Кеплер ученый


15 ноября 1630 года умер выдающийся ученый Иоганн Кеплер. За свою жизнь он сделал открытия во многих областях: физике, математике, астрономии, механике, оптике. Эйнштейн называл его «несравненным человеком». Мы сделали подборку великих открытий Кеплера.

Астрономия

Кеплер был первооткрывателем трех законов движения планет. Они полностью и с превосходной точностью объяснили видимую неравномерность этих движений. Вместо многочисленных надуманных эпициклов модель Кеплера включает только одну кривую — эллипс. Второй закон, открытый ученым, установил, как изменяется скорость планеты, когда она удаляется от Солнца или приближается к нему. Третий же позволяет рассчитать эту скорость и период обращения вокруг Солнца. Кеплеровская система основана на модели Коперника, но в ней очень много нового. Например, исчезли круговые движения сфер, несущих на себе планеты, было введено понятие планетной орбиты. Если у Коперника центром была Земля, а точнее — центр земной орбиты, то у Кеплера она — рядовая планета, движение которой подчинено общим трём законам. Общим же фокусом орбит планет Кепплер назвал солнце.


Математика

В этой области Кеплер открыл математический анализ. А предшествовало этому то, что ученый нашел способ определения объемов разнообразных тел вращения, который описал в книге «Новая стереометрия винных бочек». Метод содержал первые элементы интегрального исчисления. К заслугам Кеплера также относится составление одной из первых таблиц логарифмов. Кроме того, у него впервые встречается такое понятие, как «среднее арифметическое».

Механика и физика

Кеплер ввел в физику понятие инерции — прирожденного свойства тел сопротивляться приложенной внешней силе. Ученый вплотную подошел к открытию закона тяготения, хотя и не пытался выразить его математически. Он был первым, кто выдвинул гипотезу о том, что причиной приливов является воздействие Луны на верхние слои океанов. Это произошло почти на сто лет раньше Ньютона.

Источник: www.vologda.kp.ru

Иоганн Кеплер В результате дальнейшего анализа Кеплер открыл второй закон: радиус-вектор, соединяющий планету и Солнце, в равное время описывает равные площади. Это означало, что чем дальше планета от Солнца, тем медленнее она движется.


Оба закона были сформулированы Кеплером в 1609 году в книге «Новая астрономия», причём, осторожности ради, он относил их только к Марсу.

Публикация «Новой астрономии» и почти одновременное изобретение телескопа ознаменовали наступление новой эры. Эти события стали поворотной точкой в жизни и научной карьере Кеплера.

После смерти императора Рудольфа II положение Иоганна Кеплера в Праге становилось все более неопределенным. Он обратился к новому императору за разрешением занять временно пост математика провинции Верхняя Австрия в Линце, где провел следующие 15 лет.

В 1618 году ученый открыл третий закон Кеплера — отношение куба среднего удаления планеты от Солнца к квадрату периода обращения её вокруг Солнца есть величина постоянная для всех планет: a³/T² = const. Этот результат Кеплер публикует в завершающей книге «Гармония мира», причём применяет его уже не только к Марсу, но и ко всем прочим планетам (включая, естественно, и Землю), а также к галилеевым спутникам. Таким образом, великий немецкий астороном Иоганн Кеплер открыл закон движения планет.

Следующие 9 лет Кеплер трудился над составлением таблиц положения планет, основанных на новых законах их движения. События Тридцатилетней войны и религиозные преследования вынудили Кеплера в 1626 году бежать в Ульм. Не имея средств к существованию, он в 1628 году поступил астрологом на службу к имперскому полководцу Валленштейну. Последней крупной работой Кеплера стали задуманные еще Тихо Браге планетные таблицы, опубликованные в Ульме в 1629 году под названием «Рудольфовы таблицы».


Иоганн Кеплер занимался не только исследованием обращения планет, он интересовался и другими вопросами астрономии. Его внимание особенно привлекали кометы. Подметив, что хвосты комет всегда обращены в сторону от Солнца, Кеплер высказал догадку, что хвосты образуются под действием солнечных лучей. В то время ничего еще не было известно о природе солнечного излучения и строении комет. Только во второй половине XIX века и в XX веке было установлено, что образование хвостов комет действительно связано с излучением Солнца.

Умер ученый во время поездки в Регенсбург 15 ноября 1630 года, когда тщетно пытался получить хоть часть жалованья, которое за много лет задолжала ему императорская казна.

Работы Кеплера над созданием небесной механики сыграли важнейшую роль в утверждении и развитии учения Коперника. Он подготовил почву и для последующих исследований, в частности для открытия Ньютоном закона всемирного тяготения.

Законы Кеплера и сейчас сохраняют свое значение. Научившись учитывать взаимодействие небесных тел, ученые их используют не только для расчета движений естественных небесных тел, но, что особенно важно, и искусственных, таких как космические корабли, свидетелями появления и совершенствования которых является наше поколение.


Кеплеру принадлежит огромная заслуга в развитии наших знаний о солнечной системе. Ученые последующих поколений, оценившие значение трудов Кеплера, назвали его «законодателем неба», так как именно он выяснил те законы, по которым совершается движение небесных тел в солнечной системе.

Законы Кеплера в равной мере применимы к любой планетной системе в любой точке Вселенной. Астрономы, ищущие в мировом пространстве новые планетные системы, раз за разом, как само собой разумеющееся, применяют уравнения Кеплера для расчета параметров орбит далеких планет, хотя и не могут наблюдать их непосредственно.

← Великие немецкие ученые

Наверх

Источник: www.lgroutes.com

Знание человечества о Космосе очень важно. Во все времена от этого зависела жизнь человека. В древние времена люди, читая звездное небо, предугадывали смену времен года, миграцию диких животных и так далее. На протяжении всей своей истории человечество занималось исследованием Космоса, и кто знает, как он нас выручит в будущем.


Одним из этапов изучения Космоса было познание нашего места во вселенной. Первое, что казалось наиболее разумным – это геоцентрическая сиcтема, которую впервые представил Птолемей. Земля кажется нам устойчивой, твердой и неподвижной, в то время, как все небесные тела восходят и заходят. Как писал Иоганн Кеплер: «Совершенно невозможно, чтобы разум, заранее не обученный, вообразил, будто Земля есть нечто иное, нежели род огромного строения, увенчанного куполом неба». Все культуры и народы проходили через этот этап.

Модель Птолемея заслужила поддержку церкви, что вызвало задержку в развитии астрономии на целое тысячелетие. Только в 1543 году Николай Коперник выдвинул совершенно иную гипотезу. Он объяснил движение космических тел с той точки зрения, что Солнце, а не Земля находятся в центре мироздания. Земле было присвоено звание рядовой планеты – третьей по счету от Солнца.


Так началось противостояние двух представлений о космосе – геоцентрического и гелиоцентрического. Своей кульминации оно достигло в XVI-XVII веках и воплотилось в личности одного человека.

Иоганн Кеплер

Иоганн Кеплер родился в Германии в 1571 году и еще ребенком был отправлен в протестантскую семинарию города Маульбронн учиться на священника. Кеплер невероятно умный, упрямый и независимый 2 года провел в этом месте. Он становился отрешенным и замкнутым, постоянно каялся в своих грехах и уже смирился о своем ничтожестве в глаза Бога. Но спустя время, Бог стал для него чем-то большим, нежели просто небесным гневом. Бог Кеплера был творящей силой Космоса.


протестантская семинария города Маульбронн

В Маульбронне Кеплер изучал науки, учился музыке, иностранным языкам. В геометрии Евклида он видел проблеск совершенства и космической красоты. Именно эта геометрия и помогла ему сделать свои открытия. Пройдя долгий и трудный жизненный путь, Кеплер стал придворным математиком Рудольфа II. Иоганн долгое время пытался понять траекторию движения планет. Он исследовал записи других ученых и в конечном итоге он стал приверженцем гелиоцентрической теории.

Расхождение между круговой (которую предлагал Коперник) и истинной орбитами долгое время не давали ему покоя. Спустя несколько месяцев Иоганн попробовал использовать формулу для эллипса. И тут обнаружилось великолепное согласие с наблюдениями Тихо Браге (придворный математик до Кеплера). Кеплер обнаружил, что Марс движется по эллипсу, а не по окружности, и другие планеты тоже, но по менее вытянутым орбитам. Солнце в таких траекториях находится не в центре, а смещено в фокус. Благодаря огромному труду, ученый открыл три своих закона.


Первый гласит, что планета движется по эллипсу, в одном из двух фокусов которого находится Солнце. Второй, что радиус-вектор планеты заметает одинаковые площади за равные промежутки времени. И наконец третий закон, названный законом гармонии, устанавливает точную связь между радиусом орбиты планеты и периодом ее обращения вокруг Солнца. Но этого ему было недостаточно, Кеплер пробовал найти лежащую в их основе более фундаментальную причину, некое влияние Солнца на кинематику миров. Он предположил, что количественные физические законы, применимые на Земле, лежат в основе установлений, правящих небесами.


Поиски длиною в жизнь, которые вел Иоганн Кеплер, стремясь понять ход планет и обнаружить гармонию на небесах, получили свое разрешение спустя 36 лет после его смерти в работах Исаака Ньютона. Велики физик и математик, он разработал дифференциальное и интегральное исчисление, доискивался до первооснов света, расширил границы механики и складывал фундамент теории всемирного тяготения, который был так необходим Кеплеру. Из Ньютоновских принципов можно вывести все три закона Кеплера. Законы Кеплера были эмпирическими, основанными на кропотливых наблюдениях Тихо Браге, в то время как теория Ньютона, с помощью простых математических абстракций, позволяет вывести все наблюдения Браге.

Исаак Ньютон

Кеплер и Ньютон являются олицетворением переломного момента в истории человечества. Когда было открыто, что вся природа управляется чрезвычайно простыми законами, которые в равной степени действуют как на Земле, так и в Космосе.


Спасибо за внимание! Если вам интересен данный формат, в котором я рассказывал бы о значимых личностях науки, то пишите об этом в комментарии! Не забывайте оставлять свои лайки и подписываться на канал, если все еще не сделали этого. Всего вам доброго и до скорых встреч!

Источник: zen.yandex.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.