Tko je otkrio zakone planetarnog kretanja?

"Zakoni Keplera" - ovaj izraz je poznat svima koji vole astronomiju. Tko je taj čovjek? Odnos i međuzavisnost onoga objektivne stvarnosti koju je opisao? Astronom, matematičar, teolog, filozof, pametniji čovjek svog vremena Johannes Kepler

Početak putovanja

Johannes Kepler, rodom iz Weil der Stadt (Njemačka), došao je na ovaj svijet u prosincu 1571. Slabo, slabo vidljivo dijete je nadvladalo sve kako bi pobijedila u ovom životu. Dječakove studije započele su u Leonbergu, gdje se obitelj preselila. Kasnije se preselio u ustanovu povišenog tipa - latinske škole koja je naučila osnove jezika koji je namjeravao koristiti u budućim izdanjima.

U 1589 diplomirao je iz škole u samostanu Maulbronn u gradu Adelburgu. Godine 1591. upisuje Sveučilište u Tübingenu. Dukci su stvorili djelotvoran obrazovni sustav uslijed uvođenja luteranizma. Uz pomoć bespovratnih sredstava i stipendija za siromašne, vlasti su pokušale osigurati sveučilišta s podnositeljima zahtjeva, od kojih je bilo moguće educirati dobro obrazovane svećenike koji su u mogućnosti braniti novu vjeru u vrijeme bijesnih religijskih sporova.

Tijekom boravka u obrazovnoj instituciji Kepler je pod utjecajem profesora astronomije Michaela Meestlina. Potonji je potajno podijelio Kopernikove stavove o ideji heliocentričnog (Sun u središtu) svemira, premda je učio učenike "prema Ptolomeji" (Zemlja u središtu). Duboko poznavanje ideja poljskog znanstvenika izazvao je Kepleru veliko zanimanje za astronomiju. Dakle, teorija Kopernika imala je drugu podupiratelja koji su osobno tražili da shvate zakone planetarnog kretanja oko Sunca.

Sunčev sustav je umjetničko djelo

Ironično, onaj tko je naknadno otkrio zakone planetarnog gibanja nije se smatrao astronomom po pozivu. Tijekom svog života Kepler je vjerovao da je solarni sustav - umjetničko djelo, pun mističnih pojava, sanjala da će postati svećenik. Njegov interes za Kopernikovu teoriju objašnjava astronom po činjenici da mora proučavati različita mišljenja prije nego što izvuče zaključke iz vlastitog istraživanja.

Ipak, sveučilišni profesori govorili su o Kepleru kao studentu s izvrsnim umom. Godine 1591., nakon što stekne magisterij, znanstvenik je nastavio studij u području teologije. Kad su bili blizu završetka, postalo je poznato da je profesor matematike umro u luteranskoj školi u Grazu. Sveučilište u Tubingu preporučilo je da na tom položaju bude talentiran u svakom pogledu diplomanata. Znači, oprostite zakonima planetarnog gibanja?

U ime Boga

22-godišnji Johann je nevoljko napustio svoj izvorni poziv da bude svećenik, ali je ipak preuzeo dužnosti učitelja matematike u Grazu. Dok je predavao u svojoj klasi, učiteljica na početku imenovala je na ploči neke geometrijske figure uz sudjelovanje koncentričnih krugova i trokuta. Odjednom je bio zbunjen idejom da takve brojke odražavaju određeni fiksni omjer između veličina dva kruga, pod uvjetom da je trokut jednakostraničan. Koji je omjer veličina na području između dva kruga? Misaoni proces je dobivao zamah.

Godinu dana kasnije, neobični teolog objavio je svoj prvi djelo "Misterija svemira" (1596). U njemu je predstavio svoje kreativne stavove o tajnama svemira, potpomognutih vjerskim uvjerenjima.

Onaj tko je otkrio zakone planetarnog kretanja je to učinio u ime Boga. Proširući matematički plan svemira, istraživač je došao do zaključka: šest planeta zatvoreno je u sferama između kojih pet redovita polyhedra. Naravno, verzija se temeljila na "činjenici" da postoji samo šest nebeskih tijela. Oko orbite Zemlje, Kepler je iznio idealan dodekaedar i kuglu koja dodiruje orbitu Marsa.

Savršena poliedra

Oko područja Marsa, znanstvenik je prikazao tetraedar i kuglu koja se nalazila uz orbitu Jupitera. U icosaedru u orbitalnoj sferi Zemlje, sfera Venere savršeno je "uklopljena". Koristeći preostale vrste savršene poliedre, to je učinjeno s ostatkom. Nevjerojatno je, ali omjeri susjednih planetarnih orbita predstavljenih u ugniježđenom modelu Keplerovih sfera podudaraju se s izračunima Kopernika.

Otkrivajući zakone planetarnog gibanja, svećenik s matematičkim umom oslanjao se prvenstveno na božansku nadahnuću. Nije imao prave osnove za argumente. Značenje rasprave "Tajne Svemira" jest da je ovo bio prvi odlučujući korak ka prepoznavanju heliocentrične sustav mira, koji je postavio Kopernik.

Pretpostavke protiv visoke točnosti

U rujnu 1598. protestanti u Grazu, uključujući i Keplera, izvučeni su iz katoličkih vladara. Iako je Johannu dopušteno da se vrati, situacija je ostala vrlo napeta. U potrazi za potporom, okrenuo se Tycho Brahe - matematici i astronomu na dvoru cara Rudolpha II. Znanstvenik je poznat po svojoj impresivnoj zbirci planetarnih promatranja.

Znao je o radu "Misterija svemira". No, kada je 1600. godine njegov kreator stigao u Quiet Observatory koji se nalazi izvan grada Praga, Braga, koji se bavio visoko preciznom (tada određenom) istraživanju, pozdravio ga je kao autor nekog posla, ali ne kao njegov kolega. Sukob između njih nastavio je do smrti danskog astrologa, koji se dogodio u jednoj godini. Nakon što je protivnik napustio svijet, Kepleru mu je povjereno da čuva riznicu svojih promatranja. Oni su jako pomogli znanstveniku da postane onaj koji je otkrio zakone planetarnog gibanja oko Sunca.

Put Marsa

Nedavne studije Braga o stvaranju tablice planetarnog gibanja nisu dovršene. Sve nade stavljene su na nasljednika. Postao je carski matematičar. Unatoč napetim odnosima sa svojim pokojnim kolegom, Kepler je bio slobodan nastaviti svoje interese u astronomiji. Odlučio je nastaviti svoja zapažanja o Marsu i opisati svoju viziju o orbiti ovog planeta.

Johann je bio siguran: nakon što je otkrio složen Marsov način, može se otkriti put kretanja svih ostalih "lutalica Svemira". Suprotno popularnim uvjerenjima, on nije samo koristio Bragaova zapažanja za odabir geometrijske figure koja odgovara opisu. Jučerašnji teolog usmjerio je napore na otkriće fizičke teorije gibanja "sestara koji žive u prostoru bez zraka", odakle se njihova orbita može zaključiti. Nakon titanskih istraživanja, pojavila su se tri zakona planetarnog gibanja.

Prvi zakon

I. Orbita planeta su elipse s Suncem u jednom od fokusa.

Zakon kretanja planeta u Sunčevom sustavu utvrdio je da se planeti kreću duž elipse. Pojavio se nakon osam godina izračuna pomoću baze kojeg je sastavio Tycho Brahe na temelju promatranja planetarnog gibanja Marijinog zvijezda. Johann je nazvao njegov rad "Nova astronomija".

Dakle, prema prvom Keplerovom zakonu, svaka elipsa ima dvije geometrijske točke, nazvane fokusi (singularni fokus). Ukupna udaljenost od planeta do svakog od fokusa uvijek se zbraja jednako, bez obzira na to gdje je planet na putu njezina kretanja. Važnost otkrića je da je pretpostavka da orbite nisu savršeni krugovi (kao u geocentričnom teoriji) dovesti ljude do točnije i jasnije razumijevanje slike svijeta.

Drugi zakon

II. Crta koja povezuje planet sa Suncem (radijus vektor) nadilazi jednaka područja u jednakim vremenskim intervalima, dok se planet kreće oko elipse.

To jest, u bilo kojem vremenskom intervalu, primjerice, za 30 dana, planet prevladava isto područje, bez obzira na to koje razdoblje odaberete. Brže se kreće prilikom približavanja Suncu i sporije kada se uklanja, ali dolazi s brzinom koja se mijenja, kada se kreće oko svoje orbite. Najviše "pametan" pokret promatra se u perihelionu (najbližoj točki prema Suncu) i najzaslužnijeg pokreta u aphelionu (najdalje od Sunca). Zato je razmišljao o onome tko je otkrio zakone pokreta planeta.

Treći zakon

III. Kvadrat ukupnog razdoblja orbitalne revolucije (T) proporcionalan je kocki prosječne udaljenosti od planeta do Sunca (R).

Ovo načelo ponekad se zove zakon sklada. Uspoređuje orbitalni vremenski period i polumjer orbite planeta. Bit Keplerovog otkrića leži u sljedećem: omjer kvadrata perioda kretanja i kockica prosječnih udaljenosti od Sunca isti je za svaki planet.

Ponavljamo, zakoni pokreta planeta Keplera temelje se na dugoročnim ozbiljnim promatranjima i matematički obrađenim. U prikazivanju uzoraka, nisu otkrili kondicioniranje pojava. Kasnije, poznati otkrivač zakona univerzalne gravitacije Newton dokazao je da je zagonetka prekrivena fizičkim svojstvom tijela privučenih jedni drugima.

Sjena mojeg tijela je ovdje

Unatoč uspjehu, Kepler je stalno patio od financijskih problema, nedostatka vremena za istraživanje, putovanja u potragu za mjestima gdje je tolerirao svoje vjerske uvjerenja. Nekoliko je puta pokušao dobiti mjesto učenja u Tübingenu, ali se percipirao kao izdajnik, protestant i odbijen.

Johannes Kepler umro je 15. studenog 1630. godine od napada akutne groznice. Pokopan je na protestantskom groblju. U natpisu, njegov zakonit sin pisao je: "Morao sam mjeriti nebo. Sada moram mjeriti sjene Zemlje. Unatoč činjenici da je moja duša na nebu, ovdje leži sjena mojega tijela. "

Da, u početku u duhu srednjovjekovnih pojmova, znanstvenik je vjerovao da se planeti kreću jer imaju duše, to je živa magija, a ne samo grube materije. Kasnije je shvatio da je znanstveni pristup opravdaniji. Pa, svećenik i astronom, koji su otkrili zakone planetarnog gibanja, iskreno su prolazili kroz put uvida. No, priznajemo sebi: ponekad se čini da postoji toliko mnogo mistika u cijelom znanstvenom svemiru!