"Leyes de Kepler": esta frase es familiar para todos los amantes de la astronomía. ¿Quién es esta persona? ¿La conexión e interdependencia de qué realidad objetiva describió? El astrónomo, matemático, teólogo, filósofo, el hombre más inteligente de su tiempo Johannes Kepler (1571-1630) descubrió las leyes del movimiento planetario en el sistema solar.
El comienzo del viaje
Johannes Kepler, natural de Weil der Stadt (Alemania), vino a este mundo en diciembre de 1571. Débil, con mala vista, el niño superó todo para ganar en esta vida. Los estudios del niño comenzaron en Leonberg, donde se mudó la familia. Más tarde, se trasladó a una institución avanzada, una escuela de latín, para aprender los conceptos básicos del idioma, que pretendía utilizar en futuras publicaciones.
En 1589 se graduó de la escuela en el monasterio de Maulbronn en la ciudad de Adelburg. En 1591 ingresó en la universidad de Tübingen. Los duques crearon un sistema educativo eficaz a raíz de la introducción del luteranismo. Con la ayuda de subvenciones y becas para los pobres, las autoridades intentaronproporcionar a las universidades solicitantes que pudieran convertirse en clérigos bien educados capaces de defender la nueva fe en tiempos de furiosa controversia religiosa.
Durante su estancia en la institución educativa, Kepler estuvo bajo la influencia del profesor de astronomía Michael Möstlin. Este último compartió en secreto los puntos de vista de Copérnico sobre la idea de un Universo heliocéntrico (Sol en el centro), aunque enseñó a los estudiantes "según Ptolomeo" (Tierra en el centro). El profundo conocimiento de las ideas del científico polaco despertó en Kepler un gran interés por la astronomía. Así que la teoría de Copérnico tuvo otro partidario que buscó comprender personalmente las leyes del movimiento de los planetas alrededor del Sol.
El sistema solar es una obra de arte
Curiosamente, el que más tarde descubrió las leyes del movimiento planetario no se consideraba astrónomo por vocación. A lo largo de su vida, Kepler creyó que el sistema solar es una obra de arte, rebosante de fenómenos místicos, soñó con convertirse en sacerdote. El astrónomo explica su interés por la teoría de Copérnico por el hecho de que antes de sacar conclusiones de su propia investigación, debe estudiar diferentes opiniones.
Sin embargo, los profesores universitarios hablaban de Kepler como un estudiante con una mente excelente. En 1591, después de recibir una maestría, el científico continuó sus estudios en el campo de la teología. Cuando estaban a punto de terminar, se supo que un profesor de matemáticas había muerto en la escuela luterana de Graz. La Universidad de Tübingen recomendó que se contratara a un talentoso en todas las áreas para este puesto.relación de posgrado. Entonces, ¿adiós a las leyes del movimiento planetario?
En el nombre de Dios
Johann, de 22 años, renunció a regañadientes a su vocación original como sacerdote, pero, sin embargo, asumió las funciones de profesor de matemáticas en Graz. Mientras disertaba en su clase, el maestro novato dibujó en la pizarra algunas figuras geométricas que involucraban círculos concéntricos y triángulos. Y de repente se le ocurrió la idea de que tales figuras reflejan una cierta proporción fija entre los tamaños de dos círculos, siempre que el triángulo sea equilátero. ¿Cuál es la razón de área entre los dos círculos? El proceso de pensamiento estaba cobrando impulso.
Un año más tarde, un teólogo inusual publicó su primera obra, El Misterio del Universo (1596). En él, describió sus puntos de vista creativos sobre los secretos del universo, respaldados por creencias religiosas.
El que descubrió las leyes del movimiento planetario lo hizo en nombre de Dios. Al revelar el plan matemático del Universo, el investigador llegó a la conclusión: seis planetas están encerrados en esferas, entre las cuales caben cinco poliedros regulares. Por supuesto, la versión se basó en el "hecho" de que solo hay 6 cuerpos celestes. Alrededor de la órbita de la Tierra, Kepler trazó un dodecaedro perfecto y una esfera tocando la órbita de Marte.
Poliedros perfectos
Alrededor de la región de Marte, el científico representó un tetraedro y una esfera adyacente a la órbita de Júpiter. En el icosaedro de la esfera orbital de la Tierra, la esfera de Venus "encaja" perfectamente. usando el restotipos de poliedros perfectos, se hizo lo mismo con el resto. Sorprendentemente, las proporciones de las órbitas planetarias vecinas, presentadas en el modelo de esfera anidada de Kepler, coincidieron con los cálculos de Copérnico.
Al descubrir las leyes del movimiento planetario, el sacerdote con una mente matemática se basó principalmente en la inspiración divina. No tenía ninguna base real para los argumentos. El significado del tratado "Secretos del Universo" radica en que fue el primer paso decisivo hacia el reconocimiento del sistema heliocéntrico del mundo propuesto por Copérnico.
Suposiciones frente a alta precisión
En septiembre de 1598, los gobernantes católicos expulsaron a los protestantes de Graz, incluido Kepler, de la ciudad. Aunque a Johann se le permitió regresar, la situación seguía siendo muy tensa. En busca de apoyo, recurrió a Tycho Brahe, matemático y astrónomo de la corte del emperador Rodolfo II. El científico era conocido por su impresionante colección de observaciones planetarias.
Conocía la obra "El Secreto del Universo". Pero cuando en 1600 su creador llegó al Observatorio Tycho, ubicado en las afueras de la ciudad de Praga, Brahe, quien se dedicaba a investigaciones de alta precisión (en ese momento), lo acogió como autor de una obra específica, pero no como su colega.. El enfrentamiento entre ambos continuó hasta la muerte del astrólogo danés, ocurrida un año después. Tras la marcha del rival a otro mundo, Kepler se encargó de custodiar el tesoro de sus observaciones. Ayudaron mucho al investigador a convertirse en el que descubrió las leyes del movimiento.planetas alrededor del sol.
El Camino de Marte
La última investigación de
Brage para crear una tabla de movimientos planetarios no se ha completado. Todas las esperanzas estaban puestas en un sucesor. Fue nombrado matemático imperial. A pesar de una relación tensa con un colega fallecido, Kepler era libre de dedicarse a sus propios intereses en astronomía. Decidió continuar sus observaciones de Marte y describir su propia visión de la órbita de este planeta.
Johann estaba seguro: al abrir el complejo camino marciano, es posible revelar los caminos de movimiento de todos los demás "vagabundos del Universo". Contrariamente a la creencia popular, no se limitó a utilizar las observaciones de Brahe para seleccionar una figura geométrica que se ajustara a la descripción. El teólogo de ayer dirigió sus esfuerzos al descubrimiento de una teoría física del movimiento de "hermanas que viven en el espacio sin aire", de la que se pueden deducir sus órbitas. Después de un titánico trabajo de investigación, aparecieron tres leyes del movimiento planetario.
Primera Ley
Yo. Las órbitas de los planetas son elipses con el Sol en uno de los focos.
La ley del movimiento planetario en el sistema solar estableció que los planetas se mueven en una elipse. Apareció después de ocho años de cálculos usando una base de datos compilada por Tycho Brahe basada en observaciones del movimiento planetario de la estrella Marte. Johann llamó a su trabajo "Nueva Astronomía".
Entonces, según la primera Ley de Kepler, toda elipse tiene dos puntos geométricos llamados focos (foco en singular). La distancia total del planeta a cada uno de los centros siempre se sumalo mismo independientemente de dónde se encuentre el planeta en su trayectoria de movimiento. La importancia del descubrimiento es que la suposición de que las órbitas no son círculos perfectos (como en la teoría geocéntrica) acercó a las personas a una comprensión más precisa y clara de la imagen del mundo.
Segunda Ley
II. La línea que conecta el planeta con el Sol (radio vector) cubre áreas iguales en intervalos de tiempo iguales mientras el planeta se mueve alrededor de la elipse.
Es decir, en cualquier período de tiempo, por ejemplo, después de 30 días, el planeta supera la misma área, sin importar el período que elijas. Se mueve más rápido a medida que se acerca al Sol y más lento a medida que se aleja, pero se mueve a una velocidad que cambia constantemente a medida que se mueve alrededor de su órbita. El movimiento más “ágil” se observa en el perihelio (el punto más cercano al Sol) y el más “poderoso” en el afelio (el punto más alejado del Sol). Así razonó el que descubrió las leyes del movimiento planetario.
Tercera Ley
III. El cuadrado del período total del tiempo orbital (T) es proporcional al cubo de la distancia media del planeta al Sol (R).
Este principio a veces se llama la ley de la armonía. Compara el período de tiempo orbital y el radio orbital de los planetas. La esencia del descubrimiento de Kepler es la siguiente: la razón de los cuadrados de los períodos de movimiento y los cubos de las distancias medias al Sol es la misma para cada planeta.
Para reiterar, las leyes del movimiento planetario de Kepler se basaron en observaciones serias a largo plazo yprocesado matemáticamente. Mostrando regularidades, no revelaron la condicionalidad de los fenómenos. Más tarde, el famoso descubridor de la ley de la gravitación universal, Newton, demostró que la respuesta estaba en la propiedad física de los cuerpos de atraerse entre sí.
La sombra de mi cuerpo está aquí
A pesar de su éxito, Kepler sufría constantemente problemas financieros, f alta de tiempo para investigar, y se movía en busca de lugares donde sus creencias religiosas fueran toleradas. Varias veces trató de conseguir un puesto de profesor en Tübingen, pero fue percibido como un traidor, un protestante y fue rechazado.
Johannes Kepler murió el 15 de noviembre de 1630 de un ataque de fiebre aguda. Fue enterrado en un cementerio protestante. En el epitafio, su hijo legítimo escribió: “Usé los cielos para medir. Ahora tengo que medir las sombras de la Tierra. Aunque mi alma está en los cielos, la sombra de mi cuerpo está aquí.”
Sí, inicialmente, en el espíritu de los conceptos medievales, el científico creía que los planetas se mueven porque tienen almas, esto es magia viva, y no solo masas de materia. Más tarde, se dio cuenta de que el enfoque científico estaba más justificado. Bueno, el sacerdote y astrónomo, quien descubrió las leyes del movimiento planetario, recorrió honestamente el camino de la intuición. Pero admitámoslo: ¡a veces parece que hay tanto misticismo en el Universo científico de principio a fin!
