Johannes Kepler (nacido el 27 de diciembre de 1571 - muerte el 15 de noviembre de 1630) - el gran astrónomo y matemático alemán, fue el descubridor de las leyes del movimiento de los planetas del sistema solar.
Johannes Kepler fue uno de los creadores de la astronomía moderna. Descubrió tres movimientos principales de los planetas en relación con el Sol, inventó un sistema óptico, que se utiliza, en particular, en los refractores modernos, preparó la creación de cálculo diferencial, integral y variacional en matemáticas.
Primeros años. Formación
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Johannes Kepler nació en 1571 en Weilder Stadt, en el sur de Alemania, en una familia protestante pobre. Después de completar sus estudios en la escuela del monasterio en 1589, ingresó en el seminario teológico de la Academia de Tubinga. En esos años, se familiarizó con el sistema heliocéntrico de N. Copernicus e inmediatamente se convirtió en su firme partidario. Kepler desarrolló un interés por la astronomía cuando era niño, cuando su madre le mostró a un niño impresionable un cometa brillante en 1577, y más tarde, un eclipse lunar que ocurrió en 1580.
Kepler nació siendo un niño muy débil. A la edad de cuatro años, contrajo viruela y casi muere. Tenía problemas de hígado y estómago y, a menudo, tenía dolor de cabeza. Además, tenía deficiencias visuales congénitas: miopía severa y un defecto en el que un objeto parece ser múltiple (mirando a la Luna, Kepler vio varias Lunas). Las enfermedades lo siguieron durante toda su vida. Tanto más dignos de respeto son su coraje y fortaleza, gracias a los cuales pudo lograr un éxito científico asombroso y convertirse en uno de los creadores de la astronomía y la física modernas.
1591 - Kepler ingresó en la Universidad de Tübingen, primero en la Facultad de Artes, que luego incluyó matemáticas y astronomía, luego se trasladó a la facultad de teología. Después de graduarse de la academia en 1593, a Kepler, acusado de libre pensamiento, no se le permitió seguir una carrera teológica y se le asignó el puesto de profesor de matemáticas.
Inicialmente, Kepler planeaba convertirse en sacerdote protestante, pero gracias a sus destacadas habilidades matemáticas fue invitado en 1594 a dar una conferencia de matemáticas en la Universidad de Graz.
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Actividad científica
Kepler estuvo en Graz durante 6 años. Allí, en 1596, se publicó su primer libro, El misterio del mundo. En él, Kepler trató de encontrar la armonía secreta del Universo, para lo cual comparó las órbitas de 5 planetas conocidos en ese momento (destacó especialmente la esfera de la Tierra) diferentes "cuerpos platónicos" (poliedros regulares). Presentó la órbita de Saturno como un círculo (aún no una elipse) en la superficie de una esfera, descrita alrededor de un cubo. A su vez, se inscribió una bola en el cubo, que se suponía que representaba la órbita de Júpiter. En esta bola estaba inscrito un tetraedro, descrito alrededor de la bola, que representa la órbita de Marte, etc.
Este trabajo, después de nuevos descubrimientos de Kepler, perdió su significado original (aunque sólo fuera porque las órbitas de los planetas no eran circulares); sin embargo, Kepler creyó en la presencia de una armonía matemática oculta del Universo hasta el final de sus días, y en 1621 volvió a publicar "El Misterio del Mundo", haciendo muchos cambios y adiciones al mismo.
1597 Kepler se casa con la viuda Barbara Müller von Mulek. Sus dos primeros hijos murieron en la infancia y su esposa enfermó de epilepsia. Además, comenzó la persecución de los protestantes en la católica Graz. Kepler, incluido en la lista de "herejes" expulsados, se vio obligado a abandonar la ciudad.
Taza de Kepler: un modelo del sistema solar de cinco sólidos platónicos.
Kepler en Praga. Patrimonio
1600 - fue a Praga al famoso astrónomo Tycho Brahe, tras cuya muerte recibió los materiales de sus muchos años y numerosas observaciones. Kepler escribió muchos artículos y artículos científicos. 1601: después de la muerte de Brahe, Kepler se convirtió en su sucesor en el cargo, y después de un litigio con su familia, Brahe pudo heredar los resultados de las observaciones astronómicas. Siendo un excelente observador, Tycho Brahe durante muchos años compiló un voluminoso trabajo sobre la observación de planetas y cientos de estrellas, mientras que la precisión de sus mediciones fue significativamente mayor que la de todos sus predecesores.
A finales del siglo XVI en astronomía, todavía existía una lucha entre el sistema geocéntrico de Ptolomeo (cuando se supone que el centro del universo es la Tierra) y el sistema heliocéntrico de Copérnico (en el que el sol está en el centro del universo). En el modelo de Copérnico, los planetas se mueven uniformemente en órbitas circulares: lo que no era consistente con la aparente irregularidad del movimiento planetario. Aunque las tablas astronómicas de Copérnico eran inicialmente más precisas que las tablas ptolemaicas, pronto divergieron significativamente de las observaciones, lo que desconcertó y enfrió mucho a los copérnicos entusiastas.
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Mecánica y Física
La obra más importante de Kepler es su obra "Nueva Astronomía" (1609), dedicada al estudio del movimiento de Marte según las observaciones de Brahe y que contiene las dos primeras leyes de atracción de los planetas. Basado en el sistema copernicano, a lo largo de varios años, Kepler estudió cuidadosamente los datos de Brahe y, como resultado de un análisis cuidadoso, llegó a la conclusión de que la trayectoria de Marte no es un círculo, sino una elipse, en uno de los focos en los que se encuentra el Sol, la posición conocida hoy. como la primera ley de Kepler.
Un análisis más detallado llevó a la segunda ley: el vector de radio que conecta el planeta y el Sol describe áreas iguales al mismo tiempo. Esto significa que cuanto más lejos está el planeta del Sol, más lento se mueve.
Al buscar órbitas, Kepler tuvo que utilizar el método de coincidencia. Calculó y calculó, pero no hubo coincidencias con las observaciones. Primero, se descartó el óvalo, una curva formada por cuatro arcos circulares. Durante aproximadamente un año, el científico jugueteó con el "ovoide", una figura con forma de huevo. Al final, llegó a la conclusión: la verdad se encuentra entre el círculo y el óvalo, como si la órbita de Marte fuera una elipse exacta. Pero la elipse no encajó hasta que Kepler colocó el sol en su foco.
Luego, a principios de 1605, todo se juntó y encajó. Todos los puntos de la órbita, calculados a partir de observaciones, se encuentran en la elipse; también convergen con la ley del área. El nuevo modelo de movimiento generó un gran interés entre los estudiosos copernicanos, aunque no todos lo aceptaron. Galileo rechazó enérgicamente las elipses keplerianas.
1619 - en el ensayo "Armonía del mundo", el científico formuló la tercera ley, uniendo la teoría del movimiento de todos los planetas en un todo armonioso. El sol, que ocupa uno de los focos de la órbita elíptica, es, según Kepler, la fuente de la fuerza que impulsa al planeta. Hizo una suposición justa sobre la existencia de la gravedad entre los cuerpos celestes y explicó el flujo y reflujo de los océanos de la tierra por la influencia de la luna.
Segunda ley de Kepler: las áreas sombreadas son iguales y atravesadas al mismo tiempo.
Astronomía
Las tres leyes del movimiento planetario descubiertas por Kepler completamente y con excelente precisión explicaron la aparente irregularidad de estos movimientos. En lugar de los intrincados modelos de Ptolomeo y Copérnico, que contienen elementos artificiales, el modelo de Kepler incluye solo una curva: una elipse. La segunda ley establece cómo cambia la velocidad del planeta al alejarse o acercarse al Sol, y la tercera permite calcular esta velocidad y el período de revolución alrededor del Sol.
1627, verano - Johannes Kepler, después de 22 años de trabajo, publicó (por su propio dinero) tablas astronómicas, a las que llamó "Rodolfos" en honor al emperador. Estas tablas hicieron posible calcular la posición de los planetas en cualquier momento con gran precisión para esa época. La demanda de ellos fue enorme, ya que todas las tablas anteriores habían divergido durante mucho tiempo de las observaciones. Las mesas de Kepler sirvieron a astrónomos y marineros hasta principios del siglo XIX.
Además de las tres leyes de Kepler, el científico posee varios descubrimientos importantes. En la obra "Reducción de la astronomía de Copérnico" (1618-1622), Kepler esbozó la teoría y los métodos para predecir los eclipses solares y lunares. Sus investigaciones en óptica (problemas de refracción de la luz, refracción astronómica, desarrollo de la teoría de los telescopios) se presentan en las obras "Suplemento de Vittelo" (1604) y "Dioptría" (1611).
Matemáticas
Las notables habilidades matemáticas del científico se manifestaron, en particular, en la derivación de fórmulas para determinar los volúmenes de muchos cuerpos de revolución.
Últimos años. Muerte
Los últimos años de su vida, el científico los pasó en constante viaje, en parte debido a la agitación política … La Guerra de los Treinta Años … (en un momento estuvo al servicio de Wallenstein como astrólogo), en parte como resultado del juicio de su madre, quien fue acusada de brujería. Johannes Kepler murió el 15 de noviembre de 1630 en Ratisbona, donde fue enterrado en el cementerio de St. Peter. Sobre su tumba se hace una inscripción: “Mensus eram coelos nune terrae metior umbras; Mens coelestis erat, corporis umbra jacet ". Este epitafio, escrito por el mismo Johannes Kepler, significa: “Antes medía los cielos, ahora mido la oscuridad subterránea; mi mente fue un regalo del cielo, y mi cuerpo, transformado en sombra, descansa ". En Ratisbona, en 1808, se le erigió un monumento.
A. Mudrova
