„Legile lui Kepler” - această expresie este familiară tuturor celor pasionați de astronomie. Cine este aceasta persoana? Legătura și interdependența ce realitate obiectivă a descris el? Astronom, matematician, teolog, filozof, cel mai inteligent om al timpului său Johannes Kepler (1571-1630) a descoperit legile mișcării planetare în sistemul solar.
Începutul călătoriei
Johannes Kepler, originar din Weil der Stadt (Germania), a venit pe această lume în decembrie 1571. Slab, cu vedere slabă, copilul a depășit totul pentru a câștiga în această viață. Studiile băiatului au început la Leonberg, unde s-a mutat familia. Mai târziu, s-a mutat într-o instituție avansată, o școală latină, pentru a învăța elementele de bază ale limbii, pe care intenționa să le folosească în publicațiile viitoare.
În 1589 a absolvit școala la mănăstirea Maulbronn din orașul Adelburg. În 1591 a intrat la universitatea din Tübingen. Un sistem educațional eficient a fost creat de către duci în urma introducerii luteranismului. Cu ajutorul granturilor și burselor pentru săraci, autoritățile au încercatsă ofere universităților candidați care ar putea fi formați în clerici bine educați, capabili să apere noua credință în vremuri de controverse religioase aprinse.
În timpul șederii sale la instituția de învățământ, Kepler a intrat sub influența profesorului de astronomie Michael Möstlin. Acesta din urmă a împărtășit în secret părerile lui Copernic cu privire la ideea unui Univers heliocentric (Soarele în centru), deși a predat studenții „după Ptolemeu” (Pământul în centru). Cunoașterea profundă a ideilor omului de știință polonez a trezit la Kepler un mare interes pentru astronomie. Așadar, teoria lui Copernic a avut un alt susținător care a căutat să înțeleagă personal legile mișcării planetelor din jurul Soarelui.
Sistemul solar este o operă de artă
Destul de ciudat, cel care a descoperit ulterior legile mișcării planetare nu s-a considerat astronom de vocație. De-a lungul vieții, Kepler a crezut că sistemul solar este o operă de artă, plină de fenomene mistice, a visat să devină preot. Astronomul și-a explicat interesul pentru teoria lui Copernic prin faptul că, înainte de a trage concluzii din propriile sale cercetări, trebuie să studieze opinii diferite.
Cu toate acestea, profesorii universitari au vorbit despre Kepler ca despre un student cu o minte excelentă. În 1591, după ce a obținut o diplomă de master, omul de știință și-a continuat studiile în domeniul teologiei. Când erau aproape de finalizare, s-a știut că un profesor de matematică murise la școala luterană din Graz. Universitatea din Tübingen a recomandat recrutarea unui talentat în toate domeniile pentru această poziție.relație absolventă. Deci, adio legile mișcării planetare?
În numele lui Dumnezeu
Johann, în vârstă de
în vârstă de 22 de ani, a renunțat cu reticență la chemarea sa inițială de preot, dar și-a asumat totuși sarcinile de profesor de matematică din Graz. În timp ce preda în clasa sa, profesorul începător a descris pe tablă câteva figuri geometrice care implică cercuri concentrice și triunghiuri. Și deodată i-a venit gândul că astfel de cifre reflectă un anumit raport fix între dimensiunile a două cercuri, cu condiția ca triunghiul să fie echilateral. Care este raportul ariei dintre cele două cercuri? Procesul de gândire câștiga avânt.
Un an mai târziu, un teolog neobișnuit a publicat prima sa lucrare, Misterul Universului (1596). În ea, el și-a conturat opiniile creative despre secretele universului, susținute de credințe religioase.
Cel care a descoperit legile mișcării planetare a făcut-o în numele lui Dumnezeu. Dezvăluind planul matematic al Universului, cercetătorul a ajuns la concluzia: șase planete sunt închise în sfere, între care se încadrează cinci poliedre regulate. Desigur, versiunea s-a bazat pe „faptul” că există doar 6 corpuri cerești. În jurul orbitei Pământului, Kepler a conturat un dodecaedru perfect și o sferă care atinge orbita lui Marte.
poliedre perfecte
În jurul regiunii lui Marte, omul de știință a descris un tetraedru și o sferă adiacente orbitei lui Jupiter. În icosaedrul din sfera orbitală a Pământului, sfera lui Venus „se potrivește” perfect. Folosind restultipuri de poliedre perfecte, la fel s-a procedat și cu restul. În mod surprinzător, rapoartele orbitelor planetare învecinate, prezentate în modelul cu sfere imbricate al lui Kepler, au coincis cu calculele lui Copernic.
Descoperind legile mișcării planetare, preotul cu o minte matematică s-a bazat în primul rând pe inspirația divină. Nu avea o bază reală pentru argumente. Semnificația tratatului „Secretele Universului” constă în faptul că a fost primul pas decisiv către recunoașterea sistemului heliocentric al lumii prezentat de Copernic.
Ipoteze vs precizie ridicată
În septembrie 1598, protestanții din Graz, inclusiv Kepler, au fost forțați să părăsească orașul de către conducătorii catolici. Deși lui Johann i s-a permis să se întoarcă, situația a rămas foarte tensionată. În căutarea sprijinului, a apelat la Tycho Brahe, un matematician și astronom la curtea împăratului Rudolph al II-lea. Omul de știință era cunoscut pentru colecția sa impresionantă de observații planetare.
El știa despre lucrarea „Secretul Universului”. Dar când în 1600 creatorul său a ajuns la Observatorul Tycho, situat în afara orașului Praga, Brahe, care era angajat în cercetări de în altă precizie (la acea vreme), l-a primit ca autor al unei anumite lucrări, dar nu ca colegul său.. Confruntarea dintre ei a continuat până la moartea astrologului danez, care a avut loc un an mai târziu. După plecarea rivalului într-o altă lume, Kepler i s-a încredințat să păzească tezaurul observațiilor sale. Ei l-au ajutat foarte mult pe cercetător să devină cel care a descoperit legile mișcăriiplanete în jurul soarelui.
Calea lui Marte
Cele mai recente cercetări ale
Brage pentru a crea un tabel de mișcări planetare nu au fost finalizate. Toate speranțele erau puse pe un succesor. A fost numit matematician imperial. În ciuda unei relații tensionate cu un coleg decedat, Kepler a fost liber să-și urmărească propriile interese în astronomie. El a decis să-și continue observațiile despre Marte și să-și descrie propria viziune asupra orbitei acestei planete.
Johann era sigur: prin deschiderea complexului drum marțian, este posibil să dezvăluie căile de mișcare ale tuturor celorlalți „rătăcitori ai Universului”. Contrar credinței populare, el nu a folosit doar observațiile lui Brahe pentru a selecta o figură geometrică care să se potrivească descrierii. Teologul de ieri și-a îndreptat eforturile către descoperirea unei teorii fizice a mișcării „surorilor care trăiesc în spațiu fără aer”, din care să se deducă orbitele acestora. După o muncă de cercetare titanică, au apărut trei legi ale mișcării planetare.
Prima lege
I. Orbitele planetelor sunt elipse cu Soarele la unul dintre focare.
Legea mișcării planetare în sistemul solar a stabilit că planetele se mișcă într-o elipsă. A apărut după opt ani de calcule folosind o bază de date compilată de Tycho Brahe pe baza observațiilor mișcării planetare a Stelei Marte. Johann și-a numit lucrarea „Noua astronomie”.
Deci, conform primei legi a lui Kepler, orice elipsă are două puncte geometrice numite focare (focalizare la singular). Distanța totală de la planetă la fiecare dintre centre este întotdeauna însumatăla fel, indiferent de locul în care se află planeta în calea de mișcare. Importanța descoperirii este că presupunerea că orbitele nu sunt cercuri perfecte (ca în teoria geocentrică) i-a adus pe oameni mai aproape de o înțelegere mai precisă și mai clară a imaginii lumii.
A doua lege
II. Linia care leagă planeta de Soare (vector rază) acoperă zone egale în intervale de timp egale, în timp ce planeta se mișcă în jurul elipsei.
Adică, în orice perioadă de timp, de exemplu, după 30 de zile, planeta depășește aceeași zonă, indiferent de perioada pe care o alegeți. Se mișcă mai repede pe măsură ce se apropie de Soare și mai încet pe măsură ce se îndepărtează, dar se mișcă cu o viteză în continuă schimbare pe măsură ce se mișcă în jurul orbitei sale. Cea mai „agilă” mișcare se observă la periheliu (punctul cel mai apropiat de Soare) și cea mai „puternică” la afeliu (punctul cel mai îndepărtat de Soare). Așa a raționat cel care a descoperit legile mișcării planetare.
A treia lege
III. Pătratul perioadei totale a timpului orbital (T) este proporțional cu cubul distanței medii de la planetă la Soare (R).
Acest principiu este uneori numit legea armoniei. Compară perioada de timp orbitală și raza orbitală a planetelor. Esența descoperirii lui Kepler este următoarea: raportul dintre pătratele perioadelor de mișcare și cuburile distanțelor medii de la Soare este același pentru fiecare planetă.
Pentru a reitera, legile mișcării planetare ale lui Kepler s-au bazat pe observații serioase pe termen lung șiprelucrate matematic. Afișând regularități, nu au relevat condiționalitatea fenomenelor. Mai târziu, celebrul descoperitor al legii gravitației universale, Newton, a demonstrat că răspunsul stă în proprietatea fizică a corpurilor de a se atrage reciproc.
Umbra corpului meu este aici
În ciuda succesului său, Kepler a suferit constant de probleme financiare, lipsă de timp pentru cercetare, deplasarea în căutarea locurilor în care convingerile sale religioase erau tolerate. De mai multe ori a încercat să obțină un post de profesor în Tübingen, dar a fost perceput ca un trădător, un protestant și a fost respins.
Johannes Kepler a murit pe 15 noiembrie 1630 din cauza unui atac de febră acută. A fost înmormântat într-un cimitir protestant. În epitaf, fiul său legitim a scris: „Am folosit cerurile pentru a măsura. Acum trebuie să măsor umbrele Pământului. Deși sufletul meu este în ceruri, umbra trupului meu stă aici.”
Da, inițial, în spiritul conceptelor medievale, omul de știință credea că planetele se mișcă pentru că au suflet, aceasta este magie vie, și nu doar bulgări de materie. Mai târziu, și-a dat seama că abordarea științifică era mai justificată. Ei bine, preotul și astronomul, care au descoperit legile mișcării planetare, au mers sincer pe calea înțelegerii. Dar haideți să ne recunoaștem: uneori se pare că există atât de mult misticism în Universul științific până la capăt!
