• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Johannes Kepler

    18.09.2009. 21:09
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Johannes Kepler, odkrywca praw rządzących ruchami planet, urodził się w Weil der Stadt w Niemczech w 1571 r., dwadzieścia osiem lat po opublikowaniu wielkiego dzieła De revolutionibus orbium coelestium, w którym Kopernik wysunął teorie, że to planety krążą wokół Słońca, a nie odwrotnie. Kepler studiował na uniwersytecie w Tybindze, gdzie w 1568 r. został bakałarzem, a w trzy lata później magistrem. Większość ówczesnych uczonych odrzucała heliocentryczną teorię Kopernika, ale będąc w Tybindze Kepler wysłuchał doskonałego wykładu na temat tej hipotezy i trafiła mu ona do przekonania. Po opuszczeniu Tybingi Kepler pracował przez parę lat w akademii w Grazu. Napisał tam swoją pierwszą książkę na temat astronomii (w 1596 r.). Wprawdzie teoria, której poświęcił książkę, okazała się całkowicie błędna, ale Kepler ujawnił w swym dziele tak doskonałe opanowanie matematyki, że wielki astronom Tycho de Brahe zaproponował mu, by został jego pomocnikiem w obserwatorium w pobliżu Pragi.

    Kepler przyjął propozycję i w styczniu 1600 r. zaczai z nim pracować. Tycho de Brahe zmarł rok później, ale Kepler zdążył zrobić tak dobre wrażenie na cesarzu Świętego Cesarstwa Rzymskiego Rudolfie II, że ten niezwłocznie mianował go następcą na stanowisku cesarskiego matematyka. Kepler piastował tę godność do końca życia. Jako następca Tycho de Brahe Kepler odziedziczył obszerne zapiski ze szczegółowych obserwacji planet prowadzonych w ciągu wielu lat. De Brahe, ostatni wielki astronom żyjący przed wynalezieniem teleskopu, był najbardziej starannym i dokładnym obserwatorem w historii, stąd jego notatki były wręcz nieocenione. Kepler był przekonany, że dokładna analiza matematyczna tych obserwacji pozwoli mu ostatecznie stwierdzić, która teoria ruchu planet jest słuszna - heliocentryczną teoria Kopernika, starsza teoria geocentryczna Ptole-meusza czy też może trzecia, wysunięta przez samego Tycho de Brahe. Po latach niezwykle żmudnych obliczeń Kepler stwierdził, ku swemu przerażeniu, że obserwacje jego mistrza nie zgadzają się z żadną z tych teorii! W końcu Kepler zrozumiał, na czym polega problem; podobnie jak Tycho de Brahe i Kopernik oraz wszyscy wcześniejsi astronomowie on również zakładał, że orbity planet są okręgami lub kombinacjami okręgów (epicyklami), podczas gdy w rzeczywistości są one elipsami. Już po znalezieniu tego rozwiązania Kepler spędził wiele miesięcy na skomplikowanych i żmudnych obliczeniach, aby upewnić się, czy jego teoria istotnie zgadza się z obserwacjami Tycho de Brahe. Swoje dwa pierwsze prawa ruchu planet przedstawił w dziele Astronomia nova, wydanym w 1609 r. Pierwsze prawo stwierdza, że każda planeta krąży dookoła Słońca po orbicie eliptycznej, a Słońce znajduje się w jednym z ognisk tej elipsy. Drugie prawo powiada, że planeta porusza się tym szybciej, im jest bliżej Słońca; szybkość planety zmienia się w taki sposób, że promień wodzący planety (linia łącząca planetę i Słońce) zakreśla równe pola w równych odstępach czasu. Dziesięć lat później Kepler opublikował trzecie prawo: im większa jest odległość planety od Słońca, tym dłużej trwa jeden jej obieg; podniesiony do drugiej potęgi okres obiegu planety dookoła Słońca jest proporcjonalny do trzeciej potęgi średniej odległości planety od Słońca.

    Prawa Keplera dostarczyły w zasadzie pełnego i prawidłowego opisu ruchu planet dookoła Słońca i wyjaśniły w ten sposób jeden z podstawowych problemów astronomii, którego rozwiązanie wymykało się nawet takim geniuszom, jak Kopernik i Galileusz. Oczywiście, Kepler nie wytłumaczył, dlaczego planety poruszają się po takich, a nie innych orbitach - ten problem rozwiązał dopiero Isaac Newton sto lat później, ale prawa Keplera były niezwykle ważnym wstępem do wspaniałej syntezy Newtona. (Newton kiedyś powiedział: "Jeżeli widzę dalej niż inni ludzie, to tylko dlatego, że stoję na ramionach olbrzymów". Niewątpliwie, Kepler był jednym z tych olbrzymów, których miał na myśli Newton). Wkład Keplera do astronomii dorównuje niemal osiągnięciom Kopernika. W rzeczywistości osiągnięcia Keplera są w pewnym sensie nawet większe. Doszedł do nich samodzielnie, nie mając poprzedników; pokonał też olbrzymie trudności matematyczne. Matematyka nie była wówczas rozwinięta w takim stopniu jak obecnie, no i nie było żadnych maszyn liczących, które by Kep-lerowi ułatwiły przeprowadzenie obliczeń. Biorąc pod uwagę znaczenie osiągnięć Keplera, nie można się oprzeć zdziwieniu, że początkowo jego wyniki zostały prawie całkowicie zignorowane, nawet przez tak wielkiego uczonego jak Galileusz. (Zlekceważenie praw Keplera przez Galileusza jest tym bardziej zaskakujące, że obaj uczeni korespondowali ze sobą, a wyniki Keplera pomogłyby Galileuszowi obalić teorię Ptolemeusza). Mimo że inni nie byli skorzy do właściwej oceny wielkości jego osiągnięcia, sam Kepler doskonale zdawał sobie sprawę z jego znaczenia. W przypływie uniesienia pisał: "Oddaję się boskiej ekstazie... Skończyłem książkę. Będą ją czytać albo moi współcześni, albo potomni - nie przejmuję się tym. Może nawet sto lat czekać na czytelnika, przecież Bóg czekał 6000 lat na kogoś, kto by zrozumiał jego dzieło".

    Stopniowo, w ciągu paru dziesięcioleci, znaczenie praw Keplera dotarło do świadomości uczonych. W rzeczywistości w końcu XVII w. szalę na korzyść praw Newtona przeważył ostatecznie argument, że można z nich wyprowadzić prawa Keplera. I odwrotnie, mając prawa dynamiki Newtona, można z praw Keplera wyprowadzić prawo ciążenia Newtona. Aby to uczynić, niezbędna jest jednak znacznie bardziej zaawansowana matematyka niż ta, jaką dysponował Kepler. Mimo to, nawet przy ówczesnym poziomie matematyki, Kepler miał tak wnikliwy umysł, że wysunął wniosek, iż ruchami planet kierują siły pocho dzące od Słońca.

    Poza prawami ruchu planet Kepler dokonał w dziedzinie astronomii szeregu innych, mniej istotnych odkryć. Przyczynił się w znacznym stopniu do rozwoju teorii optyki. Niestety, późne lata jego życia zakłócone były problemami osobistymi. Niemcy pogrążyły się w chaosie wojny trzydziestoletniej i rzadko komu udawało się uniknąć poważnych trudności. Jednym z problemów Keplera była sprawa pobierania pensji. Cesarze Świętego Cesarstwa Rzymskiego nawet w stosunkowo dobrych czasach nie byli skorzy do płacenia; w chaosie wojny stale zalegano z wypłatą wynagrodzenia Keplera. Kepler był dwukrotnie żonaty, miał dwanaścioro dzieci i w związku z tym nękały go naprawdę duże trudności finansowe. Na domiar złego w 1620 r. zatrzymano jego matkę i oskarżono ją o czary. Kepler stracił dużo czasu, nim w końcu udało mu się ocalić ją od tortur i wydostać z więzienia. Kepler zmarł w 1630 r. w Regensburgu w Bawarii. Jego grób uległ zniszczeniu w zawierusze wojny trzydziestoletniej, ale prawa ruchu planet okazały się trwalszym pomnikiem niż pomnik wykuty z kamie nia.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Kepler-9d - planeta pozasłoneczna krążąca wokół gwiazdy Kepler-9. Planeta okrąża gwiazdę co 1,56 dni w odległości 0,0273 AU od Kepler-9. Mimo, że Kepler-9d znajduje się najbliżej gwiazdy, to nosi literę d, ponieważ odkryto wcześniej dwie inne planety tego układu: Kepler-9b i Kepler-9c. Kepler-19c – prawdopodobna planeta pozasłoneczna orbitująca wokół gwiazdy Kepler-19, której istnienie podejrzewa się ze względu na nieregularności w ruchu odkrytej wcześniej planety Kepler-19b, przypuszczalnie wywołane wpływem grawitacji niezaobserwowanej bezpośrednio planety. Kepler-37b – planeta pozasłoneczna krążąca wokół gwiazdy Kepler-37. Jest to najmniejsza i krążąca najbliżej macierzystej gwiazdy spośród trzech znanych planet w tym układzie.

    Johannes Kepler (ur. 27 grudnia 1571 r. w Weil der Stadt, zm. 15 listopada 1630 r. w Ratyzbonie) – niemiecki matematyk, astronom i astrolog, jedna z czołowych postaci rewolucji naukowej w XVII wieku. Najbardziej znany jest z nazwanych jego nazwiskiem praw ruchu planet, skodyfikowanych przez późniejszych astronomów na podstawie jego prac Astronomia nova, Harmonices Mundi i Epitome astronomiae Copernicanae. Prawa te stały się jedną z podstaw teorii grawitacji Izaaka Newtona. Kepler-9b – planeta pozasłoneczna krążąca wokół gwiazdy Kepler-9. Ma ona masę w przybliżeniu 0,25 MJ i promień około 0,84 RJ. Okrąża gwiazdę co około 19 dni, poruszając się po orbicie o promieniu 0,14 j.a. W układzie znane są jeszcze dwie planety, Kepler-9c i Kepler-9d.

    Kepler-37d – planeta pozasłoneczna orbitująca wokół gwiazdy Kepler-37. Jej średnica jest około dwukrotnie większa od średnicy Ziemi, okres orbitalny wynosi 40 dni. Kepler-10c – planeta pozasłoneczna oddalona od Ziemi o 564 (±88) lat świetlnych. Orbituje ona wokół gwiazdy Kepler-10 w gwiazdozbiorze Smoka. Została odkryta w 2011 roku i jest drugą, po Kepler-10b, planetą w tym układzie.

    Kepler-37c – planeta pozasłoneczna orbitująca wokół gwiazdy Kepler-37. Jej średnica wynosi około trzech czwarty średnicy Ziemi, okres orbitalny wynosi 21 dni. Kepler-22b – planeta pozasłoneczna odkryta przez Teleskop Kosmiczny Kepler (TKK) znajdująca się w ekosferze gwiazdy podobnej do Słońca. Planeta ma średnicę 2,4 razy większą od średnicy Ziemi i znajduje się ok. 600 lat świetlnych od Układu Słonecznego. Jej masa ani gęstość nie są znane, nie jest zatem wiadome, czy przypomina ona budową skalistą Ziemię. Obiega gwiazdę Kepler-22 w czasie 290 dni.

    (1134) Kepler – planetoida z grupy przecinających orbitę Marsa okrążająca Słońce w ciągu 4 lat i 145 dni w średniej odległości 2,68 j.a. Została odkryta 25 września 1929 roku w Landessternwarte Heidelberg-Königstuhl w Heidelbergu przez Maxa Wolfa. Nazwa planetoidy pochodzi od Jana Keplera (1571-1630), niemieckiego astronoma, odkrywcy Praw Keplera. Przed nadaniem nazwy planetoida nosiła oznaczenie tymczasowe (1134) 1929 SA.

    Perturbacja – zakłócenie zgodnego z prawami Keplera ruchu ciał niebieskich, spowodowane głównie obecnością innych ciał, ale także oporem ośrodka oraz spłaszczeniem ciała centralnego.

    Kepler-5 b – planeta pozasłoneczna typu gorący jowisz, znajdująca się w konstelacji Łabędzia. Została odkryta w 2010 roku przez sondę Kepler.

    Dodano: 18.09.2009. 21:09  


    Najnowsze