Le leggi di Keplero sono una frase familiare.tutti coloro che sono interessati all'astronomia. Chi è quest'uomo? La connessione e l'interdipendenza di quale realtà oggettiva ha descritto? Astronomo, matematico, teologo, filosofo, l'uomo più intelligente del suo tempo Johannes Kepler (1571-1630) scoprì le leggi del moto dei pianeti del sistema solare.
Inizio del viaggio
Johannes Kepler, originario di Weil der Stadt(Germania), è venuto in questo mondo nel dicembre 1571. Un bambino debole con una vista scarsa ha superato tutto per vincere in questa vita. Gli studi del ragazzo sono iniziati a Leonberg, dove la famiglia si è trasferita. Successivamente, si è trasferito in un'istituzione avanzata, una scuola latina, per apprendere le basi della lingua che intendeva utilizzare nelle future pubblicazioni.
Nel 1589 si diplomò alla scuola del monasteroMaulbronn nella città di Adelburg. Nel 1591 entrò all'Università di Tubinga. Un sistema educativo efficace è stato creato dai duchi sulla scia dell'introduzione del luteranesimo. Attraverso sovvenzioni e borse di studio per i poveri, le autorità hanno cercato di fornire alle università candidati da cui crescere chierici ben istruiti che potessero difendere la nuova fede in tempi di violente controversie religiose.
Durante la sua permanenza presso l'istituto scolastico Keplerè stato influenzato dal professore di astronomia Michael Möstlin. Quest'ultimo condivideva segretamente le opinioni di Copernico sull'idea di un universo eliocentrico (il sole al centro), sebbene insegnasse agli studenti "secondo Tolomeo" (la Terra al centro). La profonda conoscenza di Keplero delle idee dello scienziato polacco suscitò grande interesse per l'astronomia. Quindi la teoria di Copernico aveva un altro sostenitore che cercava di comprendere personalmente le leggi del moto dei pianeti attorno al Sole.
Il sistema solare è un'opera d'arte
Stranamente, quello che successivamente ha scopertoleggi del moto planetario, non si considerava un astronomo per vocazione. Per tutta la vita, Keplero ha creduto che il sistema solare fosse un'opera d'arte, piena di fenomeni mistici, sognava di diventare prete. L'astronomo ha spiegato il suo interesse per la teoria di Copernico dal fatto che prima di trarre conclusioni dalla propria ricerca, deve studiare opinioni diverse.
Dicevano ancora i professori universitarisu Keplero come studente con una mente eccellente. Nel 1591, dopo aver conseguito un master, lo scienziato continuò i suoi studi nel campo della teologia. Quando furono quasi completati, si seppe che un professore di matematica era morto in una scuola luterana a Graz. L'Università di Tubinga ha raccomandato di assumere un laureato di talento per questa posizione. Allora, addio alle leggi del moto planetario?
In nome di Dio
Johann, 22 anni, ha rinunciato con riluttanza al suoinizialmente chiamato a diventare sacerdote, ma ha comunque assunto le funzioni di insegnante di matematica a Graz. Durante le lezioni in classe, l'insegnante alle prime armi ha disegnato sulla lavagna alcune forme geometriche con la partecipazione di cerchi concentrici e triangoli. E improvvisamente gli venne in mente che tali figure riflettessero un certo rapporto fisso tra le dimensioni di due cerchi, a condizione che il triangolo fosse equilatero. E qual è il rapporto tra le dimensioni nell'area tra i due cerchi? Il processo di pensiero stava guadagnando slancio.
Un anno dopo, un insolito teologo pubblicò la sua prima opera, The Mystery of the Universe (1596). In esso, ha delineato le sue opinioni creative sui segreti dell'universo, supportate da credenze religiose.
Quello che ha scoperto le leggi del moto planetario fattoè nel nome di Dio. Rivelando il piano matematico dell'Universo, il ricercatore è giunto alla conclusione: sei pianeti sono racchiusi in sfere, tra le quali sono inscritti cinque poliedri regolari. Naturalmente, la versione era basata sul "fatto" che ci sono solo 6 corpi celesti. Attorno all'orbita terrestre, Keplero ha delineato un dodecaedro perfetto e una sfera tangente all'orbita di Marte.
Poliedri perfetti
Intorno alla regione di Marte, lo scienziato ha raffigurato un tetraedro euna sfera adiacente all'orbita di Giove. La sfera di Venere "si inserisce" perfettamente nell'icosaedro nella sfera orbitale della Terra. Utilizzando i restanti tipi di poliedri perfetti, lo stesso è stato fatto con il resto. Sorprendentemente, i rapporti delle orbite planetarie vicine presentate nel modello di nidificazione delle sfere di Keplero coincidevano con i calcoli di Copernico.
Alla scoperta delle leggi del moto planetario, il sacerdote conla mente matematica si basava principalmente sull'ispirazione divina. Non aveva una base reale per argomenti. Il significato del trattato "I segreti dell'Universo" sta nel fatto che è stato il primo passo decisivo verso il riconoscimento del sistema eliocentrico del mondo esposto da Copernico.
Presupposti contro alta precisione
Nel settembre 1598, protestanti a Graz, compresocompreso Keplero, furono cacciati dalla città dai governanti cattolici. Sebbene a Johann sia stato permesso di tornare, la situazione è rimasta molto tesa. In cerca di sostegno, si rivolse a Tycho Brahe, un matematico e astronomo alla corte dell'imperatore Rodolfo II. Lo scienziato era noto per la sua impressionante raccolta di osservazioni planetarie.
Conosceva l'opera "Il mistero dell'Universo".Ma quando nel 1600 il suo ideatore arrivò all'Osservatorio di Tycho, situato fuori dalla città di Praga, Brahe, che era impegnato in ricerche di alta precisione (a quel tempo), lo accolse come autore di un'opera specifica, ma non come suo collega . Il confronto tra di loro è continuato fino alla morte dell'astrologo danese, avvenuta un anno dopo. Dopo la partenza del rivale in un altro mondo, a Keplero fu affidato il compito di custodire il tesoro delle sue osservazioni. Hanno aiutato molto il ricercatore a diventare colui che ha scoperto le leggi del moto dei pianeti attorno al Sole.
Marte percorso
L'ultima ricerca di Brahe sulla tavolai movimenti planetari non furono completati. Tutte le speranze erano riposte su un successore. Fu nominato matematico imperiale. Nonostante una relazione tesa con il suo defunto collega, Keplero era libero di perseguire i propri interessi nell'astronomia. Ha deciso di continuare le sue osservazioni su Marte e descrivere la sua visione dell'orbita di questo pianeta.
Johann era sicuro:avendo scoperto un complesso percorso marziano, potrai scoprire i percorsi di movimento di tutti gli altri "vagabondi dell'Universo" Contrariamente alla credenza popolare, non si è limitato a utilizzare le osservazioni di Brahe per selezionare una figura geometrica che si adatti alla descrizione. Il teologo di ieri ha diretto gli sforzi per scoprire una teoria fisica del movimento delle "sorelle che vivono in uno spazio senz'aria" da cui si possano dedurre le loro orbite. Dopo un lavoro di ricerca titanico, sono apparse tre leggi del moto planetario.
Prima legge
I. Le orbite dei pianeti sono ellissi con il Sole in uno dei fuochi.
La legge del moto dei pianeti nel sistema solareha scoperto che i pianeti si muovono in un'ellisse. È apparso dopo otto anni di calcoli utilizzando un database compilato da Tycho Brahe basato sulle osservazioni del moto planetario della stella Marte. Johann ha chiamato il suo lavoro "New Astronomy".
Quindi, secondo la prima legge di Keplero, qualsiasiun'ellisse ha due punti geometrici chiamati fuochi (fuoco al singolare). La distanza totale dal pianeta a ciascuno dei centri viene sempre riassunta nello stesso modo, indipendentemente da dove si trova il pianeta sul percorso del suo movimento. L'importanza della scoperta è che l'ipotesi che le orbite non siano cerchi ideali (come nella teoria geocentrica) ha avvicinato le persone a una comprensione più precisa e chiara dell'immagine del mondo.
Seconda legge
II. La linea che collega il pianeta con il Sole (raggio vettore) supera aree uguali a intervalli di tempo uguali, mentre il pianeta si muove attorno all'ellisse.
Cioè, in qualsiasi intervallo di tempo, ad esempio,dopo 30 giorni, il pianeta copre la stessa area, indipendentemente dal periodo scelto. Si muove più velocemente quando si avvicina al Sole e più lentamente quando si allontana, ma si muove a una velocità in continua evoluzione mentre si muove intorno alla sua orbita. Il movimento più "agile" si osserva al perielio (punto più vicino al Sole) e la più "legge di potenza" - all'afelio (punto più lontano dal Sole). Così giudicato colui che ha scoperto le leggi del moto planetario.
Terza legge
III. Il quadrato del tempo orbitale totale (T) è proporzionale al cubo della distanza media dal pianeta al Sole (R).
Questo principio è talvolta chiamato legge dell'armonia.Confronta il periodo di tempo orbitale e il raggio delle orbite dei pianeti. L'essenza della scoperta di Keplero è la seguente: il rapporto tra i quadrati dei periodi di moto e i cubi delle distanze medie dal Sole è lo stesso per ogni pianeta.
Ripetiamo, le leggi del moto dei pianeti di Keplero eranobasato su osservazioni serie a lungo termine ed elaborato matematicamente. Durante la visualizzazione di modelli, non hanno rivelato il condizionamento dei fenomeni. In seguito, il famoso scopritore della legge di gravitazione universale, Newton, dimostrò che la risposta stava nella proprietà fisica dei corpi di essere attratti gli uni dagli altri.
L'ombra del mio corpo è qui
Nonostante il suo successo, Keplero ha sofferto costantementeguai finanziari, mancanza di tempo per la ricerca, viaggi alla ricerca di luoghi dove siano tolleranti nei confronti delle sue convinzioni religiose. Diverse volte ha cercato di ottenere una posizione di insegnante a Tubinga, ma è stato percepito come un traditore, un protestante ed è stato rifiutato.
Johannes Kepler morì il 15 novembre 1630 daun attacco di febbre acuta. Sepolto in un cimitero protestante. Nell'epitaffio, il figlio legittimo ha scritto: “Ho usato il cielo per misurare. Ora devo misurare le ombre della Terra. Nonostante il fatto che la mia anima sia in paradiso, l'ombra del mio corpo giace qui ".
Sì, originariamente nello spirito dei concetti medievalilo scienziato credeva che i pianeti si muovessero perché hanno un'anima, questa è magia vivente e non solo grumi di materia. Successivamente, si è reso conto che l'approccio scientifico è più giustificato. Ebbene, il sacerdote e astronomo, che ha scoperto le leggi del moto planetario, ha camminato onestamente sulla via dell'intuizione. Ma ammettiamo a noi stessi: a volte sembra che ci sia così tanto misticismo nell'Universo completamente scientifico!
