Кеплер: Основи астрономії

Кеплер і орбіти планет

Вступ:

У цій статті ми розглянемо життя Йоганна Кеплера та його дослідження орбіт планет, а також еволюцію його знань в астрономії і внесок, який він зробив через свої закони.

Біографія:

Йоганн Кеплер (1571-1628) народився в Леонберзі, Німеччина, де розпочав навчання в латинській школі. У 1584 році він вступив до протестантської семінарії в Адельберзі, а в 1589 році почав вивчати теологію в протестантському університеті Тюбінгена. Там його вплинув викладач математики Міхаель Местлін, який підтримував геліоцентричну теорію руху планет, розроблену польським астрономом Миколою Коперником. Кеплер відразу прийняв коперніканську теорію, вважаючи, що простота її планетарного порядку є Божим задумом.

Дослідження та перша теорія У 1594 році Кеплер переїхав до Граца (Австрія), де розробив складну геометричну гіпотезу для пояснення відстаней між планетарними орбітами, які помилково вважалися круглими. Кеплер припустив, що Сонце чинить силу, яка зменшується пропорційно до відстані, і підштовхує планети навколо своїх орбіт. У 1596 році він опублікував свої теорії в праці під назвою Mysterium Cosmographicum. Ця робота є важливою, оскільки представляє перше широке і переконливе доказ геометричних переваг коперніканської теорії. За винятком Меркурія, система Кеплера працювала дуже близько до спостережень.

Цікавість: Завдяки своїй репутації як математика, Кеплер був запрошений Тихо Браге до Праги, щоб працювати з ним як асистент і розраховувати нові орбіти планет на основі його спостережень. Після смерті Тихо в 1601 році Кеплер був призначений його наступником на посаді імперського математика, яку він обіймав до 1612 року.

Найважливіша праця та перший і другий закони Однією з найважливіших його праць цього періоду стала Astronomía nova (1609), яка стала кульмінацією його ретельних зусиль щодо розрахунку орбіти Марса. У цьому трактаті викладено два з так званих законів Кеплера про рух планет. Згідно з першим законом, планети рухаються по еліптичних орбітах, маючи Сонце в одному з фокусів. Другий закон, або правило площі, стверджує, що уявна лінія від Сонця до планети проходить однакові площі еліпса за однакові проміжки часу. Іншими словами, планета рухається швидше, коли вона ближча до Сонця.

Математик і третій закон У 1612 році Кеплер став математиком в Австрійських землях. Під час життя в Лінці він опублікував Harmonices mundi Libri (1619), остання частина якого містить ще одне відкриття про рух планет (третій закон): співвідношення між кубом середньої відстані планети до Сонця і квадратом періоду обертання планети є сталою і однаковою для всіх планет.

У той же період він опублікував книгу Epitome astronomiae copernicanae (1618-1621), яка об'єднує всі відкриття Кеплера в одному томі.

Остання праця Останньою важливою працею, опублікованою за життя Кеплера, стали Tabulae rudolphinae (1625). Спираючись на дані Браге, нові таблиці руху планет зменшують середні помилки фактичного положення планети з 5° до 10'.

Цікавість: Ісаак Ньютон спирався на теорії та спостереження Кеплера для формулювання свого закону всесвітнього тяжіння.

Зірка Кеплера:

Кеплер спостерігав наднову в нашій власній галактиці, Чумацькому Шляху, яку пізніше назвали зіркою Кеплера. Надихнувшись роботою Тихо Браге, він провів детальне дослідження її появи. Його праця De Stella nova in pede Serpentarii ('Нова зірка в нозі Змієносця') надала докази того, що Всесвіт не є статичним, а підлягає значним змінам. Наднова знаходиться лише за 13000 світлових років від нас. Жодну іншу наднову не спостерігали в історичні часи в нашій галактиці. З огляду на еволюцію яскравості зірки, сьогодні підозрюють, що це наднова типу I.

Особиста думка:

Під час написання статті я дізнався багато нового про цього астронома, зокрема про його важливі закони, які стали основою для таких відомих особистостей, як Ньютон, у формулюванні його закону всесвітнього тяжіння. Мене вразила його жага до досліджень з часів університету, яка, певною мірою, принесла йому «славу». Мені здавалося, що написання цієї статті було легким, а персонаж — зрозумілим.