Johannes Kepler (nascido em 27 de dezembro de 1571 - morte em 15 de novembro de 1630) - o grande astrônomo e matemático alemão, foi o descobridor das leis do movimento dos planetas do sistema solar.
Johannes Kepler foi um dos criadores da astronomia moderna. Ele descobriu três movimentos principais dos planetas em relação ao Sol, ele inventou um sistema óptico, que é usado, em particular, em refratores modernos, preparou a criação do cálculo diferencial, integral e variacional em matemática.
Primeiros anos. Treinamento
Johannes Kepler nasceu em 1571 em Weilder Stadt, sul da Alemanha, em uma família protestante pobre. Depois de completar seus estudos na escola do mosteiro em 1589, ele entrou no seminário teológico na Academia de Tübingen. Naqueles anos, ele se familiarizou com o sistema heliocêntrico de N. Copernicus e imediatamente se tornou seu fiel defensor. Kepler desenvolveu um interesse pela astronomia quando criança, quando sua mãe mostrou a uma criança impressionável um cometa brilhante em 1577, e mais tarde - um eclipse lunar que ocorreu em 1580.
Kepler nasceu uma criança muito fraca. Aos quatro anos, ele contraiu varíola e quase morreu. Ele tinha problemas de fígado e estômago e muitas vezes sentia dor de cabeça. Além disso, ele tinha deficiência visual congênita - miopia severa e um defeito no qual um objeto parece ser múltiplo (olhando para a Lua, Kepler viu várias luas). Doenças o acompanharam por toda a vida. Ainda mais dignos de respeito são sua coragem e firmeza, graças às quais ele foi capaz de alcançar um sucesso científico surpreendente e se tornar um dos criadores da moderna astronomia e física.
1591 - Kepler entra na universidade em Tübingen - primeiro na Faculdade de Letras, que depois incluía matemática e astronomia, depois passa para a faculdade de teologia. Depois de se formar na academia em 1593, Kepler, acusado de livre pensamento, não foi autorizado a seguir a carreira teológica e recebeu o cargo de professor de matemática.
Inicialmente, Kepler planejou se tornar um padre protestante, mas devido às suas excelentes habilidades matemáticas, ele foi convidado em 1594 para dar aulas de matemática na Universidade de Graz.
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Atividade científica
Kepler esteve em Graz por 6 anos. Lá, em 1596, seu primeiro livro, O Mistério do Mundo, foi publicado. Nele, Kepler tentou encontrar a harmonia secreta do Universo, para a qual comparou as órbitas de 5 planetas conhecidos na época (ele destacou a esfera da Terra em especial) diferentes "corpos platônicos" (poliedros regulares). Ele apresentou a órbita de Saturno como um círculo (ainda não uma elipse) na superfície de uma esfera, descrita em torno de um cubo. Por sua vez, uma bola foi inscrita no cubo, que deveria representar a órbita de Júpiter. Nesta bola estava inscrito um tetraedro, descrito ao redor da bola, representando a órbita de Marte, etc.
Este trabalho, após novas descobertas de Kepler, perdeu seu significado original (mesmo porque as órbitas dos planetas não eram circulares); no entanto, Kepler acreditou na presença de uma harmonia matemática oculta do Universo até o fim de seus dias, e em 1621 ele republicou "O Segredo do Mundo", fazendo muitas alterações e acréscimos a ele.
1597 Kepler casa-se com a viúva Barbara Müller von Mulek. Seus dois primeiros filhos morreram na infância, e sua esposa adoeceu com epilepsia. Além disso, a perseguição aos protestantes começou na católica Graz. Kepler, incluído na lista dos "hereges" expulsos, foi forçado a deixar a cidade.
Copa do Kepler: um modelo do sistema solar de cinco sólidos platônicos.
Kepler em Praga. Herança
1600 - ele foi a Praga para o famoso astrônomo Tycho Brahe, após cuja morte ele recebeu os materiais de seus muitos anos e numerosas observações. Kepler escreveu muitos artigos científicos e artigos. 1601 - após a morte de Brahe, Kepler tornou-se seu sucessor no cargo, e após litígio com sua família, Brahe foi capaz de herdar os resultados das observações astronômicas. Sendo um excelente observador, Tycho Brahe por muitos anos compilou um volumoso trabalho sobre a observação de planetas e centenas de estrelas, enquanto a precisão de suas medições era significativamente maior do que a de todos os seus predecessores.
No final do século 16 na astronomia, ainda havia uma luta entre o sistema geocêntrico de Ptolomeu (quando o centro do universo é assumido como a Terra) e o sistema heliocêntrico de Copérnico (em que o sol está no centro do universo). No modelo de Copérnico, os planetas se movem uniformemente em órbitas circulares: o que não era consistente com a aparente irregularidade do movimento planetário. Embora as tabelas astronômicas de Copérnico fossem inicialmente mais precisas do que as tabelas de Ptolomeu, elas logo divergiram significativamente das observações, o que confundiu e gelou muito os entusiastas copernicanos.
Mecânica e Física
O trabalho mais importante de Kepler é o seu trabalho "New Astronomy" (1609), dedicado ao estudo do movimento de Marte de acordo com as observações de Brahe e contendo as duas primeiras leis de atração dos planetas. Com base no sistema copernicano, ao longo de vários anos Kepler estudou cuidadosamente os dados de Brahe e, como resultado de uma análise cuidadosa, chegou à conclusão de que a trajetória de Marte não é um círculo, mas uma elipse, em um dos focos em que o Sol está localizado - a posição que hoje conhecemos como primeira lei de Kepler.
Uma análise posterior levou à segunda lei: o vetor raio que conecta o planeta e o Sol descreve áreas iguais ao mesmo tempo. Isso significa que quanto mais longe o planeta está do Sol, mais lento ele se move.
Ao procurar por órbitas, o Kepler teve que usar o método de correspondência. Ele calculou e calculou, mas não houve coincidências com as observações. Primeiro, o oval foi descartado - uma curva composta por quatro arcos circulares. Por cerca de um ano, o cientista brincou com o "ovóide" - uma figura em forma de ovo. No final, ele chegou à conclusão: a verdade está entre o círculo e o oval, como se a órbita de Marte fosse uma elipse exata. Mas a elipse não coube até que Kepler colocou o sol em seu foco.
Então, no início de 1605, tudo se encaixou e se encaixou. Todos os pontos da órbita, calculados a partir de observações, estavam na elipse, também convergindo com a lei da área. O novo modelo de movimento despertou grande interesse entre os estudiosos copernicanos, embora nem todos o aceitassem. Galileu rejeitou fortemente as elipses keplerianas.
1619 - no ensaio "Harmonia do Mundo", o cientista formulou a terceira lei, unindo a teoria do movimento de todos os planetas em um todo harmonioso. O sol, ocupando um dos focos da órbita elíptica, é, segundo Kepler, a fonte da força que move o planeta. Ele fez uma estimativa razoável sobre a existência da gravidade entre os corpos celestes e explicou a vazante e o fluxo dos oceanos da Terra pela influência da lua.
Segunda lei de Kepler: as áreas sombreadas são iguais e percorridas ao mesmo tempo.
Astronomia
As três leis do movimento planetário descobertas por Kepler completamente e com excelente precisão explicaram a aparente irregularidade desses movimentos. Em vez dos modelos complicados de Ptolomeu e Copérnico, contendo elementos inventados, o modelo de Kepler inclui apenas uma curva - uma elipse. A segunda lei estabelecia como a velocidade do planeta muda ao se afastar ou se aproximar do Sol, e a terceira permite calcular essa velocidade e o período de revolução ao redor do Sol.
1627, verão - Johannes Kepler, após 22 anos de trabalho, publicou (para seu próprio dinheiro) tabelas astronômicas, que chamou de "Rudolphs" em homenagem ao imperador. Essas tabelas permitiam calcular, para qualquer momento no tempo, a posição dos planetas com alta precisão para aquela época. A demanda por eles era enorme, uma vez que todas as tabelas anteriores divergiam há muito das observações. As mesas de Kepler serviam a astrônomos e marinheiros até o início do século XIX.
Além das três leis de Kepler, o cientista possui uma série de descobertas importantes. No trabalho "Redução da Astronomia de Copérnico" (1618-1622) Kepler delineou a teoria e os métodos de previsão de eclipses solares e lunares. Suas pesquisas em óptica (problemas de refração da luz, refração astronômica, desenvolvimento da teoria dos telescópios) são apresentadas nas obras "Suplemento a Vittelo" (1604) e "Dióptrica" (1611)
Matemáticas
As notáveis habilidades matemáticas do cientista foram manifestadas, em particular, na derivação de fórmulas para determinar os volumes de muitos corpos de revolução.
Últimos anos. Morte
Nos últimos anos de sua vida, o cientista passou em constantes viagens, em parte devido à turbulência política … Guerra dos Trinta Anos … (em uma época ele estava a serviço de Wallenstein como astrólogo), em parte como resultado do julgamento de sua mãe, acusada de bruxaria. Johannes Kepler morreu em 15 de novembro de 1630, em Regensburg, onde foi sepultado no cemitério de St. Peter. Uma inscrição é feita sobre seu túmulo: “Mensus eram coelos nune terrae metior umbras; Mens coelestis erat, corporis umbra jacet. " Este epitáfio, escrito pelo próprio Johannes Kepler, significa: “Antes de medir os céus, agora medo a escuridão subterrânea; minha mente foi um presente do céu - e meu corpo, transformado em uma sombra, descansa. " Em Regensburg, em 1808, um monumento foi erguido para ele.
A. Mudrova
