Kim olduğunu hiç merak ettiniz mi? Johannes Kepler? Astronomi ve felsefedeki bilgisi ile öne çıkan çok önemli bir Alman bilim adamıydı, bugün Kepler yasaları olarak adlandırılan üç gezegen hareketi yasasının varlığını yaratmaya ve göstermeye geldi. Hayatı ve çalışmaları hakkında daha fazla bilgi edinmek için sizi bu makaleyi okumaya davet ediyoruz.
Johannes Kepler'in Biyografisi
Onun zamanında Johannes Kepler Tycho Brahe ile birlikte çalışmaya başlaması o kadar önemliydi ki, daha sonra II. Rudolf'un imparatorluk matematikçisi pozisyonunda onun yerini aldı. Olağanüstü başarıları nedeniyle Uluslararası Astronomi Birliği, 1935'te Kepler adında bir ay astroblemini vaftiz etti. Hayatı hakkında biraz daha bilgi edelim.
çocukluk
Doğduğu yıl, o zamanlar bir düklük olan Almanya'nın Württemberg şehrinde 1571'di. Çocukluğundan beri miyop, mide rahatsızlıkları gibi pek çok rahatsızlıktan mustarip bir insandı ve baş ağrıları çekiyordu. Üç yaşındayken, etkileri son derece zayıflatıcı görme de dahil olmak üzere çiçek hastalığına yakalandı.
Her zaman ciddi sağlık sorunları olmasına rağmen, her zaman berrak, büyük zekalı, matematikle olağanüstü yeteneklerini kullanarak annesinin yurdunda kalan insanlar arasında büyük bir etki yaratmayı seven bir çocuktu. 1584 yılında Adelberg şehrinde Protestan ruhban okuluna girmeyi başardı.
çalışmalar
Kanıtlanmış zekası nedeniyle 1589 yılında Tübingen Üniversitesi'nde ilahiyat okumaya başladı. Kendini orada bulunca, Copernicus'un güneş merkezli teorisi hakkında zaten bilgi sahibi olan ve bunu geniş çapta paylaşan Maestlin'i matematik öğretmeni olarak görme fırsatı buldu.
Kepler, Pisagor'un öğretilerini izledi ve Tanrı'nın en büyük geometri olduğuna, uyumlu bir evrenin yaratıcısı olduğuna inanıyordu ve Pisagor teorisinin sadeliğinde Tanrı'nın yaratıcı planının bir özelliğini gözlemledi. 1591'de yüksek lisans derecesini aldıktan sonra bile Tübingen'de okumaya devam etti.
Evlilik
Johannes Kepler iki kez evlendi. Mutlak rahatlığın sonucu olan ilk evliliği, 27 Nisan 1597'de Bayan Bárbara Müller ile yapıldı. Akrabaları tarafından düzenlenen bu evlilik onu tombul, sade ruhlu, iğrenç bir karaktere sahip bir çift yaptı.
akademik kariyer
1594 yılında Tübingen'den ayrılarak Avusturya'da bulunan bir şehir olan Graz'a gitti. astronomi.
İnanç ve bilim arasındaki farkın tam olarak çizilmediği ve gök cisimlerinin hareket mekanizmasının henüz pratik olarak bilinmediği bir zamandan bahsediyoruz. Hatta bu tür hareketlerin ilahi kanunlara uyduğu iddia edildi.
Graz'dayken, bazı yönergelere katılmamasına rağmen, Kepler tarafından bestelenen astrolojik tahminler içeren almanaklar yayınlamıştı.
Daha sonra 1600 yılında Kepler ile iletişim kuran ve yayınlarını okuyarak ünlü astronom Tycho Brahe'nin daveti üzerine bugün Çek Cumhuriyeti'nin başkenti olan Prag şehrine yerleşmeye gitti. Ertesi yıl Profesör Brahe vefat etti ve Kepler imparatorun saray matematikçisi ve astronomu olarak görevine başladı.
Uzun zamandır Johannes Kepler Daha sonra jeosantrik tasarımlarını günmerkezciliğe dönüştürmek için yermerkezciliği günmerkezlilik ile birleştiren bir teori sürdürdü. Amacına ulaşmış olmasına rağmen, gök cisimlerinin hesaplamalarına göre yapması gereken yol ile gerçekte yaptıkları yol arasında ciddi çelişkiler bulmaya devam etti.
Bu sonuç, onu, Güneş Gezegenleri kendi çevrelerinde döndüren kuvvetin yayıldığı cisim, bir gezegen ile Güneş arasındaki yol arttırıldığında, hareketin gerçekleştirilme hızının azaltılması gerekiyordu. Bu açıklamayı yapabilmek için, binlerce yıl önce kabul edilen, gök cisimlerinin çizdiği yolun dairesel yörüngelerle çizildiği anlayışından kurtulması gerekiyordu.
1612 yılında, Linz bölgesini oluşturan Yukarı Avusturya eyaletlerinin matematikçisinin onurlu pozisyonunu aldı. Aldığı onurlara ve keşiflerine rağmen, Johannes Kepler o memnun değildi.
Uyum ve basitliğin Evreni yöneten kurallar olduğuna ikna olmuştu, bu yüzden her zaman, bugün yörünge dönemleri olarak bilinen gezegenlerin dönüş zamanlarının ve gezegenlere olan uzaklığın değiştirilebileceği basit bir ilişki arıyordu. açıklanacak. Güneş.
Johannes Kepler Bu basit ilişkiyi elde etmesi ve gezegenlerin üçüncü hareket yasasını formüle etmeye başlaması dokuz yıldan fazla sürdü, buna göre bir gezegenin yörünge periyodu, elipsin kuvvetine yükseltilmiş elipsin yarı ana ekseni ile orantılıdır. 3/2.
1628 yılında, o zamanın Silezya eyaletine bağlı Sagan şehrinde bulunan A. von Wallenstein'ın emrine hizmet etmek üzere girdi. Aradan yıllar geçmiş ama o bunu bir türlü yerine getirememiş. Ateş nedeniyle ölmeden sadece bir ay önce, Johannes Kepler yeni bir pozisyon bulmak için Silezya'dan ayrılmıştı.
ölüm
Johannes Kepler 1630 yılında Regensburg şehrinde ailesiyle birlikte Linz'den Sagan'a seyahat ederken öldü. Mezar taşına kendisi tarafından yaratılan şu kitabe kazınmıştır:
“Gökleri ölçtüm ve şimdi gölgeleri ölçüyorum.
Gökyüzünde ruh parladı.
Yeryüzünde vücut dinlenir".
bilimsel çalışma
1594 yılında, Johannes Kepler Tübingen şehrinden ayrıldı ve Avusturya'daki Graz'a gitti, o zamanlar yanlış bir şekilde dairesel olduğu düşünülen gezegen yörüngeleri arasındaki ayrımları açıklamaya çalışmak için karmaşık bir geometri hipotezi yarattı.
Hipotezini analiz eden Kepler, yörünge gezegenlerin çoğu eliptikti. Ancak bu ilk kesintiler, gerçeklikle yalnızca %5 oranında örtüşüyordu. Ayrıca Güneş'in, büyüklüğü mesafeyle ters orantılı olarak azalan bir kuvvet uygulayan ve gezegenlerin yörüngeleri etrafında hareket etmesine neden olan bir kuvvet olduğunu belirtti.
1596 yılında Mysterium Cosmographicum adlı bir tez yayımlamayı başardı.. Bu çalışmanın önemi, Kopernik teorisinin geometrik avantajlarının ilk kapsamlı ve makul bilimsel gösteriminin ifadesi olması gerçeğinden kaynaklanmaktadır.
Ertesi yıl, 1597'de, geometrik bilimin konumundan, günmerkezlilik teorisinden türetilen kolaylıkların açık kanıtını bıraktığı Mysterium Cosmographicum'u yayınladı.
Johannes Kepler Prag gözlemevinde Danimarkalı astronom Tycho Brahe'ye asistanlık pozisyonu teklif edildiğinde 1954'ten 1600'e kadar Graz Üniversitesi'nde astronomi ve matematik profesörüydü. Brahe 1601'de öldüğünde, Kepler imparatorluk matematikçisi ve imparator II. Rudolf'un saray astronomu olarak görevini üstlenmişti.
O dönemde üretilen çalışmalarından en alakalı olanlarından biri, 1609 yılında yayınlanan Astronomia Nova'dır. Bu, neredeyse yalnızca kendi içinde yakalamaya çalıştığı Mars gezegeninin yörüngesini hesaplamak için gösterdiği özenli çabalarının büyük bir derlemesiydi. bu gezegenin yörüngesindeki hesaplamaları.
Astronomia Nova'da, bugün Kepler yasaları olarak adlandırılan, gezegenlerin iyi bilinen üç hareket yasasından ikisini tanıtıyor. 1610 yılında Galileo Galilei tarafından yapılan gözlemleri ele alan Dissertatio cum Nuncio Sidereo'yu yayınladı.
Ertesi yıl, İtalyan bilim adamının tarif ettiği uydularla ilgili bir teleskop yardımıyla kendi gözlemlerini yapabildi ve bu gözlemlerin sonuçlarını Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus adlı çalışmasında yayınladı.
1612 yılında Avusturya eyaletlerinin matematikçisi olarak atandı. Bu pozisyondayken Linz'de ikamet etti ve lineer ilişkiyi göstermek için üçüncü yasasını ortaya koyduğu Harmonices Mundi, Libri (1619) adlı eserini yazdı. Bir gezegenin Güneş'e olan ortalama uzaklığı.
aynı dönemde Johannes Kepler tüm keşiflerini tek bir yayında toplamayı başardığı Epitome Astronomiae Copernicanae'yi (1618-1621) yayınlar.
Aynı alaka, Kopernik ilkelerine dayanan ve sonraki otuz yılda olağanüstü bir etkiye sahip olan ve birçok astronomu Kepler Kopernikçiliğine çeken astronomi üzerine ilk ders kitabına da sahipti.
Kepler hala hayattayken yayınlanan en son ilgili çalışma, 1625 yılında Rudolphine Tabloları idi. Brahe tarafından derlenen bilgilere dayanarak, gezegenlerin hareketiyle ilgili yeni tablolar, bir gerçeğin konum hatalarını ortalama olarak azaltmayı başardı. 5 ila 10' gezegen.
Daha sonra İngiliz matematikçi ve fizikçi Sir Isaac Newton, dünyanın teorilerini ve gözlemlerini temel aldı. Johannes Kepler, evrensel çekim yasasının formülasyonu için teorik bir temel olarak.
İlginizi çekerse şuraya da bakabilirsiniz. Isaac Newton Biyografisi.
Kepler ayrıca aşağıdakileri formüle etmeyi başararak optiğe önemli katkılarda bulundu:
- Fotometrinin Temel Yasası
- Tam Yansıma
- Modern Vizyonun İlk Teorisi
- Leibnitz ve Newton'un Sonsuz Küçükler Hesabının öncülü olan bir Sonsuz Küçük Sistemi geliştirdi.
Kepler'in üç yasası
Alman astronom, Tycho Brahe (1546-1601) tarafından gezegenlerin, özellikle Mars gezegenindeki hareketleriyle ilgili çok sayıda gözlemin verilerini analiz ettikten sonra, adını taşıyan üç iyi bilinen yasayı yarattı.
Johannes Kepler, son derece karmaşık hesaplamalar kullanarak, Mars gezegeninin alacağı hesaplanan yörünge ile Brahe'nin gözlemleri arasında, bazı durumlarda 8 dakikalık yaya ulaşan farklılıklar olduğu sonucuna varmayı başardı. yaklaşık 2 dakikalık ark doğruluğu.
Bu bulunan farklılıklar, Mars gezegeninin ve Güneş Sisteminin diğer gezegenlerinin gerçek yörüngesinin ne olduğunu keşfetmesine yardımcı oldu.
1. Kanun Eliptik yörüngeler
Kepler, dairesel teorinin aksine, gezegenlerin yörüngelerinin, küçük bir eksantrikliğe sahip ve Güneş'in odaklarından birinde yer aldığı elipsler olduğunu savundu. Dikkatlice bakarsanız, bize bir elipsin başlangıçta hafifçe düzleştirilmiş bir daire olduğu izlenimini verir.
Teoride, elips adı, kendisini oluşturan M noktalarından herhangi birinden odaklara (sabit noktalar, F1 ve F2) olan uzaklığın toplamının sabit ve eğrinin uzunluğuna eşit olduğu düz ve kapalı bir eğriye verilir. elipsin ana ekseni (segment AB). Elipsin küçük ekseni CD segmentidir, AB segmentine diktir ve onu ortadan keser.
Eksantriklik, bir elipsin değişiklik derecesini temsil eder. Sıfır eksantrikliği mevcut değildir, bu nedenle mükemmel bir daire olacaktır. Eksantrikliğin modifikasyonu ne kadar büyük olursa, elipsin açılarının sayısı o kadar büyük olur.
Açıları bire eşit olan yörüngelere parabolik yörüngeler, birden büyük olanlara hiperbolik yörüngeler denir.
F1F2 odakları arasındaki mesafe, daire durumunda olduğu gibi sıfıra eşitse, eksantriklik de sıfır ile sonuçlanacaktır.
Kepler'in ulaştığı sonuç, gezegen yörüngelerinin küçük bir değişiklik veya eğrilik ile eliptik olduğudur. Dünya gezegeni söz konusu olduğunda, sinüsün değeri 0.017'dir, elipsinde en fazla değişiklik derecesine sahip olan gezegen 0.248 ile Plüton'dur ve onu 0.206 ile Merkür takip eder.
2. yörünge yasası
Gezegenleri Güneş'in merkezine bağlayan yarıçap vektörü aynı anda aynı alanları kaplayabilir. Bir gezegenin yörüngesinde hareket hızı olan yörünge hızı, Güneş'e olan uzaklığı ile ters orantılı olarak değişkendir.Bu nedenle, daha büyük bir mesafede, yörünge hızının daha düşük olacağı sonucuna varılırken, yörünge hızının daha düşük olacağı sonucuna varılmıştır. daha kısa mesafelerde yörünge hızı daha yüksek olacaktır.
Gezegenlerin yörünge hızları, yörüngelerinin Güneş'e en yakın noktasında olduklarında maksimum olacak, buna perihelion denir ve Güneş'ten en uzak noktasında aphelion olarak adlandırılan minimum bir hıza sahip olacaklardır.
Bir gezegenin vektörü, belirli bir anda gezegenin merkezini Güneş ile birleştiren hayali çizgidir. Öte yandan, bu yörünge vektörü, bir dönüşü tamamlayana kadar gezegenin bir vektörden diğerine geçmek için aldığı zaman aralıklarının toplamına eşit olacaktır.
Kepler'in eliptik yörünge analizinde vardığı sonuçlarla, bir bitki güneşe daha yakın olduğu için daha hızlı hareket etmesi gerektiğini buldu ve bir gezegenin bir vektörden diğerine hareket etme süresinin herkes için aynı olması gerektiğini buldu. aşağıdaki vektörler tarafından transfer edilir.
3 üncü. Harmonik yasa ve Kepler'in yıldızı
1604 yılının Ekim ayında, Johannes Kepler Galaksimizde daha sonra Kepler'in yıldızı olarak adlandırılacak olan süpernovayı görebildi. Aynı süpernova, Kepler, Verona'da Altobelli ve Roma'da Clavius ve Padua'da Capra ve Marius ile karşılık gelen Prag'daki Brunowski gibi diğer Avrupalı bilim adamları tarafından da görülebiliyordu.
Kepler, Brahe'nin çalışmasına dayanarak, Pede Serpentarii'deki De Stella Nova adlı kitabında, Ophiuchus'un Ayaklarındaki Yeni Yıldız adlı kitabında, Evren'in teorisinin temellerini atarak, ortaya çıkan bu süpernovanın ayrıntılı bir analizini yaptı. her zaman hareket halindedir ve önemli değişikliklerden etkilenir.
Yıldızın yoğunluğu, ortaya çıktıktan sonraki 18 ay içinde çıplak gözle gözlemlenebilecek kadar yoğundu. Bu süpernova yıldızı, Dünya gezegeninden sadece 13.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunuyor.
Daha sonra kendi galaksimizde başka bir süpernova gözlemlemek mümkün olmadı. Ölçülen ve gözlemlenen yıldızın parlaklığının evrimi nedeniyle, bugün onun bir tip I süpernova olduğuna inanılıyor.
Kepler'in Çalışmalarının Özeti
Hayatı boyunca yaptığı araştırmalar sonucunda, Johannes Kepler Kronolojik olarak sıralanmış aşağıdaki eserleri yayınladı:
- Mysterium kozmografik (Kozmik gizem, 1596).
- Astronomiae Pars Optik (Astronominin optik kısmı, 1604).
- Pede Serpentarii'de De Stella Nova (Ophiuchus'un eteklerindeki yeni yıldız, 1604). 17 Ekim 1604'te Kepler yeni bir yıldızın görünümünü gözlemledi. Diğer Avrupalı gökbilimciler tarafından da doğrulanan gözlem, merakını derinden uyandırdı. Astronomik açıdan ilgiye ek olarak, Kepler her zaman evrenin statik bir şey olmadığı teorisini savunduğundan, bu önemli bir felsefi soruydu. Artık Kepler'in Yıldızının bir sınıf I süpernova olduğu biliniyor.
- Astronomi Nova (Yeni astronomi, 1609).
- diyoptri (Diyoptri, 1611). Çektiği miyopiden dolayı Kepler her zaman optiğe ilgi duymuştur. Bu çalışmanın pratik sonuçları, miyop ve presbiyopik insanların daha iyi görmelerine yardımcı olan gözlük veya lenslerin ortaya çıkmasına neden oldu ve aynı zamanda yıllardır astronomik gözlemler için kullanılan ve Kepler teleskopu adını alan yeni bir teleskopun tasarımına katkıda bulundu. .
- De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam, Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit'te (1613). Johannes Kepler, edindiği özel bilgiler sayesinde İsa'nın M.Ö. 4 yılında doğduğunu bilimsel verilerle ortaya koyduğu bu ilginç ve kısa eseri kaleme almıştır.
- Özet astronomi Copernicanae (üç kısım halinde yayınlanmıştır, 1618-1621).
- Dünyayı Uyumlaştır (Dünyaların uyumu, 1619).
- Tabula Rudolphinae (1627).
- somniyum (Düş, 1634), kahramanların Dünya'nın kendi üzerine dönüşünü görkemli bir şekilde gözlemleyebildiği bir fantezi hikayesidir. Bu eser sayesinde Kepler'in tarihteki ilk bilimkurgu yazarı olduğunu söylemek mümkün olmuştur.
Bir astronom ve matematikçi olarak çalışmalarının yanı sıra, Johannes Kepler Çok önemli bir astrolog oldu. İlki ekinlerle ilgili, ikincisi Türklere karşı bir savaşı kimin kazanacağıyla ilgili olan çok alakalı iki tahmin, ona prestij kazandırdı; yıldız.
Kepler'in özellikle gurur duymadığı bu faaliyet, gelirinin zor zamanlar geçirdiği bir dönemde ona önemli bir ekonomik gelir sağlayabildi.
Anlaşmazlığı o kadar fazlaydı ki Johannes Kepler'in fahişe astrolojisinin annesini astronomiyi desteklemesi gerektiğini söylediği bile iddia edildi, çünkü matematikçilerin ücretleri o kadar düşük ki, kaçınılmaz olarak annenin aç kalması gerekecekti. rızık. Bu ifade Kepler'in astrolojiye bakışı hakkında hiçbir şüpheye yer bırakmamaktadır.
- Rudolfin Tabloları. Johannes Kepler'in iyi bilinen gezegensel hareket yasaları kadar ünlü bir eseri değildir ve buna rağmen yeni astronominin başlangıcında temel bir unsur oldukları için Kepler'in en önemli doruk eserlerinden birini oluştururlar.
Bu tablolar aslen Kral Rodolfo II tarafından yaptırılan bir eserdi, bu yüzden Rudolfinas adını taşıyorlar. Başlangıçta Tycho Brahe'ye emanet edildiler, ancak ölümü nedeniyle iş, Güneş ve Ay'ın konumlarının hesaplamalarını mükemmelleştirmek için yeni teorilerini detaylandırmada uygulayan Kepler'e emanet edildi.
Bu onun, tutulmaların ne zaman gerçekleşeceğini, sadece o zaman değil, Hıristiyanlık döneminden önce veya sonra herhangi bir tarih için hesaplayabilmesini sağladı.
Bunu analiz ederek, Kepler'in 22 uzun yıl boyunca yapmak zorunda olduğu yüzlerce sayfanın binlerce hesaplamayla bir gösterimini sunan Tablolar'ın gerçekten devasa bir çalışma olduğu sonucuna varılabilir. Neyse ki, Kepler çok sayıda hesaplamayı gerçekleştirirken kullanabildi, çünkü bunlar matematiksel bilimlere, Kepler'in uygulamasını mükemmelleştirdiği Napier logaritmalarına zaten dahil edilmişlerdi.
Las Tablas Rudolfinas'ın alaka düzeyi, 200 yıldan fazla bir süredir efemeris takvimlerinin hazırlanmasında ve navigasyon üzerinde önemli bir etkiye sahip olmalarıydı.