Kto objavil zákony planetárneho pohybu?

"Keplerov zákony" - táto fráza je známa každému, kto má rád astronómiu. Kto je táto osoba? Vzťah a vzájomná závislosť objektívnej reality, ktorú opísal? Astronóm, matematik, teológ, filozof, najlepší človek svojej doby, Johannes Kepler (1571-1630) objavil zákony pohybu planét slnečnej sústavy.

začínajúce na ceste

Johannes Kepler, rodák Weil der Stadt (Nemecko), prišiel na tento svet v decembri 1571. Slabé, slabozrakové dieťa prekonalo všetko preto, aby zvíťazilo v tomto živote. Chlapčenské štúdie začali v Leonbergu, kde sa rodina pohybovala. Neskôr sa presťahoval do inštitúcie vyvýšeného typu - latinskej školy, aby sa naučil základy jazyka, ktorý zamýšľal použiť v budúcich publikáciách.

V roku 1589 absolvoval školu v kláštore Maulbronn v meste Adelburg. V roku 1591 vstúpil na univerzitu v Tübingene. Efektívny vzdelávací systém vytvorili vévody v nadväznosti na zavedenie luteránstva. Pomocou grantov a štipendií pre chudobných sa orgány snažili poskytnúť univerzity žiadateľom, z ktorých bolo možné vychovávať vzdelaných duchovných, schopných obhajovať novú vieru v časoch zúrivých náboženských sporov.

Počas svojho pobytu vo vzdelávacom zariadení Kepler padol pod vplyvom profesora astronómie Michael Meestlin. Tá tajne zdieľala názory Copernicus na myšlienku heliocentrického vesmíru (Slnko v stredu), hoci študoval "podľa Ptolemaia" (Zem v strede). Hlboké znalosti myšlienok poľského vedca vzbudili Keplerov veľký záujem o astronómiu. Takže teória Koperníka mala ďalšiu podporu, ktorá sa snažila osobne pochopiť zákony planetárneho pohybu okolo Slnka.

Slnečná sústava je umelecké dielo

Je iróniou, že ten, kto následne objavil zákony planetárneho pohybu, nepovažoval sa za astronóma povolaním. Počas svojho života Kepler veril, že slnečný systém - umelecké dielo plné mystických javov, sníva o tom, že sa stane kňazom. Jeho záujem o Koperníkovu teóriu vysvetlil astronóm tým, že musí študovať rôzne názory pred tým, ako vyvodí závery z vlastného výskumu.

Napriek tomu univerzitní profesori hovorili o Keplerovi ako študentovi s vynikajúcou mysľou. V roku 1591, po získaní magisterského titulu, vedec pokračoval v štúdiách v oblasti teológie. Keď boli dokončené, bolo zistené, že profesor matematiky zomrel v evanjelickej škole v Grazi. Tubingenská univerzita odporučila, aby sa na tejto pozícii absolvoval talentovaný vo všetkých smeroch. Tak odpustite zákony planetárneho pohybu?

V mene Boha

22-ročný Johann neochotne opustil svoje pôvodné povolanie byť kňazom, ale napriek tomu prevzal povinnosti učiteľa matematiky v Grazi. Počas prednášok vo svojej triede začínajúci učiteľ zobrazoval na doske niektoré geometrické postavy za účasti sústredných kruhov a trojuholníkov. A zrazu bol zmätený myšlienkou, že takéto čísla odrážajú určitý pevný pomer medzi veľkosťami dvoch kruhov za predpokladu, že trojuholník je rovnostranný. A aký je pomer veľkostí v oblasti medzi oboma kruhmi? Myšlienkový proces nadobudol dynamiku.

O rok neskôr zverejnil neobvyklý teológ svoju prvú prácu "Tajomstvo vesmíru" (1596). V ňom vysvetlil svoje kreatívne názory na tajomstvá vesmíru, ktoré sú podporované náboženskými presvedčeniami.

Ten, kto objavil zákony planetárneho pohybu, tak urobil v mene Boha. Rozširovaním matematického plánu vesmíru dospel výskumník k záveru: šesť planét je uzavretých v oblastiach, medzi ktorými je päť pravidelných polyhedrov. Samozrejme, že verzia bola založená na "fakte", že existuje len šesť nebeských telies. Kolem obežnej dráhy Zeme obišiel Kepler ideálny dvanástodol a guľu dotýkajúcu sa obežnej dráhy Marsu.

Dokonalá polyhedra

Okolo oblasti Marsu predstavil vedec tetraedrón a guľu priľahlú k obežnej dráhe Jupitera. V ikonahedóne v orbitálnej sfére Zeme Venuše dokonale "miešala" sféru Venuše. Pomocou zostávajúcich typov perfektnej polyhedry to bolo urobené s ostatnými. Zdá sa, že pomery okolitých planetárnych dráh prezentované vo vnorenom modeli Keplerovských sfér sa zhodovali s výpočtami Koperníka.

Zjavenie zákonov planetárneho pohybu sa kňaz s matematickou mysľou opieral predovšetkým o božskú inšpiráciu. Nemal žiadny skutočný základ pre argumenty. Význam pojednania "Tajomstvá vesmíru" spočíva v tom, že ide o prvý rozhodujúci krok smerom k uznaniu heliocentrického systému sveta, ako ho stanovil Koperník.

Predpoklady proti vysokej presnosti

V septembri 1598 boli protestanti v Grazi vrátane Keplera vylúčení z mesta katolíckymi vládcami. Napriek tomu, že sa Johann mohol vrátiť, situácia zostala veľmi napätá. Pri hľadaní podpory sa obrátil na Tycho Brahe - matematiku a astronóma na súde cisára Rudolfa II. Vedec bol známy svojou pôsobivou zbierkou planetárnych pozorovaní.

Vedel o diele "Tajomstvo vesmíru". Ale keď v roku 1600 prišiel jeho tvorca do Tichého observatória mimo Prahy, braga, ktorý sa venoval vysoko presnému výskumu, ho privítal ako autora konkrétnej práce, ale nie ako jeho kolega. Konfrontácia medzi nimi pokračovala až do smrti dánskeho astrológa, ku ktorému došlo za rok. Potom, čo oponent opustil svet, Kepler mal dôveru, aby strážil pokladnice svojich pozorovaní. Veľmi pomohli výskumníkovi stať sa tým, kto objavil zákony planetárneho pohybu okolo Slnka.

Cesta Marsu

Nedávne štúdie od Braga o vytvorení tabuľky planetárneho pohybu neboli dokončené. Všetky nádeje boli umiestnené na nástupcu. Bol menovaný cisárskym matematikom. Napriek napätým vzťahom so svojím neskorším kolegom bol Kepler slobodný, aby sa usiloval o svoje záujmy v astronómii. Rozhodol sa pokračovať vo svojich pozorovaniach na Marse a opísať svoju vlastnú predstavu o dráhe tejto planéty.

Johann si bol istý, že keď objavil náročnú cestu Marsu, možno odhaliť spôsoby pohybu všetkých ostatných "Plavcov vesmíru". Na rozdiel od všeobecného presvedčenia nepoužíval Braga iba pozorovania, aby si vybral geometrickú postavu, ktorá zodpovedá opisu. Včerajší teológ poslal úsilie o objavenie fyzickej teórie pohybu "sestier, ktorí žijú v bezsvetovom priestore", z ktorého možno odvodiť ich obežnú dráhu. Po titánskej výskumnej práci sa objavili tri zákony planetárneho pohybu.

Prvý zákon

I. Obehom planét sú elipsy so Slnkom v jednej z ložísk.

Zákon pohybu planét v slnečnej sústave zistil, že sa planéty pohybujú v elipse. Po ôsmich rokoch výpočtov sa objavil pomocou databázy zostavenej Tycho Brahe na základe pozorovaní planetárneho pohybu hviezdy Marsu. Johann nazval svoju prácu "Nová astronómia".

Takže podľa Keplerovho prvého zákona má každá elipsa dva geometrické body nazývané foci (singulárne zameranie). Celková vzdialenosť od celej planéty k každému ohnisku sa vždy pridá rovnako bez ohľadu na to, kde je planéta v ceste jeho pohybu. Význam tohto objavu spočíva v tom, že predpoklad, že obežná dráha nie je ideálnym kruhom (ako v geocentrickej teórii), priblížil ľudí k presnejším a jasnejším pochopeniam svetového obrazu.

Druhý zákon

II. Linka spájajúca planétu so Slnkom (vektor rádiusu) prekonáva rovnaké plochy v rovnakých časových intervaloch, zatiaľ čo planéta sa pohybuje okolo elipsy.

To znamená, že v každom časovom intervale, napríklad za 30 dní, planéta prekoná rovnakú oblasť bez ohľadu na to, v akom období si vyberiete. Pohybuje sa rýchlejšie pri približovaní sa k Slnku a pomalšie, keď je odstránený, ale prichádza s neustále sa meniacou rýchlosťou, keď sa pohybuje okolo svojej obežnej dráhy. "Najchytřejší" pohyb je pozorovaný na periheliu (najbližšie k Slnku) a na "najjemnejšom" hnutí v apheliu (miesto najvzdialenejšie od Slnka). Takže on zdôvodnil toho, kto objavil zákony pohybu planét.

Tretí zákon

III. Štatistika celkovej periódy orbitálnej revolúcie (T) je úmerná kocke priemernej vzdialenosti od planéty k Slnku (R).

Tento princíp sa niekedy nazýva aj zákon harmónie. Porovnáva orbitálne časové obdobie a polomer orbity planét. Podstata Keplerovho objavu spočíva v tom, že pomer štvorcov pohybových období a kociek s priemernými vzdialenosťami od Slnka je pre každú planétu rovnaký.

Opäť boli zákony pohybu Keplerových planét založené na dlhodobých vážnych pozorovaniach a matematicky spracované. Ukazujúc pravidelnosti, neodhalili kondíciu javov. Neskôr, slávny objaviteľ zákona univerzálnej gravitácie, Newton dokázal, že hádanka bola pokrytá vo fyzickej vlastnosti telies priťahovaných k sebe.

Stín môjho tela je tu

Napriek svojmu úspechu Kepler neustále trpel finančnými problémami, nedostatok času na výskum, cestoval hľadaním miest, kde toleroval svoje náboženské presvedčenie. Niekoľkokrát sa pokúšal získať učiteľskú pozíciu v Tübingene, ale bol vnímaný ako zradca, protestant a bol odmietnutý.

Johannes Kepler zomrel 15. novembra 1630 z útoku akútnej horúčky. Bol pochovaný na protestantskom cintoríne. V epitafe jeho zákonný syn napísal: "Použil som neba na meranie. Teraz musím merať tieň Zeme. Napriek tomu, že moja duša je v nebi, tu leží tieň môjho tela. "

Áno, pôvodne v duchu stredovekých konceptov, vedec verí, že sa planéty pohybujú, pretože majú duše, to je živé kúzlo a nie len hrudky hmoty. Neskôr si uvedomil, že vedecký prístup je oveľa oprávnenejší. No, kňaz a astronóm, ktorý objavil zákony planetárneho pohybu, čestne prešiel cestou pohľadu. Pripúšťame si však: niekedy sa zdá, že existuje celý rad mysticiek v celom vedeckom vesmíre!