Йоханес Кеплер (роден на 27 декември 1571 г. - смърт 15 ноември 1630 г.) - големият немски астроном и математик, е откривателят на законите на движение на планетите на Слънчевата система.
Йоханес Кеплер беше един от създателите на съвременната астрономия. Той откри три основни движения на планетите спрямо Слънцето, измисли оптична система, която се използва, по-специално, в съвременните рефрактори, подготви създаването на диференциално, интегрално и вариативно смятане в математиката.
Ранните години. обучение
Йоханес Кеплер е роден през 1571 г. във Weilder Stadt, Южна Германия, в бедно протестантско семейство. След като завършва обучението си в манастирското училище през 1589 г., той постъпва в богословската семинария в Академията в Тюбинген. В онези години той се запознава с хелиоцентричната система на Н. Коперник и веднага става нейният непоколебим поддръжник. Кеплер развил интерес към астрономията като дете, когато майка му показала впечатляващо дете ярка комета през 1577 г., а по-късно и лунно затъмнение, настъпило през 1580г.
Кеплер се роди много слабо дете. На четиригодишна възраст той заразил едра шарка и едва не умрял. Той имаше проблеми с черния дроб и стомаха и често имаше главоболие. Освен това той е имал вродени зрителни увреждания - тежка късогледство и дефект, при който един обект изглежда множествен (гледайки Луната, Кеплер видя няколко Луни). Болестите го последвали през целия му живот. Още по-достойни за уважение са неговата смелост и устойчивост, благодарение на които той успя да постигне невероятни научни успехи и да стане един от създателите на съвременната астрономия и физика.
1591 г. - Кеплер влиза в университета в Тюбинген - първо във Факултета по изкуствата, който след това включва математика и астрономия, след което се премества в богословския факултет. След като завършва академията през 1593 г., Кеплер, обвинен в свободна мисъл, не е допуснат да продължи богословска кариера и получава длъжността училищен учител по математика.
Първоначално Кеплер планира да стане протестантски свещеник, но поради изключителните си математически способности той е поканен през 1594 г. да преподава математика в университета в Грац.
Промоционално видео:
Научна дейност
Кеплер е бил в Грац 6 години. Там през 1596 г. е публикувана първата му книга „Мистерията на света“. В него Кеплер се опита да открие тайната хармония на Вселената, за която той сравнява орбитите на 5 известни по онова време орбити (той отдели земната сфера особено) различни "платонови тела" (редовни многогранници). Той представи орбитата на Сатурн като кръг (все още не елипса) на повърхността на сфера, описана около куб. На свой ред в куба беше вписана топка, която трябваше да представлява орбитата на Юпитер. В тази топка беше вписан тетраедър, описан около топката, представляващ орбитата на Марс и т.н.
Тази работа, след по-нататъшни открития на Кеплер, загуби първоначалното си значение (дори и защото орбитите на планетите не бяха кръгови); въпреки това Кеплер вярва в наличието на скрита математическа хармония на Вселената до края на дните си и през 1621 г. той преиздава „Тайната на света“, като прави много промени и допълнения към нея.
1597 г. Кеплер се жени за вдовицата Барбара Мюлер фон Мулек. Първите им две деца починаха в ранна детска възраст, а съпругата им се разболя от епилепсия. Освен това в католически Грац започна преследване на протестантите. Кеплер, включен в списъка на изгонените „еретици“, беше принуден да напусне града.
Kepler's Cup: модел на слънчевата система от пет платонови твърди частици.
Кеплер в Прага. наследство
1600 г. - той заминава за Прага при известния астроном Тихо Брахе, след чиято смърт получава материалите от своите много години и многобройни наблюдения. Кеплер е написал много научни трудове и статии. 1601 г. - след смъртта на Брахе Кеплер става негов наследник на поста и след съдебни спорове със семейството си Брахе успява да наследи резултатите от астрономически наблюдения. Бидейки отличен наблюдател, Тихо Брахе дълги години съставяше обемна работа по наблюдението на планети и стотици звезди, докато точността на неговите измервания беше значително по-висока от тази на всички негови предшественици.
В края на 16 век в астрономията все още е имало борба между геоцентричната система на Птолемей (когато центърът на Вселената се приема за Земята) и хелиоцентричната система на Коперник (в която слънцето е в центъра на Вселената). В модела на Коперник планетите се движат равномерно по кръгови орбити: което не било в съответствие с видимата неравномерност на планетарното движение. Въпреки че астрономическите таблици на Коперник първоначално са били по-точни от птолемейските таблици, те скоро се разминават значително от наблюденията, което озадачава и охлажда ентусиазираните коперници много.
Механика и физика
Най-важният труд на Кеплер е работата му „Нова астрономия“(1609 г.), посветена на изследването на движението на Марс според наблюденията на Брахе и съдържаща първите два закона за привличане на планети. Въз основа на системата на Коперник, в продължение на няколко години Кеплер внимателно изучава данните на Брахе и в резултат на внимателен анализ стига до извода, че траекторията на Марс не е кръг, а елипса, в един от фокусите на който се намира Слънцето - позицията, известна днес като първият закон на Кеплер.
По-нататъшният анализ доведе до втория закон: радиусният вектор, свързващ планетата и Слънцето, описва едновременно равни зони. Това означаваше, че колкото по-далече е планетата от Слънцето, толкова по-бавно се движи.
При търсене на орбити Кеплер трябваше да използва метода на съвпадение. Той изчисли и изчисли, но нямаше съвпадения с наблюдения. Първо овалът беше изхвърлен - крива, съставена от четири кръгови дъги. За около година ученият се сблъска с „яйцевидната“- фигура във формата на яйце. В крайна сметка той стигна до извода: истината се крие между кръга и овала, сякаш орбитата на Марс е точна елипса. Но елипсата не пасваше, докато Кеплер не постави слънцето във фокуса си.
Тогава в началото на 1605 г. всичко се събра и стана на мястото си. Всички точки на орбитата, изчислени от наблюденията, лежат на елипсата, тя също се сближава със закона за зоната. Новият модел на движение предизвика голям интерес у учениците от Коперник, въпреки че не всички го приеха. Галилео категорично отхвърли кеплерианските елипси.
1619 г. - в есето „Хармония на света“ученият формулира третия закон, обединявайки теорията за движението на всички планети в хармонично цяло. Слънцето, заемащо един от фокусите на елиптичната орбита, според Кеплер е източникът на силата, която управлява планетата. Той направи справедливо предположение за съществуването на гравитация между небесните тела и обясни изливането и потока на земните океани от влиянието на Луната.
Вторият закон на Кеплер: засенчените зони са равни и се пресичат едновременно.
астрономия
Трите закона на планетарното движение, открити от Кеплер, напълно и с отлична точност обясниха очевидната неравномерност на тези движения. Вместо обърканите модели на Птолемей и Коперник, съдържащи измислени елементи, моделът на Кеплер включва само една крива - елипса. Вторият закон установява как скоростта на планетата се променя при отдалечаване или приближаване до Слънцето, а третият дава възможност да се изчисли тази скорост и периода на революция около Слънцето.
1627 г., лято - Йоханес Кеплер, след 22 години работа, публикува (за свои пари) астрономически таблици, които той нарече „Рудолфи“в чест на императора. Тези таблици позволиха да се изчисли, за всеки момент, положението на планетите с висока точност за тази епоха. Търсенето на тях беше огромно, тъй като всички предишни таблици отдавна се различаваха от наблюденията. Масите на Кеплер обслужвали астрономи и моряци до началото на 19 век.
В допълнение към трите закона на Кеплер, ученият притежава редица важни открития. В работата "Намаляване на коперническата астрономия" (1618-1616) Кеплер очертава теорията и методите за прогнозиране на слънчевите и лунните затъмнения. Неговите изследвания в областта на оптиката (проблеми на пречупването на светлината, астрономическото пречупване, развитието на теорията на телескопите) са представени в трудовете "Допълнение към Витело" (1604) и "Диоптрика" (1611)
математика
Забележителните математически способности на учения се проявиха по-специално в извличането на формули за определяне на обемите на много революционни тела.
Последните години. смърт
Последните години от живота си ученият прекарал в непрекъснато пътуване, отчасти поради политически смутове … Тридесетгодишна война … (по едно време той беше на служба на Валенщайн като астролог), отчасти в резултат на процеса на майка му, обвинена в магьосничество. Йоханес Кеплер умира на 15 ноември 1630 г. в Регенсбург, където е погребан на гробището на Св. Питър. Над гроба му е направен надпис: „Mensus eram coelos nune terrae metior umbras; Mens coelestis erat, corporis umbra jacet. Този надпис, написан от самия Йоханес Кеплер, означава: „Преди измервах небето, сега измервам подземната тъмнина; умът ми беше дар от небето - и тялото ми, превърнато в сянка, почива “. В Регенсбург през 1808 г. му е издигнат паметник.
А. Мудрова