Johannes Kepler (nato il 27 dicembre 1571 - morto il 15 novembre 1630) - il grande astronomo e matematico tedesco, fu lo scopritore delle leggi del moto dei pianeti del sistema solare.
Johannes Kepler è stato uno dei creatori dell'astronomia moderna. Ha scoperto tre moti principali dei pianeti rispetto al Sole, ha inventato un sistema ottico, che viene utilizzato, in particolare, nei rifrattori moderni, ha preparato la creazione del calcolo differenziale, integrale e variazionale in matematica.
Nei primi anni. Formazione
Johannes Kepler nacque nel 1571 a Weilder Stadt, nel sud della Germania, da una povera famiglia protestante. Dopo aver completato i suoi studi alla scuola del monastero nel 1589, entrò nel seminario teologico dell'Accademia di Tubinga. In quegli anni conobbe il sistema eliocentrico di N. Copernico e ne divenne subito un convinto sostenitore. Keplero sviluppò un interesse per l'astronomia da bambino, quando sua madre mostrò a un bambino impressionabile una cometa luminosa nel 1577 e, successivamente, un'eclissi lunare avvenuta nel 1580.
Keplero è nato un bambino molto debole. All'età di quattro anni, contrasse il vaiolo e quasi morì. Aveva problemi al fegato e allo stomaco e spesso aveva mal di testa. Inoltre, aveva disturbi visivi congeniti: miopia grave e un difetto in cui un oggetto sembra essere multiplo (guardando la Luna, Keplero vide diverse lune). Le malattie lo hanno seguito per tutta la vita. Tanto più degni di rispetto sono il suo coraggio e la sua forza d'animo, grazie ai quali è stato in grado di raggiungere un incredibile successo scientifico e diventare uno dei creatori dell'astronomia e della fisica moderna.
1591 - Keplero entra all'Università di Tubinga - prima alla Facoltà di Lettere, che poi comprendeva matematica e astronomia, poi si trasferisce alla facoltà di teologia. Dopo essersi diplomato all'Accademia nel 1593, Keplero, accusato di libero pensiero, non fu autorizzato a perseguire una carriera teologica e ottenne la posizione di insegnante di matematica.
Inizialmente, Keplero pianificò di diventare un prete protestante, ma a causa delle sue eccezionali capacità matematiche fu invitato nel 1594 a tenere una lezione di matematica all'Università di Graz.
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Attività scientifica
Kepler è stato a Graz per 6 anni. Lì, nel 1596, fu pubblicato il suo primo libro, Il mistero del mondo. In esso, Keplero cercò di trovare l'armonia segreta dell'Universo, per il quale confrontò le orbite di 5 pianeti conosciuti a quel tempo (individuò in particolare la sfera terrestre) diversi "corpi platonici" (poliedri regolari). Ha presentato l'orbita di Saturno come un cerchio (non ancora un'ellisse) sulla superficie di una sfera, descritta attorno a un cubo. A sua volta, una palla era inscritta nel cubo, che avrebbe dovuto rappresentare l'orbita di Giove. In questa palla era inscritto un tetraedro, descritto intorno alla palla, che rappresentava l'orbita di Marte, ecc.
Questo lavoro, dopo ulteriori scoperte di Keplero, perse il suo significato originario (se non altro perché le orbite dei pianeti non erano circolari); tuttavia, Keplero credette nella presenza di un'armonia matematica nascosta dell'Universo fino alla fine dei suoi giorni, e nel 1621 ripubblicò Il mistero del mondo, apportando molti cambiamenti e aggiunte ad esso.
1597 Keplero sposa la vedova Barbara Müller von Mulek. I loro primi due figli morirono durante l'infanzia e la loro moglie si ammalò di epilessia. Inoltre, nella cattolica Graz iniziò la persecuzione dei protestanti. Keplero, incluso nella lista degli "eretici" espulsi, fu costretto a lasciare la città.
Coppa di Keplero: un modello del sistema solare di cinque solidi platonici.
Keplero a Praga. Eredità
1600 - si reca a Praga dal famoso astronomo Tycho Brahe, alla cui morte riceve i materiali dei suoi tanti anni e numerose osservazioni. Kepler ha scritto molti articoli e articoli scientifici. 1601 - Dopo la morte di Brahe, Keplero divenne il suo successore in carica e, dopo un contenzioso con la sua famiglia, Brahe fu in grado di ereditare i risultati delle osservazioni astronomiche. Essendo un ottimo osservatore, Tycho Brahe per molti anni ha compilato un voluminoso lavoro sull'osservazione di pianeti e centinaia di stelle, mentre la precisione delle sue misurazioni era significativamente superiore a quella di tutti i suoi predecessori.
Alla fine del XVI secolo in astronomia, c'era ancora una lotta tra il sistema geocentrico di Tolomeo (quando si presume che il centro dell'universo sia la Terra) e il sistema eliocentrico di Copernico (in cui il sole è al centro dell'universo). Nel modello di Copernico, i pianeti si muovono in modo uniforme su orbite circolari: il che non era coerente con l'apparente irregolarità del moto planetario. Sebbene le tavole astronomiche di Copernico fossero inizialmente più accurate delle tavole tolemaiche, presto si discostarono in modo significativo dalle osservazioni, il che lasciò perplessi e raffreddò molto gli entusiasti copernicani.
Meccanica e fisica
L'opera più importante di Keplero è la sua opera "New Astronomy" (1609), dedicata allo studio del moto di Marte secondo le osservazioni di Brahe e contenente le prime due leggi di attrazione dei pianeti. Basato sul sistema copernicano, nel corso di diversi anni Keplero studiò attentamente i dati di Brahe e, a seguito di un'attenta analisi, arrivò alla conclusione che la traiettoria di Marte non è un cerchio, ma un'ellisse, in uno dei fuochi di cui si trova il Sole - la posizione conosciuta oggi come prima legge di Keplero.
Ulteriori analisi portarono alla seconda legge: il vettore del raggio che collega il pianeta e il Sole descrive aree uguali allo stesso tempo. Ciò significava che più il pianeta è lontano dal Sole, più lentamente si muove.
Durante la ricerca delle orbite, Keplero ha dovuto utilizzare il metodo di corrispondenza. Calcolava e calcolava, ma non c'erano coincidenze con le osservazioni. Innanzitutto, l'ovale è stato scartato: una curva composta da quattro archi circolari. Per circa un anno, lo scienziato ha giocherellato con l '"ovoide", una figura a forma di uovo. Alla fine, è giunto alla conclusione: la verità sta tra il cerchio e l'ovale, come se l'orbita di Marte fosse un'esatta ellisse. Ma l'ellisse non si adattava fino a quando Keplero non aveva messo a fuoco il sole.
Poi, all'inizio del 1605, tutto si riunì e andò a posto. Tutti i punti dell'orbita, calcolati dalle osservazioni, giacevano sull'ellisse; anch'essa convergeva con la legge d'area. Il nuovo modello di movimento ha suscitato grande interesse tra gli studiosi copernicani, sebbene non tutti lo accettassero. Galileo rifiutò fortemente le ellissi kepleriane.
1619 - Nel saggio "Harmony of the World", lo scienziato formula la terza legge, unendo la teoria del moto di tutti i pianeti in un insieme armonioso. Il sole, che occupa uno dei fuochi dell'orbita ellittica, è, secondo Keplero, la fonte della forza che guida il pianeta. Fece una giusta ipotesi sull'esistenza della gravità tra i corpi celesti e spiegò il flusso e il flusso degli oceani terrestri dall'influenza della luna.
Seconda legge di Keplero: le aree ombreggiate sono uguali e attraversate nello stesso tempo.
Astronomia
Le tre leggi del moto planetario scoperte da Keplero in modo completo e con eccellente precisione spiegavano l'apparente irregolarità di questi movimenti. Invece dei modelli contorti di Tolomeo e Copernico, contenenti elementi artificiosi, il modello di Keplero include solo una curva: un'ellisse. La seconda legge ha stabilito come la velocità del pianeta cambia quando si allontana o si avvicina al Sole, e la terza rende possibile calcolare questa velocità e il periodo di rivoluzione attorno al Sole.
1627, estate - Johannes Kepler, dopo 22 anni di lavoro, pubblica (per denaro suo) tavole astronomiche, che chiamò "Rudolphs" in onore dell'imperatore. Queste tabelle hanno permesso di calcolare, per qualsiasi momento nel tempo, la posizione dei pianeti con elevata precisione per quell'epoca. La richiesta per loro era enorme, poiché tutte le tabelle precedenti si erano discostate da tempo dalle osservazioni. Le tavole di Keplero servirono astronomi e marinai fino all'inizio del XIX secolo.
Oltre alle tre leggi di Keplero, lo scienziato possiede una serie di importanti scoperte. Nel lavoro "Reduction of Copernicus Astronomy" (1618–1622) Keplero delineò la teoria e i metodi per prevedere le eclissi solari e lunari. Le sue ricerche in ottica (problemi di rifrazione della luce, rifrazione astronomica, sviluppo della teoria dei telescopi) sono presentate nelle opere "Supplemento a Vittelo" (1604) e "Diottrica" (1611)
Matematica
Le notevoli capacità matematiche dello scienziato si sono manifestate, in particolare, nella derivazione di formule per determinare i volumi di molti corpi di rivoluzione.
L'anno scorso. Morte
Gli ultimi anni della sua vita, lo scienziato trascorse in continui viaggi, in parte a causa di disordini politici … Guerra dei Trent'anni … (un tempo era al servizio di Wallenstein come astrologo), in parte a seguito del processo a sua madre, accusata di stregoneria. Johannes Keplero morì il 15 novembre 1630 a Ratisbona, dove fu sepolto nel cimitero di S. Peter. Sulla sua tomba è incisa un'iscrizione: “Mensus eram coelos nune terrae metior umbras; Mens coelestis erat, corporis umbra jacet. " Questo epitaffio, scritto dallo stesso Johannes Kepler, significa: “Prima misuravo i cieli, ora misuro l'oscurità sotterranea; la mia mente era un dono del cielo e il mio corpo, trasformato in un'ombra, riposa ". A Regensburg, nel 1808, gli fu eretto un monumento.
A. Mudrova
