Johannes Kepler (geboren 27 december 1571 - overleden 15 november 1630) - de grote Duitse astronoom en wiskundige, was de ontdekker van de bewegingswetten van de planeten van het zonnestelsel.
Johannes Kepler was een van de makers van de moderne astronomie. Hij ontdekte drie hoofdbewegingen van de planeten ten opzichte van de zon, hij vond een optisch systeem uit, dat met name wordt gebruikt in moderne refractors, en bereidde de creatie voor van differentiaal-, integraal- en variatierekening in de wiskunde.
Vroege jaren. Opleiding
Johannes Kepler werd geboren in 1571 in Weilder Stadt, Zuid-Duitsland, in een arm protestants gezin. Na het voltooien van zijn studie aan de kloosterschool in 1589, ging hij naar het theologische seminarie aan de Tübingen Academie. In die jaren maakte hij kennis met het heliocentrische systeem van N. Copernicus en werd hij er meteen een fervent aanhanger van. Kepler raakte als kind geïnteresseerd in astronomie, toen zijn moeder in 1577 een beïnvloedbaar kind een heldere komeet liet zien, en later een maansverduistering in 1580.
Kepler werd als een heel zwak kind geboren. Op vierjarige leeftijd kreeg hij pokken en stierf bijna. Hij had lever- en maagproblemen en had vaak hoofdpijn. Bovendien had hij aangeboren visuele beperkingen - ernstige bijziendheid en een defect waarbij één object meervoudig lijkt te zijn (kijkend naar de maan, zag Kepler verschillende manen). Ziekten volgden hem zijn hele leven. Des te meer respect waard zijn zijn moed en standvastigheid, waardoor hij verbazingwekkend wetenschappelijk succes kon behalen en een van de makers van de moderne astronomie en natuurkunde kon worden.
1591 - Kepler gaat naar de universiteit in Tübingen - eerst aan de Faculteit der Letteren, die toen wiskunde en astronomie omvatte, en vervolgens naar de theologische faculteit. Na zijn afstuderen aan de academie in 1593, mocht Kepler, beschuldigd van het vrije denken, geen theologische carrière nastreven en kreeg hij de positie van een leraar wiskunde op school.
Aanvankelijk was Kepler van plan protestantse priester te worden, maar vanwege zijn uitstekende wiskundige vaardigheden werd hij in 1594 uitgenodigd om wiskunde te doceren aan de Universiteit van Graz.
Promotie video:
Wetenschappelijke activiteit
Kepler was 6 jaar in Graz. Daar werd in 1596 zijn eerste boek, The Mystery of the World, gepubliceerd. Daarin probeerde Kepler de geheime harmonie van het heelal te vinden, waarvoor hij de banen van 5 planeten vergeleek die op dat moment bekend waren (hij selecteerde vooral de bol van de aarde) met verschillende "platonische lichamen" (regelmatige veelvlakken). Hij presenteerde de baan van Saturnus als een cirkel (nog geen ellips) op het oppervlak van een bol, beschreven rond een kubus. Op zijn beurt werd een bal in de kubus gegraveerd, die de baan van Jupiter moest voorstellen. In deze bal was een tetraëder ingeschreven, beschreven rond de bal, die de baan van Mars voorstelt, enz.
Dit werk verloor, na verdere ontdekkingen door Kepler, zijn oorspronkelijke betekenis (al was het maar omdat de banen van de planeten niet cirkelvormig waren); niettemin geloofde Kepler in de aanwezigheid van een verborgen wiskundige harmonie van het heelal tot het einde van zijn dagen, en in 1621 publiceerde hij opnieuw "The Mystery of the World", waarbij hij er veel veranderingen en toevoegingen aan aanbracht.
1597 Kepler trouwt met de weduwe Barbara Müller von Mulek. Hun eerste twee kinderen stierven op jonge leeftijd, en hun vrouw werd ziek door epilepsie. Bovendien begon de vervolging van protestanten in het katholieke Graz. Kepler, opgenomen in de lijst van verdreven "ketters", werd gedwongen de stad te verlaten.
Kepler's Cup: een model van het zonnestelsel van vijf platonische lichamen.
Kepler in Praag. Erfgoed
1600 - hij ging naar Praag naar de beroemde astronoom Tycho Brahe, na wiens dood hij de materialen van zijn vele jaren en talrijke observaties ontving. Kepler schreef veel wetenschappelijke artikelen en artikelen. 1601 - na de dood van Brahe werd Kepler zijn opvolger in functie en na een rechtszaak met zijn familie kon Brahe de resultaten van astronomische waarnemingen erven. Tycho Brahe was een uitstekende waarnemer en heeft jarenlang een omvangrijk werk samengesteld over de waarneming van planeten en honderden sterren, terwijl de nauwkeurigheid van zijn metingen aanzienlijk hoger was dan die van al zijn voorgangers.
Aan het einde van de 16e eeuw was er in de astronomie nog steeds een strijd tussen het geocentrische systeem van Ptolemaeus (wanneer wordt aangenomen dat het centrum van het universum de aarde is) en het heliocentrische systeem van Copernicus (waarin de zon in het centrum van het universum staat). In het model van Copernicus bewegen de planeten uniform in cirkelvormige banen: wat niet consistent was met de schijnbare ongelijkheid van de planetaire beweging. Hoewel de astronomische tabellen van Copernicus oorspronkelijk nauwkeuriger waren dan de Ptolemeïsche tabellen, weken ze al snel aanzienlijk af van waarnemingen, wat de enthousiaste Copernicanen erg verbaasde en afkoelde.
Mechanica en natuurkunde
Kepler's belangrijkste werk is zijn werk "New Astronomy" (1609), gewijd aan de studie van de beweging van Mars volgens Brahe's waarnemingen en dat de eerste twee wetten van aantrekking van planeten bevat. Op basis van het Copernicaanse systeem bestudeerde Kepler in de loop van een aantal jaren zorgvuldig de gegevens van Brahe en kwam als resultaat van zorgvuldige analyse tot de conclusie dat het traject van Mars geen cirkel is, maar een ellips, in een van de brandpunten waarvan de zon zich bevindt - de positie die tegenwoordig bekend is als de eerste wet van Kepler.
Verdere analyse leidde tot de tweede wet: de straalvector die de planeet en de zon verbindt, beschrijft tegelijkertijd gelijke gebieden. Dit betekende dat hoe verder de planeet van de zon verwijderd is, hoe langzamer hij beweegt.
Bij het zoeken naar banen moest Kepler de matching-methode gebruiken. Hij rekende en rekende uit, maar er waren geen toevalligheden met waarnemingen. Eerst werd het ovaal weggegooid - een curve die bestaat uit vier cirkelvormige bogen. Ongeveer een jaar lang friemelde de wetenschapper met de "eivormige" - een eivormige figuur. Uiteindelijk kwam hij tot de conclusie: de waarheid ligt tussen de cirkel en het ovaal, alsof de baan van Mars een exacte ellips is. Maar de ellips paste pas toen Kepler de zon in haar focus plaatste.
Toen, begin 1605, kwam alles samen en viel op zijn plaats. Alle punten van de baan, berekend op basis van waarnemingen, lagen op de ellips; het kwam ook overeen met de gebiedswet. Het nieuwe bewegingsmodel wekte grote belangstelling bij Copernicaanse geleerden, hoewel ze het niet allemaal accepteerden. Galileo wees Kepleriaanse ellipsen krachtig af.
1619 - in het essay "Harmony of the World" formuleerde de wetenschapper de derde wet, die de theorie van de beweging van alle planeten verenigde tot een harmonieus geheel. De zon, die een van de brandpunten van de elliptische baan bezet, is volgens Kepler de bron van de kracht die de planeet aandrijft. Hij maakte een goede gok over het bestaan van zwaartekracht tussen de hemellichamen en legde de eb en vloed uit van de oceanen op aarde door de invloed van de maan.
De tweede wet van Kepler: de gearceerde gebieden zijn gelijk en worden in dezelfde tijd doorkruist.
Astronomie
De drie wetten van planetaire beweging die door Kepler werden ontdekt, verklaarden volledig en met een uitstekende nauwkeurigheid de schijnbare ongelijkmatigheid van deze bewegingen. In plaats van de ingewikkelde modellen van Ptolemaeus en Copernicus, die gekunstelde elementen bevatten, bevat het model van Kepler slechts één curve - een ellips. De tweede wet legde vast hoe de snelheid van de planeet verandert wanneer hij weggaat of de zon nadert, en de derde maakt het mogelijk om deze snelheid en de omwentelingsperiode rond de zon te berekenen.
1627, zomer - Johannes Kepler publiceerde na 22 jaar werken (voor zijn eigen geld) astronomische tabellen, die hij "Rudolphs" noemde ter ere van de keizer. Deze tabellen maakten het mogelijk om op elk moment de positie van de planeten voor dat tijdperk met grote nauwkeurigheid te berekenen. De vraag ernaar was enorm, aangezien alle voorgaande tabellen lang waren afgeweken van waarnemingen. De tafels van Kepler dienden astronomen en zeelieden tot het begin van de 19e eeuw.
Naast de drie wetten van Kepler bezit de wetenschapper een aantal belangrijke ontdekkingen. In het werk "Reduction of Copernicus Astronomy" (1618-1622) schetste Kepler de theorie en methoden voor het voorspellen van zons- en maansverduisteringen. Zijn onderzoek in optica (problemen van lichtbreking, astronomische breking, ontwikkeling van de theorie van telescopen) wordt gepresenteerd in de werken "Supplement to Vittelo" (1604) en "Dioptrics" (1611)
Wiskunde
De opmerkelijke wiskundige vermogens van de wetenschapper kwamen met name tot uiting in het afleiden van formules voor het bepalen van de volumes van vele revolutielichamen.
Afgelopen jaren. Dood
De laatste jaren van zijn leven bracht de wetenschapper voortdurend reizen door, deels als gevolg van politieke onrust … Dertigjarige oorlog … (ooit was hij in dienst van Wallenstein als astroloog), deels als resultaat van het proces tegen zijn moeder, die werd beschuldigd van hekserij. Johannes Kepler stierf op 15 november 1630 in Regensburg, waar hij werd begraven op de begraafplaats van St. Peter. Op zijn graf is een inscriptie aangebracht: “Mensus eram coelos nune terrae metior umbras; Mens coelestis erat, corporis umbra jacet. " Dit grafschrift, geschreven door Johannes Kepler zelf, betekent: “Voordat ik de hemel mat, nu meet ik de ondergrondse duisternis; mijn geest was een geschenk uit de hemel - en mijn lichaam, omgevormd tot een schaduw, rust. " In Regensburg werd in 1808 een monument voor hem opgericht.
A. Mudrova
