To mu je omogočilo, da je lahko izračunal čase, ko se bodo mrki zgodili, ne samo takrat, ampak za kateri koli datum, pred ali po krščanski dobi.
Če ga analiziramo, lahko sklepamo, da so bile tabele resnično titanično delo, ki ponuja prikaz na stotine strani s tisoči izračunov, ki jih je moral Kepler narediti v dolgih 22 letih. Na njegovo srečo je Kepler pri izvajanju velikega števila izračunov lahko uporabil, ker so bili že uvedeni v matematične znanosti, Napierjeve logaritme, ki jih je Kepler izpopolnil.
Pomen Las Tablas Rudolfinas je bil tolikšen, da so bistveno vplivali na pripravo efemeridnih koledarjev in na plovbo več kot 200 let.