Johannes Kepler - yeteneğin zor kaderi. Johannes Kepler biyografisi Johannes Kepler ilginç gerçekler

Kepler çok uzun ve çok zor bir hayat yaşamadı. Buna rağmen bilimi, yalnızca parlak içgörüler değil, aynı zamanda ölçeği bugün hala şaşırtıcı olan uzun yıllar süren meşakkatli çalışmalar gerektiren çarpıcı başarılarla zenginleştirdi.

Johannes Kepler - dünyada ilk! - tüm gezegenlerin güneşten gelen kuvvete maruz kaldığı ve bunun onları yörüngelerde hareket etmeye zorladığı sonucuna varıldı.

Alexey Levin

BM Genel Kurulu'nun kararıyla, gök cisimlerinin teleskoplarla incelenmesinin 400. yıldönümü onuruna 2009 yılı Uluslararası Astronomi Yılı oldu. Ancak 1609, bilim tarihine başka bir büyük olay getirdi: Johannes Kepler, gezegen hareketinin iki yasasını özetleyen ve şimdi kendi adını taşıyan bir inceleme yayınladı (üçüncü ve son yasa on yıl sonra basıldı). Yani bu yıl astronomi için çifte yıldönümü yılı.

27 Aralık 1571'de Stuttgart yakınlarındaki Weil kasabasında doğan Kepler'in çocukluğuna bulutsuz denemez. Aile iyi yaşamıyordu ve ayrıca, yabancı ordularda defalarca kara sknecht'i olarak işe alınan ve Hans sadece 16 yaşındayken sonsuza kadar ortadan kaybolan babası olmadan pratikte büyüdü. Çocuklar, köy oteli sahibinin kızı olan kavgacı, huysuz ve tamamen eğitimsiz anneleri Katarina tarafından büyütüldü. Hans'ın önünde tamamen sıradan bir hayat vardı ama kader aksini kararlaştırdı. Çocuk hastalıklardan (çiçek hastalığı, hazımsızlık, migren) muzdaripti ve fiziksel çalışmaya uygun değildi. Ama kafası mükemmel çalışıyordu. Hans, yedi yaşındayken bir Alman ilkokuluna girdi ve oradan bir Latin okuluna transfer oldu. 13 yaşındayken manevi eğitime erişimin yolunu açan rekabetçi bir sınavı geçti. Genç adam birinci ve ikinci düzey ilahiyat okullarından parlak bir şekilde mezun oldu ve 1589 sonbaharında Tübingen Üniversitesi'nde öğrenci oldu.


Elbette bugün Kepler'in güneş sisteminin oranlarını düzenli çokyüzlüler kullanarak açıklama çabaları gülümsemeye neden oldu, ancak bilim adamı onun haklı olduğuna inanıyordu. Evet ve bunun bir nedeni vardı. Kopernik'e göre Merkür'den Satürn'e kadar olan gezegen yörüngelerinin yarıçapları 0,38:0,72:1,00:1,52:5,2:9,2 oranındadır (Dünyanın yörüngesinin yarıçapı bir olarak alınır). Keplerian modeline dayanan hesaplamalar da oldukça benzer oranlar veriyor: 0,42:0,76:1,00:1,44:5,3:9,2. Farklılıklar var ama nispeten küçük. Kepler'in birinci yasası (Elips Yasası). Güneş sistemindeki her gezegen, odak noktalarından birinde Güneş olmak üzere bir elips şeklinde döner. Kepler'in ikinci yasası (Alanlar Yasası). Her gezegen Güneş'in merkezinden geçen bir düzlemde hareket eder ve Güneş ile gezegeni birbirine bağlayan yarıçap vektörü eşit zamanlarda eşit alanlı sektörleri tarar. Kepler'in Üçüncü Yasası (Harmonik Yasası). Gezegenlerin Güneş etrafındaki dönüş periyotlarının kareleri, gezegenlerin yörüngelerinin yarı büyük eksenlerinin küpleriyle ilişkilidir.

Kepler Tübingen'de yaklaşık beş yıl geçirdi. İki yıl içinde Liberal Sanatlar Fakültesi'nde bir dersi tamamladı ve yüksek lisans derecesi aldı. Akıl hocalarından biri, astronomi üzerine oldukça ünlü bir ders kitabının yazarı ve Kopernik'in sadık bir takipçisi olan Michel Möstlin'di. Möstlin'in önderliğinde Kepler, Yunan geometrisi, aritmetik, trigonometri ve cebirin temelleri üzerine çalışmalar yaptı. Aynı zamanda Ptolemaik ve Kopernik kozmolojisinin inceliklerini de kavradı ve güneş merkezli sistemin sadık bir destekçisi oldu. Ancak genç adam bilim okumayı düşünmedi ve 1591 yılında girdiği İlahiyat Fakültesi'nde eğitimine devam edecekti. Bundan önce, üniversite senatosu Weil şehir yetkililerinden Kepler'e kalan öğrenim süresi boyunca burs vermelerini istemişti. Profesörler, "Genç Kepler öyle olağanüstü bir zihne sahip ki ondan olağanüstü başarılar beklenebilir" diye yazdı.

Ancak Kepler'in manevi kariyerinin gerçekleşmesi kaderinde yoktu. 13 Mart 1594'te en iyi mezun olarak, Lutheran okulunda ölen matematik öğretmeninin yerini acilen alması için Avusturya'nın Graz şehrine gönderildi.

Hollandalı borular

Kepler Graz'a yerleşti ve yeni mesleğiyle yüzleşti. Her şey onun iyi eğitimli ama yine de bir taşra okulunda oldukça sıradan bir öğretmen olarak kalacağı noktaya gidiyordu. Neyse ki dünya bilimi için kader aksini kararlaştırdı. 19 Temmuz 1595'te Kepler'in hayatını kökten değiştiren ve onu fizik ve astronomi alanında büyük keşiflerin yoluna sokan bir olay meydana geldi.


Her şey Kepler'in Jüpiter ve Satürn'ün gök küresindeki hareketini açıkladığı bir dersle başladı. Her 20 yılda bir, bu gezegenler zodyak takımyıldızlarının kuşağında bir araya gelir - Jüpiter, Satürn'ü yakalar ve sonra ilerler (bu toplantılar 1563 ve 1583'te gerçekleşti ve 1603, 1623 ve 1643'te gerçekleşmesi gerekiyordu). Çok eski zamanlardan beri, gökbilimciler ve astrologlar, bu tür yakınlaşma bölgelerinin her seferinde zodyak bölgesinde tam dairenin üçte birinden biraz daha az bir oranda değiştiğini fark etmişlerdir. Kepler bir tahta üzerine bir daire çizdi, 12 burç takımyıldızını eşit mesafelere yerleştirdi ve 1583'ten başlayarak Jüpiter ve Satürn'ün birkaç yaklaşımını kaydetti.

Ve olan da buydu. Birbirini takip eden üç yaklaşımı bölümlerle birleştirirseniz, burç dairesine yazılan düzenli bir üçgen elde edersiniz. Bu işlemin tekrarlanması, yalnızca hafifçe döndürülmüş aynı üçgeni üretir (çünkü ofset hala 120 dereceye ulaşmaz). Daha fazla devam edersek, ortaya çıkan tüm üçgenlerin kenarlarının orta noktaları, içine yazıldıkları dairenin yarıçapının yarısı kadar bir daire çizecektir. Sonra Kepler'in aklına geldi. Kopernik'in "Gök Kürelerinin Dönüşü Üzerine" adlı kitabına göre Satürn'ün yörünge yarıçapının Jüpiter'inkinden yaklaşık 1,75 kat daha büyük olduğunu biliyordu. Ve bu değer, dış ve iç dairelerin yarıçaplarının oranı olan 2:1'e tesadüf sayılmayacak kadar yakındır. Peki ya gezegen yörüngelerinin parametreleri arasındaki ilişkiler belirli geometrik nesnelerin özellikleri tarafından belirleniyorsa? Kepler daha sonra bu içgörünün onu kelimelerle ifade edilemeyecek bir keyif durumuna getirdiğini hatırladı.


Bu sadece bir başlangıçtı. Kepler, gezegen sisteminin yapısını düz şekiller yardımıyla anlamanın imkansız olduğunu, hacimsel cisimlere ihtiyaç duyulduğunu hemen fark etti. Eski matematikçiler bile beş düzgün çokyüzlüyü biliyorlardı: tetrahedron, altı kenarlı küp, oktahedron, 12 kenarlı dodekahedron ve 20 kenarlı ikosahedron. Kepler bunların hem gezegen sayısını (o zamanlar bilinen yalnızca altı tane vardı!) hem de yörünge parametrelerini belirleyen bir yapıya uyduklarına karar verdi. Bunlar, beşi yazılı çokyüzlüler içeren altı eşmerkezli küredir. İlk dış küre Satürn'ün yörüngesine karşılık gelir. İçine bir küp gömülüdür ve içine ikinci bir küre, Jüpiter'in küresi gömülüdür. Mars küresinin bulunduğu bu kürenin içine bir tetrahedron yazılmıştır. Sistemin merkezine doğru ilerleyerek, Dünya'nın yazılı küresini içeren bir dodekahedron, Venüs küresini içeren bir ikosahedron ve son olarak Merkür küresini içeren bir oktahedronla kesişeceğiz. Yazılı cisimler içermez ve Güneş merkezindedir.

Daha Ekim ayında Kepler, sisteminin ana hatlarını çizen bir kitap yazmaya başladı. Bu çalışma birkaç ay boyunca Tübingen'de basıldı ve nihayet Mart 1597'de ciltlendi. En uzun başlığı genellikle kısaltılmış haliyle verilir: Mysterium kozmografikum - “Evrenin Gizemi.”


1611 yılında Johannes Kepler, göz merceğindeki ıraksak merceği yakınsak mercekle değiştirerek teleskopu geliştirdi. Bu, görüş alanını ve gözbebeği rahatlamasını artırmayı mümkün kıldı, ancak Kepler sistemi ters bir görüntü veriyor. Sonraki kırılma teleskoplarının neredeyse tamamı Kepler sistemine göre inşa edildi. Kepler teleskopunun avantajı özellikle ölçüm ölçeğinin yerleştirilebileceği düzlemde gerçek bir ara görüntüye sahip olmasıdır.

Kepler monografiyi önde gelen birçok gökbilimciye bizzat gönderdi. Kopyalardan biri, üçüncü şahıslar aracılığıyla, Padua Üniversitesi'ndeki pek tanınmayan matematik profesörü Galileo Galilei'ye geldi ve o da buna çok dostane bir mektupla yanıt verdi (ancak, çoğunlukla Kopernik'in teorisinin kabul görmüş olmasından memnundu). başka bir destekçi). Kepler aynı zamanda çalışmasını Avrupa'nın ilk gökbilimcisi Dane Tycho Brahe'ye de gönderdi; kendisi çokyüzlülerle yapılan egzersizleri ustaca ama tamamen spekülatif buluyordu. Bununla birlikte, çok gecikmiş bir yanıt mektubunda Brahe, Kopenhag yakınlarındaki Gwen adasında bulunan dünyanın en iyi gözlemevinde yapılan, gezegenlerin hareketlerine ilişkin gözlemlerden oluşan kapsamlı arşivini Kepler'e tanıtmaya hazır olduğunu açıkça belirtti. Kepler için bu davetin gerçekten kader olduğu ortaya çıktı, ancak kendisi bundan hemen yararlanmadı.

“Evrenin Gizemleri”nin yayınlanması Kepler'i ünlü bir gökbilimci yaptı. Çeyrek yüzyıl sonra, bu küçük kitabın daha sonraki tüm araştırmalarına ivme kazandırdığını yazdı. Ve orada çağdaşlarının pratikte fark etmediği, gerçekten devrimci bir anlayış vardı. Kepler - dünyada ilk! - tüm gezegenlerin Güneş'ten gelen kuvvete maruz kaldığı ve bu da onları yörüngelerde hareket etmeye zorladığı sonucuna varıldı. Bu fikir Newton dinamiğinin ilkelerine uymuyor (gezegenler eylemsizlikle hareket eder ve güneş çekimi yalnızca yollarını büker), ancak Kepler'i çok verimli sonuçlara götürdü. Bundan, gezegenlerin Güneş'e yaklaştıkça daha hızlı hareket etmeleri gerektiği sonucu çıktı, çünkü onları hızlandıran kuvvet, Güneş'e yaklaştıkça artar. Birkaç yıl sonra bu mantığın mantığı Kepler'in gezegen hareketlerinin yasalarını keşfetmesine yardımcı oldu.


Rudolph tabloları

1598 sonbaharında Steiermark'ta Protestanlara yönelik zulüm başladı. Kepler, pek çok inanan arkadaşıyla birlikte Graz'ı terk etmek zorunda kaldı, ancak bir ay sonra istisna olarak geri dönmesine ve bölge matematikçisi olarak çalışmaya devam etmesine izin verildi. Ancak rektörün ve öğretmenlerin tamamına yakınının ihraç edilmesi nedeniyle okuldaki dersler durduruldu. Kepler Graz'da bir geleceğinin olmadığını açıkça anlamıştı. Avusturya dışında bir yer bulmak için çılgınca girişimlerde bulundu, ancak başarılı olamadı.

Ve burada, o zamana kadar Kutsal Roma İmparatoru ve Bohemya Kralı II. Rudolf'un saray matematikçisi olan Tycho Brahe yardımcı oldu. Aralık 1599'da Brahe, Kepler'i ikinci kez birlikte çalışmaya davet etti. Bu mektubu almadan önce bile Kepler, Brahe'nin asistanı olma umuduyla imparatorluk başkenti Prag'a gitti. 4 Şubat'ta bilim adamları bir araya geldi ve bu toplantıdan sonra kişisel ilişkilerin çok zor olduğu ortaya çıkmasına rağmen yaşam çizgileri artık çözülmedi. Brahe imparatordan, arşivlerini işleyebilmesi ve gezegen hareketlerine ilişkin en gelişmiş tabloları temel alarak derleyebilmesi için Kepler'i hizmetine almasını istedi. Brahe bu tablolara imparatorun onuruna Rudolf'un adını vermeyi önerdi. Hükümdar planı beğendi ve kabul etti.


Başlangıçta Kepler için özel bir konum oluşturulacağı varsayılmıştı. Ancak çok geçmeden Tycho Brahe aniden öldü (dedektif versiyonları da ölüm nedenleri arasında yer aldı). Brahe'nin cenazesinden iki gün sonra Kepler, yıllık 500 florin maaşla saray matematikçisi olarak atandı. Doğru, imparatorluk hazinesi kalıcı olarak boştu ve Kepler'e sürekli olarak düşük maaş veriliyordu. Ancak Brahe'nin Mars'ın hareketleriyle ilgili arşivinin bir kısmını aldı. Bu materyaller, yaratıcısının adını ölümsüzleştiren Kepler'in gezegen hareketleri teorisinin temelini oluşturdu.

Yeni astronomi

Kepler Prag'da 11 yıl yaşadı - en sakin ve verimli olanı. Orada ana astronomi çalışmasını yazdı. Kepler ilk başta buna "Mars Yorumları" adını vermek istedi ama sonra daha karmaşık bir başlık buldu: "Nedenlerine Göre Akıl Yürütülen Yeni Bir Astronomi veya Mars'ın Hareketleri Üzerine Yapılan Yorumlarla Açıklanan Gök Fiziği. Asil Adam Tycho Brahe'nin Gözlemleri." Astronomi için kader yılı olan 1609'da basılan bu kitaptı.

Kepler, Mars hareketlerini analiz etmeye Dünya'dan başladı. Ve bu doğaldır, çünkü Tycho Brahe, Mars'ın ve diğer gezegenlerin gök koordinatlarını bu hareketli uzay platformundan belirledi. Bu ölçümlere dayanarak Kepler, Dünya'nın Güneş'e yaklaştığını veya Güneş'ten uzaklaştığını gösterdi. "Evrenin Gizemi" kitabında özetlenen teoriye göre, Dünya'nın yörünge hareketinin hızı Güneş'ten uzaklaştıkça azalıyor, yıldıza yaklaştıkça artıyor. Kepler'in Tycho Brahe'nin sonuçlarını işlerken keşfettiği bu modeldi.


Johannes Kepler hayatını güneş sistemindeki gezegenlerin hareketlerini incelemeye adadı ve onun onuruna verilen uzay teleskopu (6 Mart 2009'da fırlatıldı) diğer yıldızların gezegen sistemlerini keşfedecek.

Bu sonuç, bilim insanının Mars'ın hareketi hakkında yeni bir anlayış kazanmasına olanak sağladı. Eski gökbilimciler Mars'ın gökyüzünde değişken hızlarla hareket ettiğini zaten biliyorlardı. Açıklama şuydu: Hem Mars hem de diğer gezegenler, hızları kesinlikle sabit olan dairesel hareketlerin kombinasyonlarını gerçekleştirirler, dolayısıyla gözlemlenen değişken hız sadece bir görünüştür. Ancak Kepler açısından bakıldığında, Mars'ın hızının değişkenliği tamamen gerçektir ve Dünya gibi bu gezegenin Güneş'e olan uzaklığının değişmesiyle açıklanmaktadır. Ayrıca Kepler, Dünya'nın Mars'a oldukça benzer şekilde hareket ettiğine, yani sıradan bir gezegen olduğuna ikna olmuştu. Bu, o zamanlar hiçbir şekilde evrensel olarak kabul edilmeyen (özellikle Tycho Brahe bunu paylaşmayan) Kopernik'in güneş merkezli teorisinin lehine güçlü bir argümandı.

Kepler başlangıçta Dünya'nın merkezi Güneş'ten çok uzakta olmayan bir daire içinde hareket ettiğini varsaydı. Bu çalışma hipotezi, Dünya'nın gezegen hızının değişkenliğini basit bir matematik kuralı biçiminde tanımlamayı mümkün kıldı: Gezegenin yarıçap vektörü (onu Güneş'e bağlayan bölüm), eşit zaman dilimlerinde eşit alanları izler. Kepler'in kanun listesinde bu kural, tarihsel olarak diğerlerinden daha önce, 1601'in sonunda veya 1602'nin başında belirlenmiş olmasına rağmen, ikinci sırada yer alıyor.


Kepler'in ikinci yasası, bir gezegenin yörünge hareketinin açısal momentumunu değiştirmemesi gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Bu gerçek doğrudan Newton dinamiklerinden kaynaklanmaktadır, ancak Kepler elbette bunun farkında değildi. Kepler aslında alanlar yasasını tahmin etmişti ve eğer bunu gerekçelendirmişse, bu yaklaşık olarak doğruydu. Bununla birlikte, kendisi tarafından hesaplanan dünyanın yörüngesinin parametreleri üzerinde yapılan bir kontrol, bu kurala iyi uyulduğunu doğruladı. Görünüşe göre Kepler, Yeni Astronomi üzerinde çalışırken hâlâ buna tam olarak ikna olmamıştı; her durumda, düz metin olarak bunun doğruluğunu teyit etmez. Alan yasasının matematiksel kanıtını yalnızca Isaac Newton verdi. Merkezi çekim alanında hareket eden herhangi bir cismin, açık yörüngelerde hareket etseler bile, bu yasaya tabi olduğunu muhtemelen belirtmekte fayda var. Üstelik kuvvet potansiyelinin Newton'un ters kare yasasına karşılık gelmesi gerekmez; yalnızca kuvvet merkezine olan mesafeye bağlı olması yeterlidir. Yani Kepler'in ikinci yasası, kaşifinin varsaydığından çok daha büyük bir genelliğe sahiptir.

Kırılması en zor ceviz, Mars yörüngesinin şeklini belirlemekti. Kepler, son derece emek yoğun hesaplamalar kullanarak bunun bir daire olamayacağına karar verdi. Kepler ilk başta Mars'ın bir oval boyunca hareket ettiğine karar verdi, ardından yumurtanın kesiti gibi bir şey denedi, ancak tüm bu rakamlar açıkça Tycho Brahe'nin gözlemleriyle örtüşmüyordu. Sonunda Kepler, Mars ile Güneş arasındaki minimum ve maksimum mesafelerin oranının birden yörünge dışmerkezliğinin karesinin yarısı kadar farklı olduğunu gördü (Güneş ile yörünge merkezi arasındaki mesafenin Güneş'e oranı). yarıçapı). Yörüngenin düzenli bir elips olması durumunda (dışmerkezliğin birlikten çok daha az olduğu varsayılarak) sağlanması gereken ilişki tam olarak budur. Mars'ın, Güneş'in bulunduğu odak noktalarından birinde bir elips boyunca hareket ettiği ortaya çıktı. Bu ifade diğer gezegenlere genellenirse Kepler'in birinci yasasını elde ederiz. Doğru, Kepler böyle bir genellemeyi daha sonra formüle etti, ancak görünüşe göre en başından beri öyle düşünüyordu.


Kepler nihayet 1605 baharında Mars'ın eliptik yörüngesi kavramına ulaştı. Daha sonra “Yeni Astronomi” kitabının taslağını sadece birkaç ayda tamamladı (kitap sadece dört yıl sonra yayınlandı, ancak bunun bilimsel olmayan nedenleri vardı).

Büyücülük, savaş ve dünya uyumu

Bu kitabın yayınlanması Kepler'e Avrupa'da ün kazandırdı. Doğru, herkes onun sonuçlarını tanımadı - örneğin, büyük Galileo onları asla kabul etmedi (ve belki de anlamadı). Ancak neredeyse tüm büyük keşiflerin kaderi budur.

Ancak hayat devam etti ve her zaman başarılı olamadı. Karısı öldü ve Kepler iki küçük çocukla kaldı. Bundan kısa bir süre önce Kepler'in patronu II. Rudolf tahttan indirildi. Onun Kalvinizm'e sempati duyduğundan şüphelenen Lutherci rahiplerle ilişkiler karmaşık hale geldi. Bu nedenle Kepler, geri dönmek istediği Württemberg'de iş bulamadı. Uzun görüşmelerin ardından Kepler'e, gezegen hareketleri tabloları üzerinde çalışmaya devam etmesi ve yerel haritacılıkla ilgilenmesi koşuluyla Yukarı Avusturya'nın başkenti Linz'de matematikçi olarak bir pozisyon teklif edildi. Kepler 1612 yılında Linz'e taşındı ve orada 14,5 yıl yaşadı. Orada yeniden evlendi ve karısı ona yedi çocuk doğurdu.

Linz'de geçirdiği yıllarda Kepler'in annesine karşı büyücülük suçlamasıyla uzun bir duruşma yapıldı ve savunması bilim insanının sağlığını ve zihinsel gücünü büyük ölçüde aldı. Ayrıca 1618 baharında, sonunda Yukarı Avusturya'yı saran Otuz Yıl Savaşları başladı.


Ama Kepler çalıştı - ve nasıl da çalıştı! 1619'da en sevdiği eseri "Dünyanın Uyumuna Dair Beş Kitap"ı yayımladı. Astronomi hakkında çok az şey söylüyor, geometri ve felsefe hakkında daha çok şey söylüyor. Ancak Kepler'in 15 Mayıs 1618'de keşfettiği üçüncü yasası bu kitabın sayfalarında ortaya çıktı.

1617-1621'de Kepler'in en kapsamlı çalışması, Kopernik Astronomi Üzerine Denemeler bölümler halinde yayınlandı; dünyanın güneş merkezli modelinin ayrıntılı bir tanımını içeren ilk ders kitabıydı. Bu kitapta gezegenlerin hareket yasaları tüm gezegenlerin uyduğu genel ilkeler olarak sunuluyor; Kepler'in Merkür, Venüs, Jüpiter ve Satürn'ün yörünge parametrelerini belirlediği hesaplamaların sonuçları da burada sunulmaktadır. "Atalet" terimi ilk kez bu monografide ortaya çıktı; ancak Galileo ve Newton'un çalışmalarından sonra ortaya çıkan anlamda değil.

Prag'da kalışının sonunda, Tycho Brahe'nin mirasçılarıyla zorlu görüşmelerin ardından Kepler, gözlemlerinin tüm arşivini emrine verdi ve sonunda astronomik tabloların derlenmesine yakından katılma fırsatı buldu. Merhum Rudolf II onu işe aldı. Bu devasa çalışma 1624 yılının ikinci yarısında tamamlandı.

Şarap fıçılarının stereometrisi ve aya yolculuk

Kepler en iyi gökbilimci olarak bilinir. Yukarıda bahsedilen çalışmalara ek olarak, 1604 yılının Ekim ayında patlayan bir süpernovaya ilişkin gözlemlerini anlatan bir kitap da yazmıştır. Gelgit olaylarının oluşumunu Ay'ın çekimiyle açıklayan ve Güneş'in kendi ekseni etrafında döndüğünü öne süren ilk kişi oydu. Ancak onun başarıları hiçbir şekilde gök bilimiyle sınırlı değildir. 1604 ve 1611'de Kepler, optik ve görme fizyolojisi üzerine temel çalışmalar yayınladı. İkinci çalışması "Dioptri"de yalnızca o zamanki teleskopların toplama merceği ve ıraksak mercekle çalışma prensibini açıklamakla kalmadı, aynı zamanda iki dışbükey merceğe sahip yeni bir tüp tipinin tasarımını da önerdi (o zamandan beri Keplerian olarak adlandırıldı). 1615'te yayınlanan New Stereometri of Wine Barrels kitabında topladığı matematiksel çalışmaları integral hesabının yolunu açtı. Kepler, İsa Mesih'in artık genel olarak kabul edilen doğum yılını (yeni çağın 4. yılı) hesaplayan ilk kişiydi ve ölümünden sonra yayınlanan, aya bir geziyi konu alan "Rüya" öyküsünü yazdı - muhtemelen dünyadaki ilk bilim kurgu eseri. edebiyat. Ve son olarak, evrenin özelliklerini temel geometrik simetrilere dayanarak açıklayan Kepler'in fikri, modern parçacık fiziğinde yeniden canlandırıldı. Sonuçta Kepler sıradan bir dahiydi.

Yolun sonu

Kepler, Rudolf Tabletlerini yayınlayarak imparatorluk hükümetine karşı yükümlülüklerini yerine getirdi. Bilim adamı, Katolikliğe geçme pahasına imparatorluk matematikçisi olarak önceki pozisyonunda kalabilirdi, ancak o bunu kararlı bir şekilde reddetti. İngiltere'ye taşınmaya hazırdı ama sonunda Avusturyalı askeri lider Albrecht Wallenstein'ın yanında matematikçi olarak hizmet etmeyi kabul etti.


Ağustos 1630'da Wallenstein, Kepler'e vaat edilen maaşı ödemeden yüksek görevinden alındı. Borçlu olunan paranın en azından bir kısmını alma umuduyla Kepler, Ekim ayında İmparatorluk Diyetinin toplandığı Regensburg'a gitti. Oraya tamamen soğuk algınlığı ile geldi ve 15 Kasım'da öldü. Günümüze ulaşamayan mezar taşının üzerinde bizzat Kepler'in yazdığı Latince bir kitabe kazınmıştı:

Mensus dönemi coelos; nunc terrae meteor şemsiyeleri;

mens coelestis dönemi; korporis umbra ceketi.

Gökleri ölçtüm, şimdi de Dünyanın gölgelerini ölçüyorum.

Ruhum cennette yaşıyordu ama bedenimin gölgesi burada yatıyor.

Johannes Kepler (27 Aralık 1571'de doğdu - 15 Kasım 1630'da öldü) - büyük bir Alman gökbilimci ve matematikçi, güneş sistemindeki gezegenlerin hareket yasalarının kaşifiydi.

Johannes Kepler modern astronominin yaratıcılarından biriydi. Gezegenlerin Güneş'e göre üç ana hareketini keşfetti, özellikle modern refraktörlerde kullanılan optik sistemi icat etti ve matematikte diferansiyel, integral ve varyasyonel hesaplamaların oluşturulmasını hazırladı.

İlk yıllar. Eğitim

Johannes Kepler, 1571 yılında Almanya'nın güneyindeki Weilder-Stadt şehrinde fakir bir Protestan ailenin çocuğu olarak dünyaya geldi. 1589 yılında manastır okulundaki eğitimini tamamladıktan sonra Tübingen Akademisi'ndeki ilahiyat okuluna girdi. O yıllarda N. Copernicus'un güneş merkezli sistemiyle tanıştı ve hemen onun ikna edici destekçisi oldu. Kepler'in astronomiye ilgisi çocuklukta, annesinin 1577'de kolay etkilenen çocuğa parlak bir kuyruklu yıldızı ve daha sonra 1580'de meydana gelen bir ay tutulmasını göstermesiyle başladı.


Kepler çok zayıf bir çocuk olarak doğdu. Dört yaşındayken çiçek hastalığına yakalandı ve neredeyse ölüyordu. Hasta bir karaciğeri ve midesi vardı ve sıklıkla baş ağrısı çekiyordu. Buna ek olarak, doğuştan görme bozuklukları da vardı: şiddetli miyopi ve bir nesnenin birden fazla görünmesine neden olan bir kusur (Kepler, Ay'a baktığında birkaç Ay gördü). Hastalıklar hayatı boyunca onu rahatsız etti. Onun cesareti ve metaneti, sayesinde inanılmaz bir bilimsel başarı elde edebildi ve modern astronomi ve fiziğin yaratıcılarından biri haline geldi.

1591 - Kepler, Tübingen'deki üniversiteye girdi; önce Güzel Sanatlar Fakültesi'nde, daha sonra matematik ve astronomiyi de içeren, ardından İlahiyat Fakültesi'ne geçti. 1593 yılında akademiden mezun olduktan sonra, özgür düşünmekle suçlanan Kepler'in teolojik bir kariyer yapmasına izin verilmedi ve ona okulda matematik öğretmeni pozisyonu verildi.

Kepler ilk başta Protestan rahip olmayı planladı ancak olağanüstü matematiksel yetenekleri sayesinde 1594 yılında Graz Üniversitesi'nde matematik dersi vermek üzere davet edildi.

Bilimsel aktivite

Kepler 6 yıl boyunca Graz'daydı. İlk kitabı “Dünyanın Sırrı” 1596'da burada yayımlandı. İçinde Kepler, farklı "Platonik katıları" (normal çokyüzlüler) o zamanlar bilinen 5 gezegenin yörüngeleriyle karşılaştırdığı Evrenin gizli uyumunu bulmaya çalıştı (özellikle Dünya'nın küresini seçti). Satürn'ün yörüngesini, bir küpün etrafında çevrelenmiş bir kürenin yüzeyinde bir daire (henüz bir elips değil) olarak sundu. Küpün üzerinde de Jüpiter'in yörüngesini temsil ettiği varsayılan bir top vardı. Bu topun içine, Mars'ın yörüngesini vb. temsil eden bir topun çevrelediği bir tetrahedron yazılmıştır.

Bu çalışma, Kepler'in sonraki keşiflerinden sonra orijinal önemini yitirdi (gezegenlerin yörüngelerinin dairesel olmadığı ortaya çıktığı için olsa bile); Bununla birlikte Kepler, ömrünün sonuna kadar Evren'in gizli bir matematiksel uyumunun varlığına inandı ve 1621'de Dünyanın Sırrı'nı birçok değişiklik ve ekleme yaparak yeniden yayınladı.

1597 - Kepler, dul eşi Barbara Müller von Muleck ile evlendi. İlk iki çocukları bebekken öldü ve eşleri epilepsiye yakalandı. Ayrıca Katolik Graz'da Protestanlara yönelik zulüm başladı. Sınır dışı edilen "kafirler" listesine dahil edilen Kepler, şehri terk etmek zorunda kaldı.

"Kepler Kupası": Beş Platonik katıdan oluşan güneş sisteminin bir modeli

Kepler Prag'da. Miras

1600 - Ünlü gökbilimci Tycho Brahe'nin yanına Prag'a gitti ve ölümünden sonra uzun yıllar boyunca yaptığı sayısız gözlemlerden materyaller aldı. Kepler birçok bilimsel eser ve makale yazdı. 1601 - Brahe'nin ölümünden sonra Kepler onun halefi oldu ve Brahe'nin akrabalarıyla açılan davanın ardından astronomik gözlemlerin sonuçlarını devralabildi. Mükemmel bir gözlemci olan Tycho Brahe, uzun yıllar boyunca gezegenlerin ve yüzlerce yıldızın gözlemlenmesi üzerine hacimli bir çalışma derledi ve ölçümlerinin doğruluğu, öncekilerin hepsinden önemli ölçüde daha yüksekti.

16. yüzyılın sonlarında, Ptolemy'nin yermerkezli sistemi (Dünya'nın Evrenin merkezi olduğu varsayılır) ile Kopernik'in güneş merkezli sistemi (Güneş'in evrenin merkezinde olduğu) arasında astronomide hâlâ bir mücadele vardı. evrenin merkezi). Kopernik modelinde gezegenler dairesel yörüngelerde düzgün bir şekilde hareket ediyorlardı; bu da gezegenlerin görünüşteki düzensiz hareketi ile tutarlı değildi. Her ne kadar Kopernik'in astronomik tabloları başlangıçta Ptolemy'ninkinden daha doğru olsa da, kısa sürede gözlemlerden önemli ölçüde farklılaştılar ve bu da coşkulu Kopernikçileri oldukça şaşırttı ve soğuttu.

Mekanik ve fizik

Kepler'in en önemli eseri, Brahe'nin gözlemlerine göre Mars'ın hareketinin incelenmesine ayrılan ve gezegensel çekimin ilk iki yasasını içeren "Yeni Astronomi" (1609) adlı eseridir. Kepler, Kopernik sistemini temel alarak birkaç yıl boyunca Brahe'nin verilerini dikkatle inceledi ve dikkatli bir analizin sonucunda Mars'ın yörüngesinin bir daire değil, odak noktalarından birinde bir elips olduğu sonucuna vardı. Güneş - bugün Kepler'in birinci yasası gibi bilinen bir konum.

Daha ileri analizler ikinci yasayı ortaya çıkardı: Gezegeni ve Güneş'i birbirine bağlayan yarıçap vektörü, eşit zamanlarda eşit alanları tanımlar. Bu, bir gezegenin Güneş'ten ne kadar uzaksa, o kadar yavaş hareket ettiği anlamına geliyordu.

Yörüngeleri ararken Kepler'in seçim yöntemini kullanması gerekiyordu. Hesapladı ve hesapladı, ancak gözlemlerle hiçbir tesadüf olmadı. İlk olarak, bir oval atıldı; bir dairenin dört yayından oluşan bir eğri. Bilim adamı yaklaşık bir yıl boyunca yumurta şeklindeki bir figür olan “oval” ile uğraştı. Sonunda şu sonuca vardı: Gerçek, sanki Mars'ın yörüngesi tam bir elipsmiş gibi, bir daire ile bir oval arasında yatıyor. Ancak Kepler Güneş'i odağına yerleştirene kadar elips uygun değildi.

Daha sonra 1605'in başında her şey bir araya geldi ve yerine oturdu. Gözlemlerden hesaplanan yörüngenin tüm noktaları elips üzerinde yer alıyordu ve aynı zamanda alan yasasıyla da birleşiyordu. Yeni hareket modeli, hepsi kabul etmese de Kopernik bilim adamları arasında büyük ilgi uyandırdı. Galileo, Keplerian elipslerini kararlılıkla reddetti.

1619 - "Dünyanın Uyumu" makalesinde bilim adamı, tüm gezegenlerin hareketi teorisini uyumlu bir bütün halinde birleştiren üçüncü yasayı formüle etti. Eliptik yörüngenin odak noktalarından birini işgal eden Güneş, Kepler'e göre gezegenleri hareket ettiren kuvvetin kaynağıdır. Gök cisimleri arasında çekim kuvvetinin varlığına dair haklı tahminlerde bulundu ve dünya okyanuslarının gel-gitlerini Ay'ın etkisiyle açıkladı.

Kepler'in ikinci yasası: gölgeli alanlar eşittir ve geçilmesi eşit zaman alır

Astronomi

Kepler tarafından tam olarak ve mükemmel bir doğrulukla keşfedilen gezegen hareketinin üç kanunu, bu hareketlerin görünürdeki düzensizliğini açıkladı. Batlamyus ve Kopernik'in abartılı unsurlar içeren kafa karıştırıcı modelleri yerine, Kepler'in modeli yalnızca bir eğri, bir elips içerir. İkinci yasa, gezegenin Güneş'ten uzaklaşırken veya yaklaşırken hızının nasıl değiştiğini belirlerken, üçüncü yasa bu hızı ve Güneş etrafındaki dönüş periyodunu hesaplamayı mümkün kılıyor.

1627, yaz - Johannes Kepler, 22 yıllık çalışmanın ardından, imparatorun onuruna "Rudolf'un" adını verdiği astronomik tabloları (masrafları kendisine ait olmak üzere) yayınladı. Bu tablolar, gezegenlerin herhangi bir andaki konumunun o dönem için yüksek doğrulukla hesaplanmasını mümkün kıldı. Önceki tabloların tümü gözlemlerden çoktan farklı olduğu için bunlara olan talep çok büyüktü. Keplerian tabloları 19. yüzyılın başlarına kadar gökbilimcilere ve denizcilere hizmet etti.

Bilim adamı, Kepler'in üç yasasına ek olarak bir dizi önemli keşifte bulundu. Kepler, “Kopernik Astronomisinin Kısaltılması” (1618–1622) adlı çalışmasında güneş ve ay tutulmalarını tahmin etme teorisini ve yöntemlerini özetledi. Optik üzerine yaptığı araştırmalar (ışık kırılması sorunları, astronomik kırılma, teleskop teorisinin gelişimi) “Vittelot'a İlave” (1604) ve “Dioptri” (1611) çalışmalarında özetlenmiştir.

Matematik

Bilim adamının dikkat çekici matematiksel yetenekleri, özellikle birçok dönme cismin hacmini belirlemek için formüllerin türetilmesinde kendini gösterdi.

Son yıllar. Ölüm

Bilim adamı, kısmen siyasi çalkantıların bir sonucu olarak hayatının son yıllarını sürekli seyahat ederek geçirdi... Otuz Yıl Savaşları... (bir zamanlar astrolog olarak Wallenstein'ın hizmetindeydi), kısmen de büyücülükle suçlanan annesinin davası sonucu. Johannes Kepler 15 Kasım 1630'da Regensburg'da öldü ve burada St. Petra. Mezarının üzerinde şu yazıt bulunmaktadır: “Mensus Eram coelos nune terrae metior umbras; Mens coelestis dönemi, corporis umbra jacet." Johannes Kepler'in kendisi tarafından yazılan bu kitabenin tercümesi şu anlama geliyor: “Gökleri ölçmeden önce, şimdi yeraltının karanlığını ölçüyorum; zihnim cennetin bir hediyesiydi ve bir gölgeye dönüşen bedenim dinleniyor.” 1808'de Regensburg'da ona bir anıt dikildi.

Büyük astronomik yaratımlarında öne sürdüğü hipotezlerden de anlaşılacağı üzere güçlü bir şiirsel hayal gücü vardı. Ancak varsayımlarını keşfettiği olumlu gerçeklerden ayırdı. O zamanın matematik bilimlerinde ilerlemediği tek bir bölüm bile yok. Kepler diğer bilim adamlarının her keşfini, her yeni mantıklı düşüncesini sevgiyle kabul etti ve gerçeği hatadan ayırma konusunda mükemmeldi. 17. yüzyılın başında İskoç matematikçi Lord Napier tarafından icat edilen logaritmanın önemini doğru bir şekilde takdir etti. Karmaşıklıkları nedeniyle onlar olmadan zor olacak hesaplamaları onların yardımıyla yapmanın kolay olduğunu fark etti; bu nedenle logaritmaların açıklayıcı bir girişle yeni bir baskısını yaptım; Bu sayede logaritmalar hızla genel kullanıma girdi. Kepler geometride onu çok ileriye taşıyan keşifler yaptı. Kendisinden önce çözülemeyen birçok problemi çözen kavram ve yöntemler geliştirdi ve diferansiyel hesabın keşfinin yolu açıldı. Astronomik gözlemleri, ışık ışınlarının atmosferde kırılması nedeniyle ortaya çıkan yanlışlıklardan temizlemek ve o zamanlar icat edilen teleskopun çalışma yasalarını açıklığa kavuşturmak için belirli optik konularını araştırma ihtiyacını gördü. Kepler bu soruların çözümlerini astronomi incelemesinin optik bölümünde ve Dioptrics'te verdi. Gözümüzün görme sürecinin gerçek seyrini keşfetti. Teleskobun çalışma teorisinin doğru temelini attı. Işınların kırılma yasasını tam olarak bulamadı ama bununla ilgili gerçeğe o kadar yakın bir kavram buldu ki, optik aletlerin hareketini açıklamaya yetiyordu. Bu çalışmalara dayanarak Johannes Kepler, kendi düşüncesine göre astronomik gözlemler için en iyisi olması gereken yeni bir teleskop cihazı önerdi. Keplerian adı verilen bu cihazın teleskopu 20. yüzyılın başına kadar kullanımda kaldı. (Teleskopun icadı büyük olasılıkla tesadüf eseridir; onunla ilgili hikayeler farklılık gösterir, ancak herkes onun Hollanda'nın Middelburg şehrinde yapıldığı konusunda hemfikirdir. Teleskobu astronomik gözlemler için kullanan ilk kişi Galileo'ydu, ancak yasalar Bu aletin nasıl çalıştığı ancak Kepler'in araştırması sayesinde netleşti.)

Johannes Kepler'in Portresi, 1610

Kepler'in yasaları

Bu bilim adamının ölümsüz keşiflerinin en büyüğü, özünü kendisi tarafından Kepler yasalarıyla anılan sonuçlarla formüle ettiği keşiftir. Fikrini ortaya çıkardılar Kopernik tam anlamıyla ve bütünlüğünü göstererek; astronomi tarihinde olguların basit bilgisinden bunların açıklanmasına geçişin bir aşamasını oluşturdular. Doğa bilimlerinin tüm dallarının geçtiği veya geçmesi gereken bu aşama, olayların karmaşık akışında temel ortak özelliklerin bulunmasından ibarettir. Kopernik güneş sisteminin yapısına dair gerçek bir fikir verdi; Kepler gezegenlerin dönüşünün temel yasalarını keşfetti.

Kopernik, gezegenlerin hareketlerinde, merkezinde güneş bulunan gezegen yörüngelerinin daire şeklinde benimsenmesiyle açıklanamayacak düzensizlikler olduğunu zaten fark etmişti; ancak yörüngelerin şekli olarak dairesel bir çizgi almayı gerekli görmüş ve gezegenlerin yörüngelerindeki hareketlerindeki eşitsizlikleri, Güneş'in bu çemberlerin merkezinde olmadığı varsayımıyla açıklamıştır. Gözlem yoluyla Kepler Tycho Brahe Hareket halindeki eşitsizliklerin özellikle Mars'ta büyük olduğunu gördüm. Bunları incelemeye başladı ve Kopernik'in varsayımının bunları tam olarak açıklamadığını gördü. Bir dizi derin çalışma ve ustaca değerlendirmeler sonucunda sonunda Mars'ın yörüngesinin gerçek şeklinin bir elips olduğu keşfini yaptı. Diğer tüm gezegenler için de doğru olduğu ortaya çıkan bu keşfe Kepler'in birinci yasası deniyor. Bu, şu formülle ifade edilir: Gezegenler, odak noktalarından birinde, güneşin bulunduğu bir elips üzerinde güneşin etrafında döner. Kepler'in ikinci yasası, gezegenin yörünge hareketinin bu yolun farklı kısımlarındaki hızlarındaki farklılıkları belirler; Güneş'ten gezegene giden çizginin dönmesiyle tanımlanan ve yarıçap vektörü adı verilen bir elips içindeki alanların eşit zamanlarda eşit olduğunu söylüyor. Dolayısıyla gezegen, Güneş'in bulunduğu odak noktasından ne kadar uzaktaysa, belirli bir süre içinde, örneğin bir saat içinde kat ettiği yolun uzunluğu o kadar kısa olacaktır, çünkü üçgen ne kadar uzunsa, genişliği de o kadar küçük olacaktır. daha kısa uzunlukta aynı yüzey alanına sahip bir üçgen. Johannes Kepler tarafından keşfedilen üçüncü yasa, gezegenlerin güneş etrafındaki dönüş zamanları ile güneşe olan uzaklıkları arasındaki oranı belirler. Bilim adamının "Evrenin Uyumu" adlı başka bir eserinde de bu durum şu şekilde ifade edilmektedir: Farklı gezegenlerin dönüş zamanlarının kareleri, bu çizgilerin küpleriyle aynı orandadır. bu elipslerin yarı ana eksenleri olarak adlandırılan yörüngelerinin.

Kepler ve evrensel çekim yasasının keşfi

Astronominin gözlemlerin hesaplanmasından oluşan kısmı da Kepler'in çalışmalarıyla büyük ölçüde ilerletildi; bunu, kendisi tarafından 1627'de yayınlanan ve o zamanlar hüküm süren imparatorun onuruna Rudolf adını veren Rudolf tablolarını derleyerek yaptı. Bu tablolar, Tycho Brahe ve Kepler tarafından yapılan gözlemlerin ve Kepler'in bunlardan yola çıkarak yaptığı hesaplamaların bir derlemesidir; Bu çalışmanın yürütülmesi büyük miktarda zaman ve sağlam bir irade gerektiriyordu.

Johannes Kepler'in keşfettiği yasalara göre gezegenlerin hareket etmesinin nedeni hakkındaki fikirleri hayret vericidir. Daha sonra Newton tarafından kanıtlanan şeyi önceden görmüş ve gezegenlerin dönüşünü, teğet hareketlerinin kuvveti ile onları güneşe çeken kuvvetin birleşimiyle açıklamış ve bu merkezcil kuvvetin, yerçekimi denir. Dolayısıyla, daha sonra Newton tarafından yapıldığı gibi, evrensel çekim kuvvetinin etki yasasını bulacak ve görüşünü kesin delillerle doğrulayacak materyale sahip değildi; ancak gezegenlerin dönmesinin nedeninin evrensel çekim kuvveti olduğunu zaten bulmuştu. Kepler şöyle diyor: “Yerçekimi yalnızca cisimlerin birbirine yaklaşması için karşılıklı çekimdir. Dünya üzerindeki ağır cisimler, parçalarını oluşturdukları küresel cismin merkezine doğru yönelirler ve eğer dünya küresel olmasaydı cisimler yüzeyine doğru dikey olarak düşmezlerdi. Eğer Ay ve Dünya, Ay'ın yörüngesinin teğeti boyunca hareket etme eğilimi nedeniyle şimdiki mesafelerinde tutulmasaydı, birbirlerinin üzerine düşerlerdi; "Her ikisinin de aynı yoğunlukta olduğu varsayılırsa, Ay bu mesafenin yaklaşık dörtte üçünü, Dünya ise bu mesafenin dörtte birini kat eder." – Kepler ayrıca gelgitlerin gelgitlerinin nedeninin, okyanusun seviyesini değiştiren ayın çekimi olduğunu da buldu. Bu keşifler onun olağanüstü zihin gücünü gösteriyor.

Kepler'de romantizm ve mistisizm

Kepler'in eserlerinin son derece yüksek bilimsel değerlerine rağmen, aynı zamanda şiirsel bir ruh da içlerinden geçiyor. Kepler, Pisagorcular ve Platon gibi, ciddi araştırmaların sonuçlarını sayıların ve mesafelerin uyumu hakkındaki fantastik düşüncelerle birleştirmeyi seviyor. Bu eğilim onu ​​bazen gerçekle bağdaşmayan fikirlere sürüklemiş, ancak hayal gücünün yaratıcı gücünün yeni bir kanıtı olmuştur. Özellikle “Evrenin Yapısının Gizemi”, “Evrenin Uyumu” ve “Kepler'in Rüyası” adlı eserlerinde fantastik düşünceler geliştirmiştir.

İş sorumlulukları Kepler'i astrolojik hesaplamalar yapmaya zorladı. Graz'da bir matematik profesörü olarak her yıl bir takvim hazırlaması gerekiyordu; ve o zamanın geleneğine göre takvimin hava durumu, savaş ve barış hakkında astrolojik tahminler vermesi gerekiyordu. Kepler bu görevi çok akıllıca yerine getirdi: Tahminlerine gerekli biçimi verebilmek için astrolojinin kurallarını iyi inceledi ve olasılıkları dikkatle değerlendirerek tahminlerde bulundu ve zihninin içgörüsüyle çoğu zaman başarılı bir şekilde tahminlerde bulundu. Bu ona bir astrolog olarak büyük bir ün kazandırdı ve Avusturya'daki en önemli kişilerin çoğu, yıldız fallarını yapması için onu görevlendirdi. Kepler, yaşamının sonunda Wallenstein yönetiminde astrolojiye inanan bir astrologdu. Ancak tahminlerinin güvenilmezliğinden kendisi bahsetmiştir ve mektuplarında kendi döneminde hüküm süren astrolojik batıl inançlar hakkında doğru düşündüğünü gösteren birçok yer vardır. Örneğin şöyle diyor: “Tanrım, eğer yanında aptal kızı astroloji olmasaydı makul astronomiye ne olurdu? Matematikçilerin maaşları o kadar az ki, kızı hiçbir şey alamasaydı anne muhtemelen açlık çekerdi.”

(Almanca: Johannes Kepler) - seçkin bir Alman matematikçi, gökbilimci, gözlükçü ve astrolog. Gezegensel hareket yasalarını keşfetti.

Johannes Kepler, 27 Aralık 1571'de Stuttgart'ın (Baden-Württemberg) bir banliyösü olan Weil der Stadt'ta doğdu. Babası İspanya Hollanda'sında paralı asker olarak görev yaptı. Genç adam 18 yaşındayken babası başka bir yürüyüşe çıktı ve sonsuza dek ortadan kayboldu. Kepler'in annesi Katharina Kepler bir han işletiyordu ve yarı zamanlı olarak falcı ve şifalı bitkiler uzmanı olarak çalışıyordu.

1589'da Kepler, olağanüstü yetenekler gösterdiği Maulbronn manastırındaki okuldan mezun oldu. Şehir yetkilileri, çalışmalarını ilerletmesine yardımcı olmak için ona burs verdi.

1591'de Tübingen'deki üniversiteye girdi; önce Güzel Sanatlar Fakültesi'ne, ardından matematik ve astronomiyi de kapsayan İlahiyat Fakültesi'ne geçti. Burada ilk kez Nicolaus Copernicus'un fikirlerini ve onun güneş merkezli dünya sistemini duydu ve hemen onların taraftarı oldu.

Olağanüstü matematiksel yetenekleri sayesinde Johannes Kepler, 1594 yılında Graz Üniversitesi'nde (şimdi Avusturya'da) matematik dersleri vermek üzere davet edildi.

Kepler Graz'da 6 yıl geçirdi. Burada ilk kitabı “Dünyanın Gizemi” (Mysterium Cosmographicum) yayımlandı (1596). İçinde Kepler Evrenin gizli uyumunu bulmaya çalıştı. Kepler'in daha sonraki keşiflerinden sonra bu çalışma, gezegenlerin yörüngelerinin dairesel olmadığı ortaya çıktığı için orijinal önemini yitirdi. Ancak Kepler, yaşamının sonuna kadar Evren'in gizli bir matematiksel uyumunun varlığına inandı ve 1621'de Dünyanın Sırrı'nı birçok değişiklik ve ekleme yaparak yeniden yayımladı.

1597'de Kepler, dul eşi Barbara Müller von Muleck ile evlendi. İlk iki çocukları bebekken öldü ve eşleri epilepsiye yakalandı. Yaralanmanın üstüne bir de Katolik Graz'da Protestanlara yönelik zulüm başlıyor. Kepler, sınır dışı edilen "kafirler" listesine dahil edilir ve şehri terk etmek zorunda kalır.

Johannes Kepler, o sıralarda Prag'a taşınan ve İmparator II. Rudolf'un saray gökbilimcisi ve astrologu olarak hizmet veren ünlü Danimarkalı gökbilimci Tycho Brahe'nin davetini kabul etti. 1600 yılında Kepler Prag'a geldi. Burada geçirdiği 10 yıl hayatının en verimli dönemiydi.

Brahe'nin 1601'deki ölümünden sonra yerine Kepler geçti. Bitmek bilmeyen savaşlar nedeniyle imparatorun hazinesi sürekli boştu. Kepler'in maaşı nadiren ve yetersiz bir şekilde ödeniyordu. Burçlar düzenleyerek ekstra para kazanmak zorunda kalıyor.

Birkaç yıl boyunca Johannes Kepler, gökbilimci Tycho Brahe'nin verilerini dikkatle inceledi ve dikkatli bir analiz sonucunda Mars'ın yörüngesinin bir daire değil, odak noktalarından birinde bir elips olduğu sonucuna vardı. Güneş - bugün Kepler'in birinci yasası olarak bilinen bir konum.

Daha ileri analizlerin bir sonucu olarak Kepler ikinci yasayı keşfetti: Gezegeni ve Güneş'i birbirine bağlayan yarıçap vektörü, eşit zamanlarda eşit alanları tanımlar. Bu, bir gezegenin Güneş'ten ne kadar uzaksa, o kadar yavaş hareket ettiği anlamına geliyordu.

Her iki yasa da Kepler tarafından 1609'da "Yeni Astronomi" kitabında formüle edildi ve ihtiyatlı olmak adına bunları yalnızca Mars'a uyguladı.

Yeni Astronomi'nin yayımlanması ve teleskobun neredeyse eş zamanlı olarak icadı, yeni bir çağın başlangıcına işaret ediyordu. Bu olaylar Kepler'in hayatında ve bilimsel kariyerinde bir dönüm noktası oldu.

İmparator II. Rudolf'un ölümünden sonra Johannes Kepler'in Prag'daki konumu giderek belirsizleşti. Sonraki 15 yılını geçireceği Linz'deki Yukarı Avusturya eyaletinin matematikçilik görevini geçici olarak üstlenmek için yeni imparatora başvurdu.

1618'de bilim adamı Kepler'in üçüncü yasasını keşfetti - bir gezegenin Güneş'ten ortalama uzaklığının küpünün Güneş etrafındaki dönüş periyodunun karesine oranı tüm gezegenler için sabit bir değerdir: a³/T² = sabit. Kepler bu sonucu son kitabı "Dünyanın Uyumu"nda yayınladı ve bunu yalnızca Mars'a değil aynı zamanda diğer tüm gezegenlere (doğal olarak Dünya dahil) ve Galilean uydularına uyguladı. Böylece büyük Alman gökbilimci Johannes Kepler gezegenlerin hareketi yasasını keşfetti..

Sonraki 9 yıl boyunca Kepler, gezegenlerin hareketlerine ilişkin yeni yasalara dayalı olarak gezegenlerin konum tablolarını derlemeye çalıştı. Otuz Yıl Savaşı olayları ve dini zulüm, Kepler'i 1626'da Ulm'a kaçmak zorunda bıraktı. Hiçbir geçim kaynağı olmadığından, 1628'de astrolog olarak imparatorluk komutanı Wallenstein'ın hizmetine girdi. Kepler'in son büyük eseri, Tycho Brahe tarafından tasarlanan ve 1629'da Ulm'da Rudolf'un Tabloları adıyla yayınlanan gezegen tablolarıydı.

Johannes Kepler sadece gezegenlerin dönüşleri ile ilgili değildi, aynı zamanda astronominin diğer konularıyla da ilgileniyordu. Özellikle kuyruklu yıldızlar dikkatini çekti. Kuyruklu yıldızların kuyruklarının daima Güneş'e dönük olmadığını fark eden Kepler şunu tahmin etti: kuyruklar güneş ışığının etkisi altında oluşur. O zamanlar güneş ışınımının doğası ve kuyruklu yıldızların yapısı hakkında hiçbir şey bilinmiyordu. Kuyruklu yıldız kuyruklarının oluşumunun aslında Güneş'ten gelen radyasyonla ilişkili olduğu ancak 19. yüzyılın ikinci yarısında ve 20. yüzyılda tespit edildi.

Bilim adamı, 15 Kasım 1630'da Regensburg'a yaptığı bir gezi sırasında, imparatorluk hazinesinin kendisine uzun yıllar borçlu olduğu maaşın en azından bir kısmını almak için boşuna uğraşırken öldü.

Kepler'in gök mekaniğinin yaratılmasına yönelik çalışması, Kopernik'in öğretilerinin oluşmasında ve gelişmesinde hayati bir rol oynadı. Daha sonraki araştırmaların, özellikle de Newton'un evrensel çekim yasasını keşfetmesinin yolunu açtı.

Kepler'in yasaları hala önemini koruyor. Gök cisimlerinin etkileşimini hesaba katmayı öğrenen bilim adamları, bunları yalnızca doğal gök cisimlerinin hareketlerini hesaplamak için değil, aynı zamanda en önemlisi, neslimizin ortaya çıkışına ve gelişmesine tanık olduğu uzay gemileri gibi yapay gök cisimlerinin hareketlerini hesaplamak için kullanırlar.

Kepler, güneş sistemi hakkındaki bilgimizi geliştirme konusunda büyük bir itibara sahiptir.. Kepler'in çalışmalarının önemini takdir eden sonraki nesillerin bilim adamları Ona "cennetin kanun koyucusu" diyorlardıçünkü güneş sisteminde gök cisimlerinin hareketinin gerçekleştiği yasaları bulan oydu.

Kepler yasaları Evrenin herhangi bir yerindeki tüm gezegen sistemlerine eşit şekilde uygulanır. Uzayda defalarca yeni gezegen sistemleri arayan gökbilimciler, elbette, Kepler denklemleri uzak gezegenlerin yörüngelerinin parametrelerini hesaplamak için kullanılır Her ne kadar onları doğrudan gözlemleyemeseler de.

Alman matematikçi, gökbilimci, tamirci, gözlükçü, güneş sistemindeki gezegenlerin hareket yasalarının kaşifi

kısa özgeçmiş

Johannes Kepler(Almanca: Johannes Kepler; 27 Aralık 1571, Weil der Stadt - 15 Kasım 1630, Regensburg) - Alman matematikçi, gökbilimci, tamirci, gözlükçü, güneş sistemindeki gezegenlerin hareket yasalarının kaşifi.

İlk yıllar

Johannes Kepler, imparatorluk şehri Weil der Stadt'ta (şu anda Baden-Württemberg federal eyaleti olan Stuttgart'a 30 kilometre uzaklıkta) doğdu. Babası Heinrich Kepler, İspanya Hollanda'sında paralı asker olarak görev yaptı. Genç adam 18 yaşındayken babası başka bir yürüyüşe çıktı ve sonsuza dek ortadan kayboldu. Kepler'in annesi Katharina Kepler bir han işletiyordu ve yarı zamanlı olarak falcı ve şifalı bitkiler uzmanı olarak çalışıyordu.

Kepler'in astronomiye olan ilgisi çocukluğunda, annesinin etkilenebilir çocuğa parlak bir kuyruklu yıldız (1577) ve daha sonra bir ay tutulması (1580) göstermesiyle başladı. Çocukluğunda çiçek hastalığından muzdarip olan Kepler, ömür boyu süren bir görme kusuruna sahip oldu ve bu durum onun astronomik gözlemler yapmasını engelledi, ancak astronomiye olan coşkulu sevgisini sonsuza kadar korudu.

1589'da Kepler, Maulbronn manastırındaki okuldan olağanüstü yetenekler göstererek mezun oldu. Şehir yetkilileri, çalışmalarını ilerletmesine yardımcı olmak için ona burs verdi. 1591'de Tübingen'deki üniversiteye girdi; önce Güzel Sanatlar Fakültesi'ne, ardından matematik ve astronomiyi de kapsayan İlahiyat Fakültesi'ne geçti. Nicolaus Copernicus tarafından geliştirilen dünyanın güneş merkezli sistemini ilk kez burada (Michael Möstlin'den) duydu ve hemen onun sadık destekçisi oldu. Kepler'in üniversite arkadaşı geleceğin hukukçusu Christoph Bezold'du.

Kepler başlangıçta Protestan bir rahip olmayı planladı, ancak olağanüstü matematiksel yetenekleri sayesinde 1594'te Graz Üniversitesi'nde (şu anda Avusturya'da) matematik dersleri vermek üzere davet edildi.

Kepler Graz'da 6 yıl geçirdi. Burada ilk kitabı “Evrenin Gizemi” yayımlandı (1596) Mysterium Cosmographicum). İçinde Kepler, çeşitli "Platonik katıları" (düzenli çokyüzlüler) o zamanlar bilinen beş gezegenin yörüngeleriyle karşılaştırdığı Evrenin gizli uyumunu bulmaya çalıştı (özellikle Dünya'nın küresini seçti). Satürn'ün yörüngesini, bir küpün çevrelediği bir topun yüzeyindeki bir daire (henüz bir elips değil) olarak sundu. Küpün üzerinde de Jüpiter'in yörüngesini temsil ettiği varsayılan bir top vardı. Bu topun içine, Mars'ın yörüngesini vb. temsil eden bir topun çevrelediği bir tetrahedron yazılmıştır. Bu çalışma, Kepler'in daha sonraki keşiflerinden sonra orijinal anlamını yitirmiştir (gezegenlerin yörüngelerinin dairesel olmadığı ortaya çıktığı için olsa bile) ; Ancak Kepler, yaşamının sonuna kadar Evren'de gizli bir matematiksel uyumun varlığına inandı ve 1621'de "Dünyanın Sırrı"nı birçok değişiklik ve eklemeler yaparak yeniden yayımladı.

Kepler, "Evrenin Gizemi" kitabını Galileo ve Tycho Brahe'ye gönderdi. Galileo, mistik numerolojiyi desteklemese de Kepler'in güneş merkezli yaklaşımını onayladı. Daha sonra canlı bir yazışmaya devam ettiler ve Galileo'nun duruşmasındaki bu durumun ("sapkın" Protestan ile iletişim) Galileo'nun suçunu ağırlaştırdığı özellikle vurgulandı.

Tycho Brahe, Galileo gibi, Kepler'in abartılı yapılarını reddetti, ancak onun bilgisini ve düşünce özgünlüğünü çok takdir etti ve Kepler'i kendi yerine davet etti.

1597'de Kepler, dul eşi Barbara Müller von Muleck ile evlendi. İlk iki çocukları bebekken öldü ve eşleri epilepsiye yakalandı. Yaralanmaya hakaret eklemek için Katolik Graz'da Protestanlara yönelik zulüm başladı. Sınır dışı edilen "kafirler" listesine dahil edilen Kepler, şehri terk etmek ve Tycho Brahe'nin davetini kabul etmek zorunda kaldı. Brahe bu sıralarda gözlemevinden tahliye edilmiş ve Prag'a taşınmıştı; burada İmparator II. Rudolf'un saray gökbilimcisi ve astrologu olarak hizmet ediyordu.

Prag

1600'de her iki sürgün de - Kepler ve Brahe - Prag'da buluştu. Burada geçirilen 10 yıl Kepler'in hayatının en verimli dönemiydi.

Kısa süre sonra Tycho Brahe'nin Kopernik ve Kepler'in astronomi hakkındaki görüşlerini yalnızca kısmen paylaştığı ortaya çıktı. Yermerkezciliği korumak için Brahe bir uzlaşma modeli önerdi: Dünya dışındaki tüm gezegenler Güneş'in etrafında döner ve Güneş, sabit bir Dünya'nın etrafında döner (jeo-güneş merkezli dünya sistemi). Bu teori büyük bir popülerlik kazandı ve onlarca yıl boyunca Kopernik dünya sisteminin ana rakibi oldu.

Brahe'nin 1601'deki ölümünden sonra yerine Kepler geçti. Bitmek bilmeyen savaşlar nedeniyle imparatorun hazinesi sürekli boştu ve Kepler'in maaşı nadiren ve yetersiz ödeniyordu. Burçlar düzenleyerek ekstra para kazanmak zorunda kaldı. Kepler ayrıca, merhumun diğer mülklerinin yanı sıra astronomik gözlemlerin sonuçlarını da kendisinden almaya çalışan Tycho Brahe'nin mirasçılarıyla uzun yıllar dava yürütmek zorunda kaldı. Sonunda onlara borcumuzu ödemeyi başardık.

Mükemmel bir gözlemci olan Tycho Brahe, uzun yıllar boyunca gezegenlerin ve yüzlerce yıldızın gözlemlenmesi üzerine hacimli bir çalışma derledi ve ölçümlerinin doğruluğu, öncekilerin hepsinden önemli ölçüde daha yüksekti. Doğruluğu artırmak için Brahe hem teknik iyileştirmeler hem de gözlem hatalarını ortadan kaldırmak için özel bir teknik kullandı. Ölçümlerin sistematik doğası özellikle değerliydi.

Birkaç yıl boyunca Kepler, Brahe'nin verilerini dikkatle inceledi ve dikkatli bir analizin sonucunda, Mars'ın yörüngesinin bir daire değil, Güneş'in bulunduğu odaklardan birinde bir konum olan bir elips olduğu sonucuna vardı. bugün olarak biliniyor Kepler'in ilk yasası. Analiz şunu sağladı: ikinci yasa(aslında ikinci yasa birinciden bile önce keşfedilmişti): Gezegeni ve Güneş'i birbirine bağlayan yarıçap vektörü, eşit zamanda eşit alanları tanımlar. Bu, bir gezegenin Güneş'ten ne kadar uzaksa, o kadar yavaş hareket ettiği anlamına geliyordu.

Kepler'in yasaları Kepler tarafından 1609'da “Yeni Astronomi” kitabında formüle edildi ve ihtiyatlı olmak adına bunları yalnızca Mars'a uyguladı.

Yeni hareket modeli, hepsi kabul etmese de Kopernik bilim adamları arasında büyük ilgi uyandırdı. Galileo, Keplerian elipslerini kararlılıkla reddetti. Kepler'in ölümünden sonra Galileo bir mektupta şunları söyledi: "Kepler'in zihnini her zaman takdir etmişimdir; keskin ve özgür, hatta belki fazla özgür, ama bizim düşünme tarzlarımız tamamen farklı."

1610'da Galileo, Kepler'e Jüpiter'in uydularının keşfini bildirdi. Kepler bu mesajı inanmayarak karşıladı ve "Yıldız Habercisi ile Konuşma" adlı polemik çalışmasında biraz esprili bir itirazda bulundu: "Bu gezegende bu manzarayı hayranlıkla izleyecek kimse yoksa neden [uyduların] olması gerektiği açık değil. .” Ancak daha sonra teleskopun bir kopyasını alan Kepler fikrini değiştirdi, uyduların gözlemlendiğini doğruladı ve kendisi de mercek teorisini ele aldı. Sonuç, geliştirilmiş bir teleskop ve Dioptrik'in temel çalışmasıydı.

Prag'da Kepler'in iki oğlu ve bir kızı vardı. 1611'de en büyük oğlu Frederick çiçek hastalığından öldü. Aynı zamanda, kendi kardeşi Matthew ile savaşı kaybeden akıl hastası İmparator II. Rudolf, Çek tahtından kendi lehine feragat etti ve kısa süre sonra öldü. Kepler, Linz'e taşınmak için hazırlıklara başladı ancak daha sonra eşi Barbara uzun bir hastalıktan sonra öldü.

Son yıllar

Kepler'in Portresi, 1627

1612'de yetersiz para toplayan Kepler, 14 yıl yaşadığı Linz'e taşındı. Saray matematikçisi ve astronomu pozisyonu onun için korundu, ancak ödeme açısından yeni imparatorun eskisinden daha iyi olmadığı ortaya çıktı. Öğretmenlik ve burçlar bir miktar gelir getirdi.

1613 yılında Kepler, bir marangozun 24 yaşındaki kızı Susanna ile evlendi. Yedi çocukları oldu, dördü hayatta kaldı.

1615 yılında Kepler, annesinin büyücülükle suçlandığı haberini alır. İddia ciddi: Geçen kış Katharina'nın yaşadığı Leonberg'de aynı yazı nedeniyle 6 kadın yakılmıştı. İddianamede 49 nokta yer alıyordu: şeytanla iletişim, küfür, yolsuzluk, büyücülük vb. Kepler şehir yetkililerine yazıyor; Anne önce serbest bırakıldı, ancak daha sonra tekrar tutuklandı. Soruşturma 5 yıl sürdü. Nihayet 1620'de duruşma başladı. Kepler'in kendisi savunmacı olarak hareket etti ve bir yıl sonra bitkin kadın nihayet serbest bırakıldı. Ertesi yıl öldü.

Bu arada Kepler astronomi araştırmalarına devam etti ve 1618'de keşfetti. üçüncü yasa: Bir gezegenin Güneş'ten ortalama uzaklığının küpünün Güneş etrafındaki dönüş periyodunun karesine oranı tüm gezegenler için sabit bir değerdir: a³/T² = sabit. Kepler bu sonucu son kitabı "Dünyanın Uyumu"nda yayınladı ve bunu yalnızca Mars'a değil aynı zamanda diğer tüm gezegenlere (doğal olarak Dünya dahil) ve Galilean uydularına uyguladı.

Kitabın, en değerli bilimsel keşiflerin yanı sıra, bilim adamına göre evrenin en yüksek projesinin estetik özünü oluşturan "kürelerin müziği" ve Platonik katılar hakkında felsefi tartışmaları da içerdiğini belirtelim. .

1626'da Otuz Yıl Savaşları sırasında Linz kuşatıldı ve kısa sürede ele geçirildi. Yağma ve yangınlar başladı; Diğerlerinin yanı sıra matbaa da yandı. Kepler Ulm'a taşındı ve 1628'de Wallenstein'ın hizmetine girdi.

1630'da Kepler, maaşının en azından bir kısmını almak için Regensburg'a imparatorun yanına gitti. Yolda kötü bir soğuk algınlığına yakalandı ve kısa süre sonra öldü.

Kepler'in ölümünden sonra mirasçılara şunlar verildi: ikinci el kıyafetler, 22 florin nakit, 29.000 florin ödenmemiş maaş, 27 yayınlanmış el yazması ve birçok yayınlanmamış eser; daha sonra 22 ciltlik bir koleksiyonda yayınlandılar.

Kepler'in ölümü onun talihsizliklerine son vermedi. Otuz Yıl Savaşları sonunda defnedildiği mezarlık tamamen yıkılmış, mezarından geriye hiçbir şey kalmamıştır. Kepler'in arşivinin bir kısmı kayboldu. 1774 yılında arşivin çoğu (22 ciltten 18'i), Leonhard Euler'in tavsiyesi üzerine St. Petersburg Bilimler Akademisi tarafından satın alındı ​​ve şimdi RAS arşivinin St. Petersburg şubesinde saklanıyor.

Bilimsel aktivite

Albert Einstein, Kepler'i "eşsiz bir adam" olarak adlandırdı ve onun kaderi hakkında şunları yazdı:

Tüm doğal olaylar için genel bir modelin varlığına hala güven duyulmadığı bir çağda yaşadı. Böyle bir kalıba olan inancı ne kadar derindi, eğer tek başına çalışıyorsa, kimse tarafından desteklenmiyor veya anlaşılmıyorsa, onlarca yıldır gezegenlerin hareketi ve bu hareketin matematiksel yasalarının zor ve özenli ampirik çalışması için bundan güç alıyordu!

Bu bilimsel hareketin gerçekleştiği günümüzde, bu yasaların keşfedilmesi ve bu kadar doğru bir şekilde ifade edilmesinin ne kadar ustalık, ne kadar emek ve sabır gerektirdiğini kimse tam olarak takdir edemez.

Astronomi

16. yüzyılın sonlarında astronomide Ptolemy'nin yermerkezli sistemi ile Kopernik'in güneş merkezli sistemi arasında hâlâ bir mücadele vardı. Kopernik sisteminin muhalifleri, hesaplama hataları açısından Ptolemaik sistemden daha iyi olmadığını savundu. Kopernik'in modelinde gezegenlerin dairesel yörüngelerde düzgün bir şekilde hareket ettiğini hatırlayalım: Bu varsayımı gezegenlerin hareketinin görünürdeki eşitsizliğiyle bağdaştırmak için Kopernik dış çemberler boyunca ek hareketler eklemek zorunda kaldı. Kopernik'in dış çemberi Ptolemy'den daha az olmasına rağmen, başlangıçta Ptolemy'ninkinden daha doğru olan astronomik tabloları, kısa sürede gözlemlerden önemli ölçüde farklılaştı ve bu da coşkulu Kopernikçileri oldukça şaşırttı ve soğuttu.

Kepler tarafından tam olarak ve mükemmel bir doğrulukla keşfedilen gezegen hareketinin üç kanunu, bu hareketlerin görünürdeki düzensizliğini açıkladı. Kepler'in modeli çok sayıda uydurma dış çember yerine yalnızca tek bir eğri içeriyor: bir elips. İkinci yasa, gezegenin Güneş'ten uzaklaşırken veya yaklaşırken hızının nasıl değiştiğini belirlerken, üçüncüsü bu hızı ve Güneş etrafındaki dönüş periyodunu hesaplamamızı sağlar.

Her ne kadar tarihsel olarak Kepler dünya sistemi Kopernik modeline dayansa da aslında çok az ortak noktaları vardır (yalnızca Dünya'nın günlük dönüşü). Gezegenleri taşıyan kürelerin dairesel hareketleri ortadan kalktı ve gezegen yörüngesi kavramı ortaya çıktı. Kopernik sisteminde, Kopernik dünyanın yörüngesinin merkezinin dünyanın merkezi olduğunu ilan ettiğinden, Dünya hala biraz özel bir konuma sahipti. Kepler'e göre Dünya, hareketi üç genel yasaya tabi olan sıradan bir gezegendir. Gök cisimlerinin tüm yörüngeleri elipstir (hiperbolik bir yörünge boyunca hareket daha sonra Newton tarafından keşfedilmiştir), yörüngelerin ortak odağı Güneş'tir.

Kepler ayrıca astronomide gök cisimlerinin konumlarını belirlemek için kullanılan “Kepler denklemi”ni de türetmiştir.

Kepler tarafından keşfedilen gezegen kinematiği yasaları daha sonra Newton'un yerçekimi teorisini yaratmasının temelini oluşturdu. Newton, tüm Kepler yasalarının yerçekimi yasasının doğrudan sonuçları olduğunu matematiksel olarak kanıtladı.

Kepler'in güneş sisteminin ötesindeki Evrenin yapısına ilişkin görüşleri onun mistik felsefesinden kaynaklanıyordu. Güneşin hareketsiz olduğuna inanıyordu ve yıldızlar küresini dünyanın sınırı olarak görüyordu. Kepler Evrenin sonsuzluğuna inanmadı ve bir argüman olarak daha sonra adı verilecek şeyi önerdi (1610). fotometrik paradoks: Yıldızların sayısı sonsuz olsaydı, hangi yöne bakılırsa bakılsın bir yıldızla karşılaşılırdı ve gökyüzünde karanlık alanlar olmazdı.

Açıkça söylemek gerekirse, Kepler'in dünya sistemi yalnızca gezegensel hareket yasalarını tanımlamayı değil, aynı zamanda çok daha fazlasını da yapmayı iddia ediyordu. Pisagorcular gibi Kepler de dünyayı hem geometrik hem de müzikal olarak belirli bir sayısal uyumun gerçekleşmesi olarak görüyordu; Bu uyumun yapısını ortaya çıkarmak en derin sorulara yanıt verecektir:

Tüm göksel hareketlerin hem bütünlük içinde hem de tüm bireysel durumlarda genel bir uyumla dolu olduğunu keşfettim - ancak beklediğim gibi değil, hatta daha mükemmel.

Örneğin, Kepler neden tam olarak altı gezegenin bulunduğunu (o zamana kadar Güneş Sistemi'nin yalnızca altı gezegeni biliniyordu) ve bunların uzayda başka bir şekilde değil de bu şekilde konumlandığını açıklıyor: gezegenlerin yörüngelerinin aynı olduğu ortaya çıktı. düzenli çokyüzlülerle yazılmıştır. İlginç bir şekilde Kepler, bu bilimsel olmayan değerlendirmelere dayanarak Mars'ın iki uydusunun ve Mars ile Jüpiter arasında bir ara gezegenin varlığını öngördü.

Kepler'in yasaları açıklığı, basitliği ve hesaplama gücünü birleştiriyordu, ancak dünya sisteminin mistik biçimi Kepler'in büyük keşiflerinin gerçek özünü tamamen kirletiyordu. Bununla birlikte, Kepler'in çağdaşları, yeni yasaların doğruluğuna zaten ikna olmuşlardı, ancak bunların derin anlamları Newton'a kadar belirsiz kalmıştı. Batlamyus'un modelini canlandırmak veya güneş merkezli olandan başka bir hareket sistemi önermek için başka bir girişimde bulunulmadı.

Kepler, Gregoryen takviminin Protestanlar tarafından benimsenmesi için çok şey yaptı (1613 Regensburg Diyeti'nde ve 1615 Aachen Diyeti'nde).

Kepler, Kopernik astronomisinin ilk kapsamlı (üç ciltlik) sunumunun yazarı oldu ( Özet Astronomiae Copernicanae, 1617-1622), hemen “Yasaklı Kitaplar Dizini” ne dahil edilme onurunu aldı. Ana eseri olan bu kitapta Kepler, astronomideki tüm keşiflerinin bir açıklamasına yer verdi.

1627 yazında, 22 yıllık çalışmanın ardından Kepler, imparatorun onuruna "Rudolph" adını verdiği astronomik tabloları (masrafları kendisine ait olmak üzere) yayınladı. Önceki tabloların tümü gözlemlerden çoktan farklı olduğu için bunlara olan talep çok büyüktü. Çalışmanın ilk kez hesaplamalara uygun logaritma tablolarını içermesi önemlidir. Keplerian tabloları 19. yüzyılın başlarına kadar gökbilimcilere ve denizcilere hizmet etti.

Kepler'in ölümünden bir yıl sonra Gassendi, tahmin ettiği üzere Merkür'ün Güneş diski boyunca geçişini gözlemledi. 1665 yılında İtalyan fizikçi ve gökbilimci Giovanni Alfonso Borelli, Galileo tarafından keşfedilen Jüpiter'in uyduları için Kepler yasalarının doğrulandığı bir kitap yayınladı.

Matematik

Kepler, "Şarap Fıçılarının Yeni Stereometrisi" (1615) kitabında anlattığı çeşitli devrim cisimlerinin hacimlerini belirlemenin bir yolunu buldu. Önerdiği yöntem integral hesabının ilk elemanlarını içeriyordu. Cavalieri daha sonra son derece verimli "bölünemezler yöntemini" geliştirmek için aynı yaklaşımı kullandı. Bu sürecin tamamlanması matematiksel analizin keşfiyle oldu.

Ayrıca Kepler kar tanelerinin simetrisini de çok detaylı bir şekilde analiz etti. Simetri üzerine yapılan araştırmalar onu, topların yoğun bir şekilde paketlenmesine ilişkin varsayımlara yönlendirdi; buna göre, en yüksek paketleme yoğunluğunun, toplar piramit şeklinde üst üste yerleştirildiğinde elde edilir. Bu gerçeği matematiksel olarak 400 yıl boyunca kanıtlamak mümkün olmadı; Kepler hipotezinin kanıtlanmasına ilişkin ilk rapor ancak 1998 yılında matematikçi Thomas Hales'in çalışmasında ortaya çıktı. Kepler'in simetri alanındaki öncü çalışması daha sonra kristalografi ve kodlama teorisinde uygulama buldu.

Astronomik araştırması sırasında Kepler, konik kesitler teorisine katkıda bulundu. Logaritma tablolarının ilklerinden birini derledi.

Kepler ilk olarak “aritmetik ortalama” terimini kullandı.

Kepler aynı zamanda projektif geometri tarihine de girdi: ilk olarak en önemli kavramı tanıttı. sonsuzluğa işaret. Ayrıca bir konik bölümün odak noktası kavramını ortaya attı ve türlerini değiştirenler de dahil olmak üzere konik bölümlerin projektif dönüşümlerini (örneğin, bir elipsin hiperbole dönüştürülmesi) değerlendirdi.

Mekanik ve fizik

Atalet terimini, cisimlerin uygulanan bir dış kuvvete direnme konusundaki doğuştan gelen özelliği olarak fiziğe sokan Kepler'di. Aynı zamanda, Galileo gibi, mekaniğin birinci yasasını açıkça formüle etti: Başka cisimlerin etkisinde olmayan her cisim hareketsizdir veya düzgün doğrusal hareket halindedir.

Kepler, matematiksel olarak ifade etmeye çalışmasa da, yerçekimi yasasını keşfetmeye yaklaştı. “Yeni Astronomi” kitabında doğada “birlik veya bağlantı için benzer (ilişkili) bedenlerin karşılıklı bedensel arzusunun” bulunduğunu yazdı. Ona göre bu kuvvetin kaynağı, Güneş'in ve gezegenlerin kendi eksenleri etrafında dönmesiyle birleşen manyetizmadır.

Başka bir kitapta Kepler şunu açıkladı:

Yer çekimini manyetizmaya benzer bir kuvvet, yani karşılıklı çekim olarak tanımlıyorum. Çekim kuvveti ne kadar büyük olursa, her iki cisim de birbirine o kadar yakın olur.

Doğru, Kepler yanlışlıkla bu kuvvetin yalnızca ekliptik düzlemde uzandığına inanıyordu. Görünüşe göre yerçekimi kuvvetinin mesafeyle (mesafenin karesiyle değil) ters orantılı olduğuna inanıyordu; ancak formülasyonları yeterince açık değildir.

Kepler, Newton'dan neredeyse yüz yıl önce, gelgitlerin nedeninin Ay'ın okyanusların üst katmanları üzerindeki etkisi olduğunu öne süren ilk kişiydi.

Optik

1604'te Kepler, optik üzerine kapsamlı bir inceleme olan Vitellius'a Eklemeler'i ve 1611'de Dioptrics adlı başka bir kitap yayınladı. Optiğin bir bilim olarak tarihi bu çalışmalarla başlar. Bu yazılarında Kepler hem geometrik hem de fizyolojik optiği ayrıntılı olarak anlatıyor. Işığın kırılmasını, kırılmayı ve optik görüntü kavramını, merceklerin genel teorisini ve sistemlerini anlatır. “Optik eksen” ve “menisküs” terimlerini tanıttı ve ilk kez aydınlatmanın ışık kaynağına olan mesafenin karesiyle ters orantılı olarak düştüğü yasasını formüle etti. İlk kez, ışığın daha az yoğun bir ortama geçişte toplam iç yansıması olgusunu tanımladı.

Modern bir bakış açısına göre onun tarafından açıklanan fizyolojik görme mekanizması temelde doğrudur. Kepler merceğin rolünü anladı ve miyop ve uzak görüşlülüğün nedenlerini doğru bir şekilde tanımladı.

Kepler'in optik yasalarına ilişkin derin kavrayışı, onu 1613 yılında Christoph Scheiner tarafından yapılan teleskopik bir teleskop (Kepler teleskopu) tasarlamaya yöneltti. 1640'lara gelindiğinde bu tür teleskoplar Galileo'nun astronomideki daha az gelişmiş teleskopunun yerini aldı.

Kepler ve astroloji

Kepler'in astrolojiye karşı tutumu kararsızdı. Bir yandan dünyevi ve göksel olanın bir tür uyumlu birlik ve bağlantı içinde olduğunu varsaydı. Öte yandan, bu uyumun belirli olayları tahmin etmek için kullanılması olasılığı konusunda da şüpheciydi.

Kepler şunları söyledi: "İnsanlar dünyevi işlerin gök cisimlerine bağlı olduğunu düşünmekle yanılıyorlar." Açıkça ifadelerinden bir diğeri de yaygın olarak biliniyor:

Elbette bu astroloji aptal bir kız çocuğu, ama Tanrım, astronomi konusunda son derece bilge olan annesi aptal bir kızı olmasaydı nereye giderdi! Dünya çok daha aptal ve o kadar aptal ki, bu yaşlı, mantıklı annenin iyiliği için aptal kız sohbet etmek ve yalan söylemek zorunda kalıyor. Ve matematikçilerin maaşı o kadar az ki, kızı hiçbir şey kazanmasaydı anne muhtemelen açlıktan ölecekti.

Yine de Kepler astrolojiden asla kopmadı. Dahası, astrolojinin doğasına ilişkin kendi görüşü vardı ve bu da onu çağdaş astrologlar arasında öne çıkarıyordu. "Dünyanın Umudu" adlı eserinde "göklerde uğursuzluk getiren ışıklar bulunmadığını" ancak insan ruhunun gök cisimlerinden yayılan ışık ışınlarıyla "rezonans" yeteneğine sahip olduğunu; Bu ışınların doğduğu andaki konfigürasyonunu hatırlayın. Kepler'e göre gezegenler bireysel bir ruha sahip canlı varlıklardı.



 

Okumak faydalı olabilir: