"Hukum Kepler" - frasa ini biasa kepada semua orang yang menggemari astronomi. Siapakah orang ini? Perkaitan dan saling bergantung antara realiti objektif apakah yang beliau huraikan? Ahli astronomi, ahli matematik, ahli teologi, ahli falsafah, orang paling bijak pada zamannya Johannes Kepler (1571-1630) menemui undang-undang pergerakan planet dalam sistem suria.
Permulaan perjalanan
Johannes Kepler, yang berasal dari Weil der Stadt (Jerman), datang ke dunia ini pada Disember 1571. Lemah, dengan penglihatan yang lemah, kanak-kanak itu mengatasi segala-galanya untuk menang dalam hidup ini. Pelajaran budak lelaki itu bermula di Leonberg, tempat keluarga itu berpindah. Kemudian, dia berpindah ke institusi lanjutan, sebuah sekolah Latin, untuk mempelajari asas-asas bahasa itu, yang dia ingin gunakan dalam penerbitan akan datang.
Pada tahun 1589 beliau lulus dari sekolah di biara Maulbronn di bandar Adelburg. Pada tahun 1591 beliau memasuki universiti di Tübingen. Sistem pendidikan yang berkesan telah dicipta oleh para duke berikutan pengenalan Lutheranisme. Dengan bantuan geran dan biasiswa untuk golongan miskin, pihak berkuasa berusahauntuk menyediakan universiti dengan pemohon yang boleh dilatih menjadi ulama yang berpendidikan tinggi yang mampu mempertahankan kepercayaan baharu pada masa kontroversi agama yang memuncak.
Semasa berada di institusi pendidikan, Kepler berada di bawah pengaruh Profesor Astronomi Michael Möstlin. Yang terakhir secara rahsia berkongsi pandangan Copernicus mengenai idea Alam Semesta heliosentrik (Matahari di tengah), walaupun dia mengajar pelajar "menurut Ptolemy" (Bumi di tengah). Pengetahuan mendalam tentang idea-idea saintis Poland membangkitkan minat yang besar dalam astronomi di Kepler. Jadi teori Copernicus mempunyai penyokong lain yang berusaha untuk memahami secara peribadi undang-undang pergerakan planet mengelilingi Matahari.
Sistem suria ialah karya seni
Anehnya, orang yang kemudiannya menemui undang-undang pergerakan planet tidak menganggap dirinya seorang ahli astronomi melalui panggilan. Sepanjang hidupnya, Kepler percaya bahawa sistem suria adalah karya seni, dilimpahi dengan fenomena mistik, dia bermimpi untuk menjadi seorang imam. Ahli astronomi menjelaskan minatnya dalam teori Copernicus dengan fakta bahawa sebelum membuat kesimpulan daripada penyelidikannya sendiri, dia mesti mengkaji pendapat yang berbeza.
Namun begitu, guru universiti bercakap tentang Kepler sebagai seorang pelajar yang mempunyai fikiran yang cemerlang. Pada tahun 1591, setelah menerima ijazah sarjana, saintis itu meneruskan pengajiannya dalam bidang teologi. Apabila mereka hampir selesai, diketahui bahawa seorang profesor matematik telah meninggal dunia di sekolah Lutheran di Graz. Universiti Tübingen mengesyorkan agar seorang yang berbakat dalam semua bidang diambil untuk jawatan ini.hubungan siswazah. Jadi, selamat tinggal kepada undang-undang pergerakan planet?
Dengan nama Tuhan
22 tahun Johann dengan berat hati melepaskan panggilan asalnya sebagai imam, tetapi bagaimanapun mengambil tugas sebagai guru matematik di Graz. Semasa bersyarah di dalam kelasnya, guru novis itu menggambarkan di papan hitam beberapa rajah geometri yang melibatkan bulatan sepusat dan segi tiga. Dan tiba-tiba dia terfikir bahawa angka tersebut mencerminkan nisbah tetap tertentu antara saiz dua bulatan, dengan syarat bahawa segi tiga itu adalah sama sisi. Berapakah nisbah luas antara dua bulatan itu? Proses pemikiran semakin rancak.
Setahun kemudian, seorang ahli teologi yang luar biasa menerbitkan karya pertamanya, The Mystery of the Universe (1596). Di dalamnya, dia menggariskan pandangan kreatifnya tentang rahsia alam semesta, disokong oleh kepercayaan agama.
Dia yang menemui undang-undang pergerakan planet melakukannya atas nama Tuhan. Mendedahkan rancangan matematik Alam Semesta, penyelidik membuat kesimpulan: enam planet tertutup dalam sfera, di antaranya lima polyhedra biasa sesuai. Sudah tentu, versi itu berdasarkan "fakta" bahawa terdapat hanya 6 badan angkasa. Di sekeliling orbit Bumi, Kepler menggariskan dodekahedron yang sempurna dan sfera yang menyentuh orbit Marikh.
Polihedra yang sempurna
Di sekitar kawasan Marikh, saintis itu menggambarkan tetrahedron dan sfera bersebelahan dengan orbit Musytari. Dalam icosahedron dalam sfera orbit Bumi, sfera Venus "sesuai" dengan sempurna. Menggunakan selebihnyajenis polyhedra yang sempurna, perkara yang sama dilakukan dengan yang lain. Anehnya, nisbah orbit planet jiran, yang dibentangkan dalam model sfera bersarang Kepler, bertepatan dengan pengiraan Copernicus.
Menemui undang-undang pergerakan planet, imam yang mempunyai minda matematik bergantung terutamanya pada ilham ilahi. Dia tidak mempunyai asas sebenar untuk hujah. Kepentingan risalah "Rahsia Alam Semesta" terletak pada fakta bahawa ia adalah langkah penentu pertama ke arah pengiktirafan sistem heliosentrik dunia yang ditetapkan oleh Copernicus.
Andaian vs ketepatan tinggi
Pada September 1598, orang Protestan di Graz, termasuk Kepler, telah dipaksa keluar dari kota oleh pemerintah Katolik. Walaupun Johann dibenarkan pulang, keadaan tetap sangat tegang. Untuk mencari sokongan, dia berpaling kepada Tycho Brahe, seorang ahli matematik dan ahli astronomi di mahkamah Maharaja Rudolph II. Saintis itu terkenal dengan koleksi pemerhatian planet yang mengagumkan.
Dia tahu tentang karya "Rahsia Alam Semesta". Tetapi apabila pada tahun 1600 penciptanya tiba di Balai Cerap Tycho, yang terletak di luar bandar Prague, Brahe, yang terlibat dalam penyelidikan ketepatan tinggi (pada masa itu), mengalu-alukannya sebagai pengarang karya tertentu, tetapi bukan sebagai rakan sekerjanya.. Konfrontasi antara mereka berterusan sehingga kematian ahli nujum Denmark, yang berlaku setahun kemudian. Selepas pemergian saingan itu ke dunia lain, Kepler telah diamanahkan untuk menjaga perbendaharaan pemerhatiannya. Mereka banyak membantu penyelidik untuk menjadi orang yang menemui undang-undang gerakanplanet mengelilingi matahari.
Laluan Marikh
Penyelidikan terbaru Brage untuk mencipta jadual pergerakan planet belum selesai. Segala harapan disandarkan kepada pengganti. Dia dilantik sebagai ahli matematik empayar. Walaupun hubungan tegang dengan rakan sekerja yang telah meninggal dunia, Kepler bebas untuk meneruskan minatnya sendiri dalam astronomi. Dia memutuskan untuk meneruskan pemerhatian terhadap Marikh dan menerangkan penglihatannya sendiri tentang orbit planet ini.
Johann yakin: dengan membuka laluan Marikh yang kompleks, adalah mungkin untuk mendedahkan laluan pergerakan semua "pengembara Alam Semesta" yang lain. Bertentangan dengan kepercayaan popular, dia tidak hanya menggunakan pemerhatian Brahe untuk memilih angka geometri yang sesuai dengan penerangan. Ahli teologi semalam mengarahkan usahanya kepada penemuan teori fizikal pergerakan "saudara perempuan yang tinggal di angkasa lepas", dari mana orbit mereka boleh disimpulkan. Selepas kerja penyelidikan raksasa, tiga undang-undang pergerakan planet muncul.
Undang-undang Pertama
Saya. Orbit planet adalah elips dengan Matahari pada salah satu fokus.
Undang-undang pergerakan planet dalam sistem suria menetapkan bahawa planet-planet bergerak dalam bentuk elips. Ia muncul selepas lapan tahun pengiraan menggunakan pangkalan data yang disusun oleh Tycho Brahe berdasarkan pemerhatian pergerakan planet Bintang Marikh. Johann menamakan karyanya "Astronomi Baru".
Jadi, menurut Hukum pertama Kepler, mana-mana elips mempunyai dua titik geometri yang dipanggil fokus (fokus dalam bentuk tunggal). Jumlah jarak dari planet ke setiap pusat sentiasa disimpulkansama tanpa mengira di mana planet berada dalam laluan pergerakannya. Kepentingan penemuan itu ialah andaian bahawa orbit bukanlah bulatan sempurna (seperti dalam teori geosentrik) membawa orang lebih dekat kepada pemahaman yang lebih tepat dan jelas tentang gambaran dunia.
Undang-undang Kedua
II. Garisan yang menghubungkan planet dengan Matahari (vektor jejari) meliputi kawasan yang sama dalam selang masa yang sama manakala planet itu bergerak mengelilingi elips.
Iaitu, dalam mana-mana tempoh masa, contohnya, selepas 30 hari, planet ini mengatasi kawasan yang sama, tidak kira tempoh yang anda pilih. Ia bergerak lebih pantas apabila ia menghampiri Matahari dan lebih perlahan apabila ia menjauh, tetapi ia bergerak pada kelajuan yang sentiasa berubah apabila ia bergerak mengelilingi orbitnya. Pergerakan yang paling "lincah" diperhatikan pada perihelion (titik paling dekat dengan Matahari) dan yang paling "berkuasa" pada aphelion (titik paling jauh dari Matahari). Jadi beralasan orang yang menemui undang-undang pergerakan planet.
Undang-undang Ketiga
III. Kuasa dua jumlah tempoh masa orbit (T) adalah berkadar dengan kubus jarak purata dari planet ke Matahari (R).
Prinsip ini kadangkala dipanggil hukum keharmonian. Ia membandingkan tempoh masa orbit dan jejari orbit planet. Intipati penemuan Kepler adalah seperti berikut: nisbah kuasa dua tempoh pergerakan dan kiub jarak purata dari Matahari adalah sama untuk setiap planet.
Untuk mengulangi, undang-undang pergerakan planet Kepler adalah berdasarkan pemerhatian serius jangka panjang dandiproses secara matematik. Memaparkan keteraturan, mereka tidak mendedahkan syarat fenomena. Kemudian, penemu terkenal hukum graviti sejagat, Newton, membuktikan bahawa jawapannya terletak pada sifat fizikal jasad untuk menarik antara satu sama lain.
Bayang tubuh saya ada di sini
Walaupun kejayaannya, Kepler sentiasa mengalami masalah kewangan, kekurangan masa untuk penyelidikan, bergerak mencari tempat di mana kepercayaan agamanya diterima. Beberapa kali dia cuba mendapatkan jawatan pengajar di Tübingen, tetapi dianggap sebagai pengkhianat, seorang Protestan, dan ditolak.
Johannes Kepler meninggal dunia pada 15 November 1630 akibat serangan demam akut. Dia dikebumikan di tanah perkuburan Protestan. Dalam epitaph, anak lelakinya yang sah menulis: “Saya menggunakan langit untuk mengukur. Sekarang saya perlu mengukur bayang-bayang Bumi. Walaupun jiwaku berada di syurga, bayang-bayang jasadku terletak di sini.”
Ya, pada mulanya, dalam semangat konsep zaman pertengahan, saintis percaya bahawa planet-planet bergerak kerana mereka mempunyai jiwa, ini adalah sihir hidup, dan bukan hanya ketulan bahan. Kemudian, dia menyedari bahawa pendekatan saintifik adalah lebih wajar. Nah, imam dan ahli astronomi, yang menemui undang-undang pergerakan planet, dengan jujur menempuh jalan wawasan. Tetapi mari kita mengakuinya kepada diri kita sendiri: kadangkala nampaknya terdapat begitu banyak mistik dalam Alam Semesta saintifik melalui dan melalui!
