Johannes Kepler (syntynyt 27. joulukuuta 1571 - kuolema 15. marraskuuta 1630) - suuri saksalainen tähtitieteilijä ja matemaatikko, oli aurinkojärjestelmän planeettojen liikelakien löytäjä.
Johannes Kepler oli yksi modernin tähtitieteen luojaista. Hän löysi planeettojen kolme pääliikettä auringon suhteen, hän keksi optisen järjestelmän, jota käytetään etenkin nykyaikaisissa refraktoreissa, valmisteli differentiaalisen, integraalisen ja variaatiolaskennan luomista matematiikassa.
Alkuvuosina. koulutus
Johannes Kepler syntyi vuonna 1571 Weilder Stadtissa, Etelä-Saksassa, köyhälle protestanttiselle perheelle. Valmistuttuaan luostarikouluun vuonna 1589 hän siirtyi Tübingen-akatemian teologiseen seminaariin. Noina vuosina hän tutustui N. Copernicuksen heliosentriseen järjestelmään ja siitä tuli heti sen uskomaton kannattaja. Kepler kiinnosti tähtitiedestä lapsena, kun hänen äitinsä osoitti vaikutelmalliselle lapselle kirkkaan komeetan vuonna 1577, ja myöhemmin - kuunpimennyksen, joka tapahtui vuonna 1580.
Kepler syntyi erittäin heikko lapsi. Neljän vuoden iässä hän sairastui isorokkoon ja melkein kuoli. Hänellä oli maksa- ja vatsavaivoja, ja hänellä oli usein päänsärky. Lisäksi hänellä oli synnynnäisiä näköhäiriöitä - vaikea likinäköisyys ja vika, jossa yksi esine näyttää olevan moninkertainen (katsottuna Kuuhun, Kepler näki useita kuut). Taudit seurasivat häntä koko elämänsä ajan. Kunnioittamisen arvoisempia ovat hänen rohkeus ja lujuus, joiden ansiosta hän onnistui saavuttamaan uskomattoman tieteellisen menestyksen ja tulla yhdeksi nykyaikaisen tähtitieteen ja fysiikan luojasta.
1591 - Kepler aloitti Tübingenin yliopiston - ensin taiteellisessa tiedekunnassa, joka sisälsi sitten matematiikan ja tähtitieteen, sitten muutti teologiseen tiedekuntaan. Valmistuttuaan akatemiasta vuonna 1593, vapaasta ajattelusta syytetty Kepler ei saanut jatkaa teologista uraa, ja hänelle annettiin matematiikan kouluopettajan tehtävä.
Alun perin Kepler aikoi tulla protestanttiseksi papiksi, mutta erinomaisten matemaattisten kykyjensä vuoksi hänet kutsuttiin vuonna 1594 luentoon matematiikasta Grazin yliopistossa.
Mainosvideo:
Tieteellinen toiminta
Kepler oli Grazissa 6 vuotta. Siellä, vuonna 1596, julkaistiin hänen ensimmäinen kirjasaan maailman mysteeri. Siinä Kepler yritti löytää maailmankaikkeuden salaisen harmonian, jota varten hän vertasi viiden tuolloin tunnettujen planeettojen kiertoratoja (hän erotti erityisesti Maan pallon) erottelevia "platoonisia kappaleita" (säännöllisiä polyhedroneja). Hän esitti Saturnuksen kiertoradan ympyränä (ei vielä ellipsinä) pallon pinnalla, joka on kuvattu kuution ympärillä. Kuutioon puolestaan kirjoitettiin pallo, jonka piti edustaa Jupiterin kiertorataa. Tähän palloon oli kirjoitettu pallon ympärille kuvattu tetraedri, joka edustaa Marsin kiertorataa jne.
Tämä teos menetti Keplerin lisähavaintojen jälkeen alkuperäisen merkityksensä (jos vain siksi, että planeettojen kiertoradat eivät olleet pyöreitä); Siitä huolimatta, Kepler uskoi maailmankaikkeuden piilotetun matemaattisen harmonian läsnäoloon päiviensä loppuun saakka, ja vuonna 1621 hän julkaisi "Maailman mysteerin", tehden siihen monia muutoksia ja lisäyksiä.
1597 Kepler naimisiin leskellä Barbara Müller von Mulekin kanssa. Heidän kaksi ensimmäistä lasta kuoli lapsenkengissä, ja heidän vaimonsa sairastui epilepsiaan. Lisäksi protestanttien vainot alkoivat katolisessa Grazissa. Karkotettujen "harhaoppisten" luetteloon sisällytetty Kepler pakotettiin poistumaan kaupungista.
Kepler's Cup: malli aurinkojärjestelmästä viidestä platoonisesta kiintoaineesta.
Kepler Prahassa. perintö
1600 - hän meni Prahaan kuuluisan tähtitieteilijän Tycho Brahen luo, jonka kuoleman jälkeen hän sai monien vuosiensa aineistot ja lukuisat havainnot. Kepler kirjoitti monia tieteellisiä artikkeleita ja artikkeleita. 1601 - Brahen kuoleman jälkeen, Kepleristä tuli hänen seuraajansa virkaan, ja oikeudenkäyntien jälkeen perheensä kanssa Brahe pystyi perimään tähtitieteellisten havaintojen tulokset. Erinomaisena tarkkailijana Tycho Brahe on koonnut monen vuoden mittavan työn planeetojen ja satojen tähtihavaintojen havaitsemiseksi, kun taas mittaustensa tarkkuus oli huomattavasti korkeampi kuin kaikkien edeltäjiensä.
Tähtitiedessä 1500-luvun lopulla oli vielä taistelu Ptolemaioksen geosentrisen järjestelmän (kun maailmankaikkeuden keskuksen oletetaan olevan maa) ja Kopernikuksen heliosentrisen järjestelmän (jossa aurinko on maailmankaikkeuden keskellä) välillä. Copernicuksen mallissa planeetat liikkuvat tasaisesti ympyrän kiertoradalla: mikä ei ollut linjassa planeetan liikkeen näennäisen epätasaisuuden kanssa. Vaikka Copernicuksen tähtitieteelliset taulukot olivat alun perin tarkempia kuin Ptolemaiospöydät, ne poikkesivat pian huomattavasti havainnoista, jotka hämmentävät ja jäähdyttivät innostuneita kopernikoja paljon.
Mekaniikka ja fysiikka
Keplerin tärkein työ on hänen teoksensa "Uusi tähtitiede" (1609), joka on omistettu Marsin liikkeen tutkimiseen Brahen havaintojen mukaan ja sisältää kaksi ensimmäistä planeettojen vetovoimalakia. Copernikaanijärjestelmään perustuen Kepler tutki useiden vuosien ajan huolellisesti Brahen tietoja ja pääsi huolellisen analyysin tuloksena siihen tulokseen, että Marsin etenemissuunta ei ole ympyrä, vaan ellipsi, yhdessä aurinkopaikoissa, joihin aurinko sijaitsee - nykyään tunnettu sijainti. kuten Keplerin ensimmäinen laki.
Lisäanalyysi johti toiseen lakiin: Maapallon ja Auringon yhdistävä sädevektori kuvaa yhtäaikaisia alueita. Tämä tarkoitti, että mitä kauempana planeetta on Auringosta, sitä hitaammin se liikkuu.
Kun etsit kiertoratoja, Keplerin piti käyttää sovitusmenetelmää. Hän laski ja laski, mutta havaintojen kanssa ei ollut sattumia. Ensiksi soikea heitettiin pois - käyrä, joka koostui neljästä pyöreästä kaarista. Noin vuoden ajan tutkija viihsi "munasolulla" - munamaisella hahmolla. Lopulta hän päätteli: totuus on ympyrän ja soikean välissä, ikään kuin Marsin kiertorata olisi tarkka ellipsi. Mutta ellipsi ei mahtunut ennen kuin Kepler asetti auringon keskittymään.
Sitten vuoden 1605 alussa kaikki tuli yhteen ja putosi paikoilleen. Kaikki havaintojen perusteella lasketut kiertoradan pisteet sijaitsevat ellipsissä, ja se lähentyi myös aluelakia. Uusi liikemalli herätti suurta kiinnostusta Copernican-tutkijoiden keskuudessa, vaikka kaikki eivät hyväksyneet sitä. Galileo hylkäsi voimakkaasti Keplerianin ellipsit.
1619 - esseessä "Maailman harmonia" tutkija muotoili kolmannen lain yhdistämällä kaikkien planeettojen liikkumisteorian harmoniseksi kokonaisuudeksi. Aurinko, joka on yksi elliptisen kiertoradan keskipisteistä, on Keplerin mukaan planeettaa ohjaavan voiman lähde. Hän teki kohtuullisen arvauksen taivaankappaleiden välisestä painovoimasta ja selitti maan valtamerten juoksun ja virtauksen kuun vaikutuksesta.
Keplerin toinen laki: varjostetut alueet ovat yhtä suuret ja kulkevat samanaikaisesti.
Tähtitiede
Kolme planeetan liikkeen lakia, jotka Kepler löysi täysin ja erinomaisella tarkkuudella, selitti näiden liikkeiden ilmeisen epätasaisuuden. Ptolemaiosin ja Copernicuksen mutkikkaiden mallien sijasta, jotka sisältävät kuvitteellisia elementtejä, Keplerin malli sisältää vain yhden käyrän - ellipsin. Toinen laki määritteli, kuinka planeetan nopeus muuttuu muutettaessa pois tai lähestyessä aurinkoa, ja kolmas mahdollistaa tämän nopeuden ja vallankumouksen ajan laskemisen Auringon ympärillä.
Kesäkuu 1627, kesä - Johannes Kepler julkaisi 22 vuoden työn jälkeen (omalla rahoillaan) tähtitieteelliset taulukot, jotka hän nimitti "Rudolphiksi" keisarin kunniaksi. Nämä taulukot antoivat mahdolliseksi laskea planeettojen sijainti milloin tahansa ajankohtana erittäin tarkasti kyseiselle ajanjaksolle. Niiden kysyntä oli valtava, koska kaikki aiemmat taulukot olivat kauan poikenneet havainnoista. Keplerin pöydät palvelivat tähtitieteilijöitä ja merimiehiä 1800-luvun alkuun saakka.
Keplerin kolmen lain lisäksi tiedemies omistaa useita tärkeitä löytöjä. Kepler esitteli teoksessa "Copernicuksen tähtitieteen vähentäminen" (1618–1622) teoriaa ja menetelmiä aurinko- ja kuunpimennysten ennustamiseksi. Hänen optiikan tutkimuksensa (valon taittumisen, tähtitieteellisen taittumisen ongelmat, teleskooppiteorian kehittäminen) esitellään teoksissa "Vittelo-lisäosa" (1604) ja "Dioptrics" (1611).
matematiikka
Tiedemiehen merkittävät matemaattiset kyvyt ilmenivät erityisesti kaavojen johdannossa monien vallankumouskappaleiden määrien määrittämiseksi.
Viime vuodet. kuolema
Elämänsä viimeiset vuodet tiedemies vietti jatkuvassa matkassa osittain poliittisten levottomuuksien takia … Kolmenkymmenen vuoden sota … (kerrallaan hän oli Wallensteinin palveluksessa astrologina), osittain noituudesta syytetyn äitinsä oikeudenkäynnin seurauksena. Johannes Kepler kuoli 15. marraskuuta 1630 Regensburgissa, missä hänet haudattiin Pyhän hautausmaalle Peter. Hänen haudan päälle on tehty kirjoitus: “Mensus eram coelos nune terrae metior umbras; Miesten coelestis erat, corporis umbra jacet. " Tämä epitaafi, kirjoittanut Johannes Kepler itse, tarkoittaa:”Ennen kuin mittasin taivaita, nyt mittaan maanalaista pimeyttä; mieleni oli taivaan lahja - ja vartaloani muuttunut ruumiini lepää. " Regensburgissa vuonna 1808 hänelle pystytettiin muistomerkki.
A. Mudrova