"Keplerovy zákony" - tuto frázi zná každý, kdo má rád astronomii. Kdo to je? Souvislost a vzájemnou závislost jaké objektivní reality popsal? Astronom, matematik, teolog, filozof, nejchytřejší muž své doby Johannes Kepler (1571-1630) objevil zákony pohybu planet ve sluneční soustavě.
Začátek cesty
Johannes Kepler, rodák z Weil der Stadt (Německo), přišel na tento svět v prosinci 1571. Slabé, se špatným zrakem, dítě překonalo vše, aby v tomto životě zvítězilo. Chlapcova studia začala v Leonbergu, kam se rodina přestěhovala. Později se přestěhoval do pokročilé instituce, latinské školy, aby se naučil základy jazyka, který hodlal použít v budoucích publikacích.
V roce 1589 absolvoval školu v klášteře Maulbronn ve městě Adelburg. V roce 1591 vstoupil na univerzitu v Tübingenu. Efektivní vzdělávací systém vytvořili vévodové hned po zavedení luteránství. Úřady se o to snažily pomocí grantů a stipendií pro chudéposkytnout univerzitám uchazeče, kteří by mohli být vyškoleni v dobře vzdělané duchovní schopné bránit novou víru v dobách zuřících náboženských sporů.
Během svého pobytu ve vzdělávací instituci se Kepler dostal pod vliv profesora astronomie Michaela Möstlina. Ten tajně sdílel názory Koperníka, pokud jde o myšlenku heliocentrického (Slunce ve středu) vesmíru, ačkoli učil studenty „podle Ptolemaia“(Země uprostřed). Hluboké znalosti myšlenek polského vědce vzbudily u Keplera velký zájem o astronomii. Takže Koperníkova teorie měla dalšího zastánce, který se snažil osobně pochopit zákony pohybu planet kolem Slunce.
Sluneční soustava je umělecké dílo
Kupodivu ten, kdo později objevil zákony planetárního pohybu, se nepovažoval za astronoma z povolání. Kepler po celý život věřil, že sluneční soustava je umělecké dílo, přetékající mystickými jevy, snil o tom, že se stane knězem. Astronom vysvětlil svůj zájem o Koperníkovu teorii tím, že než vyvodí závěry ze svého vlastního výzkumu, musí si prostudovat různé názory.
Přesto univerzitní učitelé mluvili o Keplerovi jako o studentovi s vynikající myslí. V roce 1591, kdy získal magisterský titul, vědec pokračoval ve studiu v oboru teologie. Když byli blízko dokončení, vyšlo najevo, že na luteránské škole v Grazu zemřel profesor matematiky. Univerzita v Tübingenu doporučila, aby na tuto pozici byli přijati talentovaní ve všech oblastech.absolventský vztah. Takže sbohem zákonům pohybu planet?
Ve jménu Boha
22letý Johann se neochotně vzdal svého původního povolání kněze, ale přesto se ujal povinností učitele matematiky v Grazu. Začínající učitel při přednášce ve své třídě zobrazil na tabuli geometrické obrazce obsahující soustředné kruhy a trojúhelníky. A najednou ho napadla myšlenka, že takové obrazce odrážejí určitý pevný poměr mezi velikostmi dvou kruhů za předpokladu, že trojúhelník je rovnostranný. Jaký je poměr ploch mezi dvěma kruhy? Myšlenkový proces nabíral na síle.
O rok později publikoval neobvyklý teolog své první dílo, Záhada vesmíru (1596). V něm nastínil své kreativní názory na tajemství vesmíru, podložené náboženskými přesvědčeními.
Ten, kdo objevil zákony planetárního pohybu, to udělal ve jménu Boha. Odhalením matematického plánu Vesmíru došel badatel k závěru: šest planet je uzavřeno ve sférách, mezi které se vejde pět pravidelných mnohostěnů. Verze samozřejmě vycházela z „faktu“, že existuje pouze 6 nebeských těles. Kolem oběžné dráhy Země načrtl Kepler dokonalý dvanáctistěn a kouli dotýkající se oběžné dráhy Marsu.
Dokonalý mnohostěn
V oblasti Marsu vědec zobrazil čtyřstěn a kouli sousedící s oběžnou dráhou Jupitera. V dvacetistěnu v orbitální sféře Země se sféra Venuše dokonale „vejde“. Pomocí zbytkutypů dokonalých mnohostěnů, totéž bylo provedeno se zbytkem. Překvapivě se poměry sousedních planetárních drah uvedené v modelu vnořené sféry Keplera shodovaly s výpočty Koperníka.
Při objevování zákonů planetárního pohybu se kněz s matematickou myslí spoléhal především na božskou inspiraci. Neměl žádný skutečný základ pro argumenty. Význam pojednání „Tajemství vesmíru“spočívá v tom, že se jednalo o první rozhodující krok k uznání heliocentrického systému světa, jak jej stanovil Koperník.
Předpoklady versus vysoká přesnost
V září 1598 byli protestanti ve Štýrském Hradci, včetně Keplera, katolickými vládci vytlačeni z města. Přestože se Johann mohl vrátit, situace zůstávala velmi napjatá. Při hledání podpory se obrátil na Tycha Brahe, matematika a astronoma na dvoře císaře Rudolfa II. Tento vědec byl známý svou působivou sbírkou planetárních pozorování.
Věděl o díle "Tajemství vesmíru". Když ale v roce 1600 dorazil její tvůrce na hvězdárnu Tycho, ležící za Prahou, Brahe, který se zabýval vysoce přesným (v té době) výzkumem, ho přivítal jako autora konkrétního díla, nikoli však jako svého kolegu.. Konfrontace mezi nimi pokračovala až do smrti dánského astrologa, k níž došlo o rok později. Po odchodu rivala do jiného světa byl Kepler pověřen střežením pokladnice jeho pozorování. Velmi pomohli badateli stát se tím, kdo objevil zákony pohybuplanety kolem Slunce.
The Path of Mars
Nejnovější výzkum Brage k vytvoření tabulky planetárních pohybů nebyl dokončen. Všechny naděje byly upřeny na nástupce. Byl jmenován císařským matematikem. Navzdory napjatému vztahu se zesnulým kolegou se Kepler mohl svobodně věnovat svým vlastním zájmům v astronomii. Rozhodl se pokračovat ve svém pozorování Marsu a popsat svou vlastní vizi oběžné dráhy této planety.
Johann si byl jistý: otevřením složité marťanské cesty je možné odhalit cesty pohybu všech ostatních "tuláků Vesmírem." Na rozdíl od všeobecného přesvědčení nepoužil pouze Braheho pozorování k výběru geometrického útvaru, který odpovídá popisu. Včerejší teolog nasměroval své úsilí k objevu fyzikální teorie pohybu „sester žijících v bezvzduchovém prostoru“, z nichž lze odvodit jejich oběžné dráhy. Po titánské výzkumné práci se objevily tři zákony planetárního pohybu.
První zákon
I. Dráhy planet jsou elipsy se Sluncem v jednom z ohnisek.
Zákon planetárního pohybu ve sluneční soustavě stanovil, že planety se pohybují po elipse. Objevil se po osmi letech výpočtů pomocí databáze sestavené Tycho Brahe na základě pozorování planetárního pohybu hvězdy Mars. Johann nazval své dílo „Nová astronomie“.
Takže podle prvního Keplerova zákona má každá elipsa dva geometrické body zvané ohniska (ohnisko v jednotném čísle). Celková vzdálenost od planety ke každému z center se vždy sčítástejné bez ohledu na to, kde se planeta nachází ve své dráze pohybu. Důležitost objevu spočívá v tom, že předpoklad, že oběžné dráhy nejsou dokonalé kružnice (jako v geocentrické teorii), přivedl lidi blíže k přesnějšímu a jasnějšímu pochopení obrazu světa.
Druhý zákon
II. Čára spojující planetu se Sluncem (vektor poloměru) pokrývá stejné oblasti ve stejných časových intervalech, zatímco se planeta pohybuje kolem elipsy.
To znamená, že v jakémkoli časovém období, například po 30 dnech, planeta překoná stejnou oblast, bez ohledu na to, jaké období si vyberete. Pohybuje se rychleji, když se blíží ke Slunci, a pomaleji, když se vzdaluje, ale pohybuje se neustále se měnící rychlostí, když se pohybuje po své oběžné dráze. „Nejrychlejší“pohyb je pozorován v perihéliu (bod nejblíže Slunci) a „nejsilnější“v aféliu (bod nejvzdálenější od Slunce). Tak uvažoval ten, kdo objevil zákony planetárního pohybu.
Třetí zákon
III. Druhá mocnina celkové doby oběhu (T) je úměrná třetí mocnině průměrné vzdálenosti od planety ke Slunci (R).
Tento princip se někdy nazývá zákon harmonie. Porovnává dobu oběhu a poloměr oběhu planet. Podstata Keplerova objevu je následující: poměr druhých mocnin období pohybu a třetí mocniny průměrných vzdáleností od Slunce je pro každou planetu stejný.
Zopakuji, že Keplerovy zákony planetárního pohybu byly založeny na dlouhodobých seriózních pozorováních azpracováno matematicky. Zobrazujíc zákonitosti, neodhalovaly podmíněnost jevů. Později slavný objevitel zákona univerzální gravitace Newton dokázal, že odpověď spočívá ve fyzické vlastnosti těles vzájemně se přitahovat.
Stín mého těla je tady
Navzdory svému úspěchu Kepler neustále trpěl finančními problémy, nedostatkem času na výzkum, stěhoval se a hledal místa, kde jeho náboženské přesvědčení bylo tolerováno. Několikrát se pokusil získat učitelské místo v Tübingenu, ale byl vnímán jako zrádce, protestant a byl odmítnut.
Johannes Kepler zemřel 15. listopadu 1630 na záchvat akutní horečky. Byl pohřben na protestantském hřbitově. V epitafu jeho legitimní syn napsal: „Použil jsem nebesa k měření. Teď musím změřit stíny Země. I když je má duše v nebi, stín mého těla leží zde.“
Ano, zpočátku, v duchu středověkých konceptů, vědec věřil, že planety se pohybují, protože mají duše, to je živá magie, a nejen hrudky hmoty. Později si uvědomil, že vědecký přístup byl oprávněnější. No a kněz a astronom, který objevil zákony pohybu planet, poctivě kráčel cestou vhledu. Ale přiznejme si to: někdy se zdá, že ve vědeckém vesmíru je skrz naskrz tolik mystiky!
