"Keplerovi zakoni" - ova fraza je poznata svima koji vole astronomiju. ko je ova osoba? Povezanost i međuzavisnost koje je objektivne stvarnosti opisao? Astronom, matematičar, teolog, filozof, najpametniji čovjek svog vremena Johannes Kepler (1571-1630) otkrio je zakone kretanja planeta u Sunčevom sistemu.
Početak putovanja
Johannes Kepler, rodom iz Weil der Stadta (Njemačka), došao je na ovaj svijet u decembru 1571. Slabo, sa slabim vidom, dijete je savladalo sve da bi pobijedilo u ovom životu. Dječakove studije su započele u Leonbergu, gdje se porodica preselila. Kasnije se preselio u naprednu instituciju, latinsku školu, da nauči osnove jezika, koje je nameravao da koristi u budućim publikacijama.
Godine 1589. završio je školu u samostanu Maulbronn u gradu Adelburgu. Godine 1591. upisao se na univerzitet u Tibingenu. Vojvode su stvorile efikasan obrazovni sistem nakon uvođenja luteranizma. Vlasti su se trudile da uz pomoć grantova i stipendija za siromašnepružiti univerzitetima kandidate koji bi mogli biti obučeni u dobro obrazovane sveštenike sposobne da brane novu vjeru u vremenima bijesnih vjerskih kontroverzi.
Tokom svog boravka u obrazovnoj ustanovi, Kepler je bio pod uticajem profesora astronomije Michaela Möstlina. Potonji je potajno dijelio Kopernikove stavove o ideji heliocentričnog (Sunce u centru) Univerzuma, iako je podučavao učenike "prema Ptolomeju" (Zemlja u centru). Duboko poznavanje ideja poljskog naučnika izazvalo je kod Keplera veliko interesovanje za astronomiju. Dakle, Kopernikova teorija je imala još jednog pristalica koji je nastojao da lično shvati zakone kretanja planeta oko Sunca.
Solarni sistem je umjetničko djelo
Začudo, onaj koji je kasnije otkrio zakone planetarnog kretanja nije sebe smatrao astronomom po vokaciji. Kepler je čitavog života vjerovao da je Sunčev sistem umjetničko djelo, preplavljeno mističnim pojavama, sanjao je da postane svećenik. Astronom je objasnio svoje interesovanje za Kopernikovu teoriju činjenicom da pre nego što izvuče zaključke iz sopstvenog istraživanja, mora proučiti različita mišljenja.
Ipak, univerzitetski nastavnici su govorili o Kepleru kao o studentu odličnog uma. Godine 1591., nakon što je magistrirao, naučnik je nastavio studije u oblasti teologije. Kada su bili blizu završetka, saznalo se da je u luteranskoj školi u Grazu preminuo profesor matematike. Univerzitet u Tibingenu preporučio je da se za ovu poziciju angažuje talentovan u svim oblastima.diplomirani odnos. Dakle, zbogom zakonima planetarnog kretanja?
U ime Boga
22-godišnji Johann nevoljko se odrekao svog prvobitnog poziva kao svećenika, ali je ipak preuzeo dužnost nastavnika matematike u Grazu. Dok je držao predavanje u svom razredu, učitelj početnik je na tabli prikazao neke geometrijske figure koje uključuju koncentrične krugove i trouglove. I odjednom mu je sinula misao da takve figure odražavaju određeni fiksni omjer između veličina dvaju kruga, pod uvjetom da je trokut jednakostraničan. Koliki je omjer površina između dva kruga? Misaoni proces je uzimao zamah.
Godinu dana kasnije, neobičan teolog je objavio svoje prvo djelo, Misterija svemira (1596). U njemu je iznio svoje kreativne poglede na tajne svemira, potkrijepljene vjerskim uvjerenjima.
Onaj koji je otkrio zakone planetarnog kretanja učinio je to u ime Boga. Otkrivajući matematički plan Univerzuma, istraživač je došao do zaključka: šest planeta je zatvoreno u sfere, između kojih se uklapa pet pravilnih poliedara. Naravno, verzija se zasnivala na "činjenici" da postoji samo 6 nebeskih tijela. Oko orbite Zemlje, Kepler je ocrtao savršeni dodekaedar i sferu koja dodiruje orbitu Marsa.
Savršeni poliedar
Oko oblasti Marsa, naučnik je prikazao tetraedar i sferu pored orbite Jupitera. U ikosaedru u orbitalnoj sferi Zemlje, sfera Venere se savršeno "uklapa". Koristeći ostatakvrste savršenih poliedara, isto je urađeno i sa ostalima. Iznenađujuće, odnosi susednih planetarnih orbita, predstavljeni u Keplerovom modelu ugnežđene sfere, poklopili su se sa proračunima Kopernika.
Otkrivajući zakone planetarnog kretanja, sveštenik matematičkog uma se prvenstveno oslanjao na božansko nadahnuće. Nije imao stvarnu osnovu za argumente. Značaj rasprave "Tajne univerzuma" leži u činjenici da je to bio prvi odlučujući korak ka priznavanju heliocentričnog sistema svijeta koji je iznio Kopernik.
Pretpostavke naspram visoke preciznosti
U septembru 1598. godine, katolički vladari su protjerali protestante u Grazu, uključujući Keplera, iz grada. Iako je Johannu dozvoljen povratak, situacija je ostala veoma napeta. U potrazi za podrškom, obratio se Tychu Braheu, matematičaru i astronomu na dvoru cara Rudolfa II. Naučnik je bio poznat po svojoj impresivnoj kolekciji planetarnih posmatranja.
Znao je za djelo "Tajna svemira". Ali kada je 1600. godine njen tvorac stigao u opservatorij Tycho, koji se nalazio izvan grada Praga, Brahe, koji se bavio visokopreciznim (u to vrijeme) istraživanjem, dočekao ga je kao autora određenog djela, ali ne kao svog kolegu.. Sukob između njih se nastavio sve do smrti danskog astrologa, koja se dogodila godinu dana kasnije. Nakon odlaska rivala u drugi svijet, Kepleru je povjereno čuvanje riznice njegovih zapažanja. Oni su uvelike pomogli istraživaču da postane onaj koji je otkrio zakone kretanjaplanete oko sunca.
Marsova staza
Brageovo najnovije istraživanje za kreiranje tabele planetarnih kretanja nije završeno. Sve nade polagale su se na naslednika. Imenovan je za carskog matematičara. Uprkos napetoj vezi sa preminulim kolegom, Kepler je bio slobodan da se bavi sopstvenim interesima u astronomiji. Odlučio je da nastavi svoja posmatranja Marsa i opiše svoju viziju orbite ove planete.
Johann je bio siguran: otvaranjem složene marsovske staze moguće je otkriti puteve kretanja svih ostalih "lutača svemira". Suprotno popularnom vjerovanju, on nije samo koristio Braheova zapažanja da bi odabrao geometrijsku figuru koja odgovara opisu. Jučerašnji teolog je svoje napore usmjerio na otkriće fizičke teorije kretanja "sestara koje žive u svemiru bez zraka", iz koje se mogu zaključiti njihove orbite. Nakon titanskog istraživačkog rada, pojavila su se tri zakona planetarnog kretanja.
Prvi zakon
I. Orbite planeta su elipse sa Suncem u jednom od žarišta.
Zakon kretanja planeta u Sunčevom sistemu utvrdio je da se planete kreću po elipsi. Pojavio se nakon osam godina proračuna koristeći bazu podataka koju je sastavio Tycho Brahe na osnovu zapažanja planetarnog kretanja zvijezde Marsa. Johann je svoj rad nazvao "Nova astronomija".
Dakle, prema prvom Keplerovom zakonu, svaka elipsa ima dvije geometrijske tačke koje se nazivaju fokusi (fokus u jednini). Ukupna udaljenost od planete do svakog od centara uvijek se zbrajaisti bez obzira na to gdje se planeta nalazi na svom putu kretanja. Važnost otkrića je da je pretpostavka da orbite nisu savršeni krugovi (kao u geocentričnoj teoriji) približila ljude preciznijem i jasnijem razumijevanju slike svijeta.
Drugi zakon
II. Linija koja povezuje planetu sa Suncem (vektor radijusa) pokriva jednaka područja u jednakim vremenskim intervalima dok se planeta kreće oko elipse.
To jest, u bilo kom vremenskom periodu, na primjer, nakon 30 dana, planeta prevlada isto područje, bez obzira koji period odaberete. Kreće se brže kako se približava Suncu i sporije kada se udaljava, ali se kreće brzinom koja se stalno mijenja dok se kreće oko svoje orbite. „Najspretnije“kretanje se uočava u perihelu (tačka najbliža Suncu), a „najsnažnije“u afelu (tačka najudaljenija od Sunca). Tako je razmišljao onaj koji je otkrio zakone planetarnog kretanja.
Treći zakon
III. Kvadrat ukupnog perioda orbitalnog vremena (T) proporcionalan je kubu prosječne udaljenosti od planete do Sunca (R).
Ovaj princip se ponekad naziva zakon harmonije. On upoređuje orbitalni vremenski period i orbitalni radijus planeta. Suština Keplerovog otkrića je sljedeća: omjer kvadrata perioda kretanja i kubova prosječnih udaljenosti od Sunca je isti za svaku planetu.
Da ponovim, Keplerovi zakoni o kretanju planeta bili su zasnovani na dugoročnim ozbiljnim zapažanjima iobrađeno matematički. Prikazujući pravilnosti, nisu otkrili uslovljenost pojava. Kasnije je čuveni otkrivač zakona univerzalne gravitacije, Newton, dokazao da je odgovor u fizičkom svojstvu tijela da se privlače jedno drugo.
Sjena mog tijela je ovdje
Uprkos svom uspjehu, Kepler je stalno patio od finansijskih problema, nedostatka vremena za istraživanje, kretao se u potrazi za mjestima gdje su njegova vjerska uvjerenja tolerirana. Nekoliko puta je pokušao da dobije profesorsko mesto u Tibingenu, ali je bio doživljen kao izdajnik, protestant, i odbijen.
Johannes Kepler umro je 15. novembra 1630. od napada akutne groznice. Sahranjen je na protestantskom groblju. U epitafu, njegov zakoniti sin je napisao: „Upotrebio sam nebesa za mjerenje. Sada moram da izmerim senke Zemlje. Iako je moja duša na nebu, senka mog tela leži ovde.”
Da, u početku, u duhu srednjovjekovnih koncepata, naučnik je vjerovao da se planete kreću zato što imaju duše, to je živa magija, a ne samo grudve materije. Kasnije je shvatio da je naučni pristup opravdaniji. Pa, svećenik i astronom, koji su otkrili zakone kretanja planeta, pošteno su išli putem uvida. Ali priznajmo sami sebi: ponekad se čini da u naučnom univerzumu ima toliko misticizma kroz i kroz!
