Кой открива законите на планетарното движение?

"Закони на Кеплер" - тази фраза е позната на всички, които обичат астрономията. Кой е този човек? Връзката и взаимозависимостта на каква обективна реалност той описва? Астроном, математик, теолог, философ, най-умният човек на своето време Йоханес Кеплер

Начало на пътуването

Йоханес Кеплер, роден в Weil der Stadt (Германия), дойде на този свят през декември 1571 година. Слабо, беднозряло дете е преодоляло всичко, за да спечели в този живот. Изследванията на момчето започнаха в Леонберг, където семейството се премести. По-късно той се премества в институция от висок клас - латинско училище, за да научи основите на езика, който възнамерява да използва в бъдещите публикации.

В 1589 завършва училището в маврата "Маулброн" в град Аделбург. През 1591 г. влезе в университета в Тюбинген. Една ефективна образователна система е създадена от херцозите в началото на въвеждането на лутеранството. С помощта на стипендии и стипендии за бедните властите се опитаха да осигурят на университетите кандидати, от които беше възможно да се образоват добре образовани духовници, които могат да защитават нова вяра във времена на бунтни религиозни спорове.

По време на престоя си в учебната институция Кеплер попада под влияние на професор по астрономия Майкъл Местлин. Последният тайно споделя възгледите на Коперник за идеята за хелиоцентричната (Слънцето в центъра) Вселената, въпреки че той учил учениците "според Птолемей" (Земята в центъра). Дълбокото познаване на идеите на полския учен възбуди в Кеплер голям интерес към астрономията. Така че теорията на Коперник имаше друг поддръжник, който потърси лично да разбере законите на планетарното движение около Слънцето.

Слънчевата система е произведение на изкуството

По ирония на съдбата, този, който впоследствие открива законите на планетарното движение, не се смята за астроном по призвание. През целия си живот Кеплер вярва, че слънчевата система - произведение на изкуството, изпълнено с мистични феномени, мечтае да стане свещеник. Интересът му към теорията на Коперник е обяснен от астронома от факта, че той трябва да изучава различни мнения, преди да извлече заключения от собственото си изследване.

Независимо от това университетски преподаватели говореха за Кеплер като студент с отличен ум. През 1591 г., след получаване на магистърска степен, ученият продължава своето обучение в областта на теологията. Когато те са били близо до завършване, стана известно, че в Лутеранската училище в Грац почина професор по математика. Университетът в Тубинген препоръчва на тази длъжност да бъде талантлив във всяко отношение завършил. И така, прости законите на планетарното движение?

В името на Бога

22-годишният Йохан неохотно изостави първоначалното си призвание да бъде свещеник, но въпреки това пое задълженията на учител по математика в Грац. Докато преподава в своята класа, началният учител изобразява на дъската някои геометрични фигури с участието на концентрични кръгове и триъгълници. И внезапно той беше озадачен от идеята, че такива цифри отразяват определено фиксирано съотношение между размерите на две кръгове, при условие, че триъгълникът е равномерен. И каква е съотношението между размерите в зоната между двата кръга? Процесът на мислене набира скорост.

Година по-късно необичаен богослов издава първото си произведение "Мистерията на Вселената" (1596). В него той представя творческите си възгледи за тайните на Вселената, подкрепени от религиозни убеждения.

Този, който е открил законите на планетарното движение, го е направил в името на Бога. Разширявайки математическия план на вселената, изследователят стигна до извода, че шест планети са обхванати в сфери, между които пет обикновена полихедрия. Разбира се, версията се основаваше на "факта", че има само 6 небесни тела. Около земната орбита Кеплер очерта идеален додекаедрон и сфера, докосваща орбитата на Марс.

Перфектна полиедра

Около района на Марс учените изобразяват един тетраедър и една сфера, съседна на орбитата на Юпитер. В икосаедрата в орбиталната сфера на Земята сферата на Венера е съвършено "смесена". Използвайки останалите видове перфектни полихедри, това беше направено с останалото. Това е невероятно, но съотношенията на съседните планетарни орбити, представени в вплетения модел на сферите на Кеплер, съвпадат с изчисленията на Коперник.

Откривайки законите на планетарното движение, свещеникът с математическия ум разчита основно на божествено вдъхновение. Той не разполагаше с истинска аргументация. Значението на трактата "Тайните на Вселената" е, че това е първата решителна крачка към признаването на хелиоцентричната система на мир, изложени от Коперник.

Предположения срещу висока точност

През септември 1598 г. протестантите в Грац, включително и Кеплер, са били изгонени от града от католическите владетели. Въпреки че на Йохан му беше позволено да се върне, ситуацията остана много напрегната. В търсене на подкрепа, той се обърна към Тихо Брахе - математик и астроном в двора на император Рудолф II. Ученият бил известен с внушителната си колекция от планетни наблюдения.

Той знаеше за произведението "Мистерията на Вселената". Но когато през 1600 г. неговият създател пристигна в Тихата обсерватория, разположена извън Прага, Брага, ангажиран с високо прецизно изследване, го посрещна като автор на определена работа, но не и като негов колега. Конфронтацията между тях продължава до смъртта на датския астролог, която се случи в рамките на една година. След като опонентът напусна света, на Кеплер бе възложено да охранява съкровището на своите наблюдения. Те много помогнаха на изследователя да стане този, който открива законите на планетарното движение около Слънцето.

Пътят на Марс

Последните проучвания на Брага за създаването на таблица на планетарното движение не са завършени. Всички надежда бяха поставени върху наследника. Той е назначен за имперски математик. Въпреки напрегнатите отношения със своя късен колега, Кеплер е свободен да преследва собствените си интереси в астрономията. Той реши да продължи да наблюдава наблюденията си върху Марс и да опише своето виждане за орбитата на тази планета.

Йохан беше сигурен, че след като е открил сложния марсиански път, може да се разкрият начините на движение на всички други "Скитници на Вселената". Противно на общоприетото вярване, той просто не използва наблюденията на Брага, за да избере геометрична фигура, която съответства на описанието. Вчерашният теолог насочи усилията си към откриването на физическата теория за движението на "сестрите, които живеят в безвъздушно пространство", от което могат да се извлекат орбитите им. След титаничната изследователска работа се появиха три закона за планетарно движение.

Първият закон

I. Орбитите на планетите са елипси със Слънцето в една от огнищата.

Законът за движението на планетите в Слънчевата система установи, че планетите се движат по елипса. Той се появява след осем години изчисления, използвайки база, съставена от Tycho Brahe, въз основа на наблюденията на планетарното движение на Звездата на Марс. Йохан нарича своята работа "Нова астрономия".

Така че, според първия закон на Кеплер, всяка елипса има две геометрични точки, наречени фокуси (единичен фокус). Цялостното разстояние от планетата до всяка от фокусите винаги се обобщава равномерно, независимо от това къде планетата е в пътя на своето движение. Важността на откритието е, че предположението, че орбитите не са идеални кръгове (както в геоцентричната теория), приближи хората до по-точно и по-ясно разбиране на световната картина.

Вторият закон

II. Линията, свързваща планетата със Слънцето (вектор на радиуса), преодолява еднакви области на равни интервали от време, докато планетата се движи около елипсата.

Това означава, че във всеки интервал от време, например, в рамките на 30 дни, планетата преодолява същата област, независимо от периода, който сте избрали. Тя се движи по-бързо, когато се приближава до Слънцето и по-бавно, когато се изважда, но при все това се изменя с постоянно променяща се скорост, когато се движи около орбитата си. Най;"умно" движение се наблюдава в перихелиона (най-близката точка до Слънцето) и най;"спокойното" движение в афелиона (най-отдалечената от Слънцето). Затова той разсъждава този, който е открил законите на движението на планетите.

Третият закон

III. Квадратът на целия период на орбиталната революция (T) е пропорционален на куба на средното разстояние от планетата до Слънцето (R).

Този принцип понякога се нарича закон на хармонията. Той сравнява орбиталния период от време и радиуса на орбитата на планетите. Същността на откритието на Кеплер се крие в следното: съотношението на квадратите на периодите на движение и кубовете със средни разстояния от Слънцето е една и съща за всяка планета.

Нека повторим, законите на движението планетите на Кеплер бяха основани на дългосрочни сериозни наблюдения и математически обработени. При показването на моделите те не разкриват кондиционирането на феномените. По-късно известният откривател на закона за универсалната гравитация Нютон доказва, че загадката е била покрита във физическата природа на привлечени от тялото тела.

Сянката на тялото ми е тук

Въпреки успеха си Кеплер постоянно страда от финансови проблеми, липса на време за научни изследвания, пътуване в търсене на места, където толерират религиозните си убеждения. Няколко пъти се опитал да получи учителски пост в Тюбинген, но беше възприеман като предател, протестант и бе отказан.

Йоханес Кеплер почина на 15 ноември 1630 г. от атака на остра треска. Той бил погребан в протестантското гробище. В епитафа, законният му син пише: "Аз измервах небето. Сега трябва да измеря сенките на Земята. Въпреки факта, че душата ми е на небето, тук е сянката на тялото ми. "

Да, първоначално в духа на средновековните концепции, ученият вярва, че планетите се движат, защото имат души, това е жива магия, а не просто бучки материя. По-късно осъзна, че научният подход е по-оправдан. Е, свещеникът и астрономът, които откриха законите на планетарното движение, честно преминаха пътя на прозрението. Но нека си признаем: понякога изглежда, че има толкова много мистици в цялата научна вселена!