"Sheria za Kepler" - maneno haya yanajulikana kwa kila mtu ambaye anapenda elimu ya nyota. Mtu huyu ni nani? Muunganisho na kutegemeana kwa uhalisia gani wa kimalengo aliuelezea? Mwanaastronomia, mwanahisabati, mwanatheolojia, mwanafalsafa, mtu mwerevu zaidi wa wakati wake Johannes Kepler (1571-1630) aligundua sheria za mwendo wa sayari katika mfumo wa jua.
Mwanzo wa safari
Johannes Kepler, mzaliwa wa Weil der Stadt (Ujerumani), alikuja ulimwenguni mnamo Desemba 1571. Dhaifu, na macho duni, mtoto alishinda kila kitu kushinda katika maisha haya. Masomo ya mvulana yalianza huko Leonberg, ambapo familia ilihamia. Baadaye, alihamia katika taasisi ya hali ya juu, shule ya Kilatini, ili kujifunza mambo ya msingi ya lugha hiyo, ambayo alikusudia kutumia katika machapisho yajayo.
Mnamo 1589 alihitimu kutoka shuleni katika monasteri ya Maulbronn katika mji wa Adelburg. Mnamo 1591 aliingia chuo kikuu huko Tübingen. Mfumo mzuri wa elimu uliundwa na wakuu baada ya kuanzishwa kwa Ulutheri. Kwa msaada wa ruzuku na ufadhili wa masomo kwa maskini, mamlaka ilijaribukuvipatia vyuo vikuu waombaji ambao wangeweza kufunzwa kuwa makasisi walioelimika na wenye uwezo wa kutetea imani mpya wakati wa mabishano makali ya kidini.
Wakati wa kukaa kwake katika taasisi ya elimu, Kepler alikuja chini ya ushawishi wa Profesa wa Astronomia Michael Möstlin. Mwishowe alishiriki kwa siri maoni ya Copernicus kuhusu wazo la ulimwengu wa heliocentric (Jua katikati), ingawa aliwafundisha wanafunzi "kulingana na Ptolemy" (Dunia katikati). Ujuzi wa kina wa mawazo ya mwanasayansi wa Kipolishi uliamsha Kepler shauku kubwa katika unajimu. Kwa hiyo nadharia ya Copernicus ilikuwa na mfuasi mwingine ambaye alitaka kufahamu kibinafsi sheria za mwendo wa sayari kuzunguka Jua.
Mfumo wa jua ni kazi ya sanaa
Cha ajabu, yule ambaye baadaye aligundua sheria za mwendo wa sayari hakujiona kuwa mwanaastronomia kwa wito. Katika maisha yake yote, Kepler aliamini kwamba mfumo wa jua ni kazi ya sanaa, iliyojaa matukio ya ajabu, aliota ndoto ya kuwa kuhani. Mwanaastronomia huyo alieleza kupendezwa kwake na nadharia ya Copernicus kwa ukweli kwamba kabla ya kufikia hitimisho kutoka kwa utafiti wake mwenyewe, lazima ajifunze maoni tofauti.
Hata hivyo, walimu wa chuo kikuu walimzungumzia Kepler kama mwanafunzi mwenye akili nzuri. Mnamo 1591, baada ya kupokea digrii ya bwana, mwanasayansi huyo aliendelea na masomo yake katika uwanja wa theolojia. Walipokaribia kukamilika, ilijulikana kwamba profesa wa hisabati alikuwa amekufa katika shule ya Kilutheri huko Graz. Chuo Kikuu cha Tübingen kilipendekeza kwamba wenye talanta katika maeneo yote waajiriwe kwa nafasi hii.uhusiano wa wahitimu. Kwa hivyo, kwaheri sheria za mwendo wa sayari?
Kwa jina la Mungu
Johann mwenye umri wa miaka 22 kwa kusita aliacha wito wake wa awali kama kasisi, lakini hata hivyo akachukua majukumu ya mwalimu wa hisabati huko Graz. Alipokuwa akitoa mihadhara katika darasa lake, mwalimu wa mwanzo alionyesha ubaoni takwimu za kijiometri zinazohusisha miduara na pembetatu. Na ghafla wazo likamjia kwamba takwimu kama hizo zinaonyesha uwiano fulani kati ya saizi za duru mbili, mradi pembetatu ni ya usawa. Ni uwiano gani wa eneo kati ya miduara miwili? Mchakato wa mawazo ulikuwa ukishika kasi.
Mwaka mmoja baadaye, mwanatheolojia asiye wa kawaida alichapisha kazi yake ya kwanza, Fumbo la Ulimwengu (1596). Ndani yake, alielezea maoni yake ya ubunifu kuhusu siri za ulimwengu, yakiungwa mkono na imani za kidini.
Yeye aliyegundua sheria za mwendo wa sayari alifanya hivyo kwa jina la Mungu. Akifafanua mpango wa hisabati wa Ulimwengu, mtafiti alifikia hitimisho: sayari sita zimefungwa katika nyanja, kati ya ambayo polihedra tano za kawaida zinafaa. Bila shaka, toleo hilo lilitokana na "ukweli" kwamba kuna miili 6 tu ya mbinguni. Kuzunguka mzunguko wa Dunia, Kepler alielezea dodecahedron kamili na duara linalogusa mzunguko wa Mihiri.
Polihedra kamili
Kuzunguka eneo la Mirihi, mwanasayansi alionyesha tetrahedron na duara karibu na obiti ya Jupita. Katika icosahedron katika nyanja ya orbital ya Dunia, nyanja ya Venus "inafaa" kikamilifu. Kutumia iliyobakiaina za polihedra kamilifu, vivyo hivyo vilifanywa na wengine. Jambo la kushangaza ni kwamba uwiano wa mizunguko ya sayari ya jirani, iliyowasilishwa katika muundo wa duara uliowekwa wa Kepler, sanjari na hesabu za Copernicus.
Akigundua sheria za mwendo wa sayari, kasisi aliye na akili ya hisabati alitegemea hasa maongozi ya Mungu. Hakuwa na msingi wa kweli wa mabishano. Umuhimu wa risala ya "Siri za Ulimwengu" iko katika ukweli kwamba ilikuwa hatua ya kwanza ya uamuzi kuelekea utambuzi wa mfumo wa ulimwengu wa heliocentric uliowekwa na Copernicus.
Mawazo dhidi ya usahihi wa juu
Mnamo Septemba 1598, Waprotestanti huko Graz, kutia ndani Kepler, walilazimishwa kutoka nje ya jiji na watawala Wakatoliki. Ingawa Johann aliruhusiwa kurudi, hali iliendelea kuwa ya wasiwasi sana. Katika kutafuta msaada, alimgeukia Tycho Brahe, mtaalamu wa hisabati na mnajimu katika mahakama ya Mtawala Rudolph II. Mwanasayansi huyo alijulikana kwa mkusanyiko wake wa kuvutia wa uchunguzi wa sayari.
Alijua kuhusu kazi ya "Siri ya Ulimwengu". Lakini mnamo 1600 muundaji wake alipofika kwenye Observatory ya Tycho, iliyoko nje ya jiji la Prague, Brahe, ambaye alikuwa akijishughulisha na utafiti wa hali ya juu (wakati huo), alimkaribisha kama mwandishi wa kazi fulani, lakini sio kama mwenzake.. Mzozo kati yao uliendelea hadi kifo cha mnajimu wa Denmark, ambacho kilitokea mwaka mmoja baadaye. Baada ya mpinzani huyo kuondoka kwenda kwa ulimwengu mwingine, Kepler alikabidhiwa jukumu la kulinda hazina ya uchunguzi wake. Walimsaidia sana mtafiti kuwa ndiye aliyegundua sheria za mwendosayari kuzunguka jua.
Njia ya Mirihi
Utafiti wa hivi punde zaidi wa Brage wa kuunda jedwali la miondoko ya sayari haujakamilika. Matumaini yote yaliwekwa kwa mrithi. Aliteuliwa kuwa mwanahisabati wa kifalme. Licha ya uhusiano mbaya na mwenzake aliyekufa, Kepler alikuwa huru kufuata masilahi yake mwenyewe katika unajimu. Aliamua kuendelea na uchunguzi wake wa Mirihi na kueleza maono yake mwenyewe ya mzunguko wa sayari hii.
Johann alikuwa na uhakika: kwa kufungua njia changamano ya Martian, inawezekana kufichua njia za harakati za "watanganyika wote wa Ulimwengu." Kinyume na imani maarufu, hakutumia uchunguzi wa Brahe tu kuchagua takwimu ya kijiometri inayolingana na maelezo. Mwanatheolojia wa jana alielekeza juhudi zake katika ugunduzi wa nadharia ya kimwili ya harakati ya "dada wanaoishi katika nafasi isiyo na hewa", ambayo njia zao zinaweza kuzingatiwa. Baada ya kazi ya utafiti wa titanic, sheria tatu za mwendo wa sayari zilionekana.
Sheria ya Kwanza
Mimi. Mizunguko ya sayari ni duaradufu na Jua kwenye mojawapo ya foci.
Sheria ya mwendo wa sayari katika mfumo wa jua ilibainisha kuwa sayari husogea katika duaradufu. Ilionekana baada ya miaka minane ya hesabu kwa kutumia hifadhidata iliyokusanywa na Tycho Brahe kulingana na uchunguzi wa mwendo wa sayari ya Star Mars. Johann aliita kazi yake "New Astronomy".
Kwa hivyo, kulingana na Sheria ya kwanza ya Kepler, duaradufu yoyote ina sehemu mbili za kijiometri zinazoitwa foci (lengo katika umoja). Umbali wa jumla kutoka kwa sayari hadi kila kituo hufupishwa kila wakatisawa bila kujali ambapo sayari iko katika njia yake ya mwendo. Umuhimu wa ugunduzi huo ni kwamba dhana kwamba obiti si duara kamilifu (kama ilivyo katika nadharia ya kijiografia) ilileta watu karibu na ufahamu sahihi zaidi na wazi wa picha ya ulimwengu.
Sheria ya Pili
II. Laini inayounganisha sayari na Jua (radius vector) inashughulikia maeneo sawa katika vipindi sawa vya wakati huku sayari ikizunguka duaradufu.
Yaani, katika kipindi chochote cha muda, kwa mfano, baada ya siku 30, sayari hushinda eneo sawa, bila kujali ni kipindi gani unachochagua. Husogea kwa kasi zaidi inapokaribia Jua na polepole zaidi inaposogea, lakini husogea kwa kasi inayobadilika kila wakati inapozunguka obiti yake. Harakati za "mahiri" zaidi huzingatiwa kwenye perihelion (hatua iliyo karibu na Jua) na "nguvu" zaidi katika aphelion (hatua ya mbali zaidi na Jua). Hivyo akasababu yule aliyegundua sheria za mwendo wa sayari.
Sheria ya Tatu
III. Mraba wa jumla ya muda wa obiti (T) ni sawia na mchemraba wa umbali wa wastani kutoka sayari hadi Jua (R).
Kanuni hii wakati mwingine huitwa sheria ya maelewano. Inalinganisha muda wa obiti na radius ya obiti ya sayari. Kiini cha ugunduzi wa Kepler ni kama ifuatavyo: uwiano wa miraba ya vipindi vya mwendo na cubes ya umbali wa wastani kutoka Jua ni sawa kwa kila sayari.
Ili kusisitiza, sheria za Kepler za mwendo wa sayari zilitokana na uchunguzi wa kina wa muda mrefu nakuchakatwa kihisabati. Kuonyesha utaratibu, hawakuonyesha hali ya matukio. Baadaye, mgunduzi maarufu wa sheria ya uvutano wa ulimwengu wote, Newton, alithibitisha kwamba jibu lilikuwa katika mali halisi ya miili ili kuvutia kila mmoja.
Kivuli cha mwili wangu kipo hapa
Licha ya mafanikio yake, Kepler aliteseka kila mara kutokana na matatizo ya kifedha, kukosa muda wa kufanya utafiti, kuhama kutafuta mahali ambapo imani yake ya kidini ilivumiliwa. Mara kadhaa alijaribu kupata nafasi ya kufundisha huko Tübingen, lakini akaonekana kuwa msaliti, Mprotestanti, na akakataliwa.
Johannes Kepler alikufa mnamo Novemba 15, 1630 kutokana na shambulio la homa kali. Alizikwa kwenye makaburi ya Waprotestanti. Katika epitaph, mwana wake halali aliandika hivi: “Nilitumia mbingu kupima. Sasa sina budi kupima vivuli vya Dunia. Ingawa roho yangu iko mbinguni, kivuli cha mwili wangu kiko hapa."
Ndiyo, mwanzoni, katika roho ya dhana za zama za kati, mwanasayansi aliamini kwamba sayari zinasonga kwa sababu zina roho, huu ni uchawi hai, na si tu uvimbe wa maada. Baadaye, aligundua kuwa mbinu ya kisayansi ilikuwa sahihi zaidi. Naam, kuhani na mwanaastronomia, ambaye aligundua sheria za mwendo wa sayari, alitembea kwa uaminifu njia ya ufahamu. Lakini wacha tukubali sisi wenyewe: wakati mwingine inaonekana kwamba kuna fumbo nyingi sana katika Ulimwengu wa kisayansi kupitia na kupitia!
