Иоганн Кеплер краткая биография и интересные факты

image 27 Декабря 1571 – 15 Ноября 1630 гг. (58 лет)

Иоганн Кеплер был знаменитым немецким астрономом, математиком и астрологом.

Детство и ранние годы

Иоганн Кеплер родился 27 декабря 1571 г. в германской земле Штуттгарт в семье Гайнриха Кеплера и Катарины Гульденманн. Считалось, что Келперы были богачами, однако, к моменту рождения мальчика, богатства в семье значительно поубавилось. Гайнрих Кеплер зарабатывал на жизнь торговлей. Когда Иоганну было 5 лет, отец уходит из семьи. Мать мальчика, Катарина Гульденманн, была травницей и целительницей, а позже, чтобы прокормить себя и ребёнка, даже предпринимала попытки занятия колдовством. По слухам, Кеплер был мальчиком болезненным, хилый телом и слабый умом.

Однако же с ранних лет он проявлял интерес к математике, нередко поражая окружающих своими способностями к этой науке. Ещё в детстве Кеплер знакомится с астрономией, и любовь к этой науке он пронесёт через всю свою жизнь. Изредка он, вместе со своей семьёй, наблюдает затмения и появление комет, однако плохое зрение и поражённые оспой руки не позволяют ему серьёзно заниматься астрономическими наблюдениями.

Образование

В 1589 г., окончив среднюю и латинскую школы, Кеплер поступает в Тюбингенскую духовную семинарию при Тюбингенском университете. Именно здесь он впервые проявит себя как грамотный математик и искусный астролог. В семинарии он изучает также философию и теологию под руководством выдающихся личностей своего времени – Витуса Мюллера и Якова Хеербранда. В Тюбингенском университете Кеплер знакомится с планетарными системами Коперника и Птолемея. Склоняясь к системе Коперника, Кеплер принимает Солнце за основной источник движущей силы во Вселенной. Оканчивая университет, он мечтает заполучить государственную должность, однако, после предложения занять пост профессора математики и астрономии в Протестантской школе Граца, тут же отказывается от своих политических амбиций. Пост профессора Кеплер занял в 1594 г., когда ему было всего 23 года.

Научная деятельность

Публикация повышает амбиции учёного, и он решает расширить поле своей деятельности. Он принимается ещё за четыре научных труда: о неизменности Вселенной, о влиянии небес на Землю, о движениях планет и о физической природе звёздных тел. Свои работы и предположения он рассылает многим астрономам, чьи взгляды он поддерживает, и чьи работы служат для него примером, с целью получения их одобрения. Одно из этих писем оборачивается дружбой с Тихо Браге, с которым Кеплер обсуждет множество вопросов относительно астрономических и небесных явлений.

А в это время в Протестантской школе Граца назревает религиозный конфликт, который ставит под угрозу дальнейшее его преподавание в школе, а потому он покидает учебное заведение и присоединяется к астрономическим трудам Тихо. 1 января 1600 г. Кеплер уезжает из Граца и отправляется работать к Тихо. Результатом их совместной работы станут выдающиеся труды «Астрономия с точки зрения оптики», «Рудольфовы таблицы» и «Прусские таблицы». Рудольфовы и прусские таблицы были представлены императору Священной Римской империи Рудольфу II. Но в 1601 г. Тихо внезапно умирает, и Коперник назначается императорским математиком, на которого возлагается ответственность закончить начатый Тихо труд. При императоре Кеплер дослужился до главного астрологического советника. Помогал он правителю и во время политических смут, не забывая при этом своих трудов по астрономии. В 1610 г. Кеплер начинает совместную работу с Галилео Галилеем, и даже издаёт свои собственные телескопические наблюдения за спутниками различных планет. В 1611 г. Кеплер конструирует телескоп для астрономических наблюдений собственного изобретения, который так и назовёт – «кеплеровский телескоп».

Наблюдения сверхновой

В 1604 г. учёный наблюдает на звёздном небе новую яркую вечернюю звезду, и, не веря своим глазам, замечает вокруг неё туманность. Подобную сверхновую можно наблюдать лишь раз в 800 лет! Считается, что такая звезда появлялась на небе при рождении Христа и в начале правления Карла Великого. После такого уникального зрелища, Кеплер проверяет астрономические свойства звезды и даже начинает изучение небесных сфер. Его вычисления параллакса в астрономии выводят его на первый план в этой науке и укрепляют его репутацию.

Личная жизнь

30 октября 1613 г. Кеплер женится снова. Пересмотрев одиннадцать партий, он останавливает свой выбор на 24-летней Сузанне Реуттинген. Первые трое детей, родившиеся от этого союза, умирают в младенчестве. Судя по всему, вторая женитьба оказалась счастливее первой. В довершение семейных бедствий, мать Кеплера обвиняют в занятии колдовством и заключают в тюрьму на четырнадцать месяцев. По свидетельствам очевидцев, во время всего процесса сын не оставлял мать.

Смерть и наследие

Кеплер умер как раз перед тем, как должен был наблюдать прохождения Меркурия и Венеры, которые ожидал с большим нетерпением. Он скончался 15 ноября 1630 г., в Регенсбурге, в Германии, после непродолжительной болезни. Многие годы на законы Кеплера смотрели скептически. Однако, спустя некоторое время, учёные взялись проверить теории Кеплера, и, постепенно, стали соглашаться с его открытиями. «Сокращение коперниковой астрономии» – главный проводник идей Кеплера – много лет служил руководством астрономам. Известные учёные – как, например, Ньютон, – строили свои теории на работах Кеплера.

Основные труды

  • «Новая астрономия»
  • «Астрономия с точки зрения оптики»
  • «Тайна Вселенной»
  • «Сон»
  • «Новогодний подарок, или О шестиугольных снежинках»
  • «Догадки Кеплера»
  • «Закон неразрывности»
  • «Кеплеровские законы движения планет»
  • «Сокращение коперниковой астрономии»
  • «Гармония мира»
  • «Рудольфовы таблицы»

История исследования космоса > Биография астрономов > Иоганн Кеплер

imageБиография Иоганн Кеплер (1571-1630 гг.)

Краткая биография:

Имя: Иоганн Кеплер

Дата рождения: 27 декабря 1571 г.

Дата смерти: 15 ноября 1630 г.

Образование: Тюбингенский университет

Место рождения: Вайль-дер-Штадт, Священная Римская империя

Место смерти: Регенсбург

Иоганн Кеплер – немецкий астроном, математик: биография с фото, открытия и вклад в астрономию, законы движения планет, приемник Браге, влияние на Ньютона.

Иоганн Кеплер родился раньше назначенного времени 27 декабря 1571 года. Его краткая биография началась в Вайль-дер-Штадт (Германия). Он был болезненным ребенком и в раннее года болел оспой. Кеплер отправился учиться в университет Тюбингена, протестантское учреждение, где изучал теологию и философию, а также математику и астрономию. После завершения своего образования, он был принят на работу в качестве преподавателя математики и астрономии в Граце, Германия. В 1596 году, в возрасте 24 лет, Кеплер опубликовал Mysterium Cosmographicum (Космографическую Тайну). В этой работе он защищал теории Коперника, который отстаивал позицию о том, что Солнце, а не Земля, было в центре Солнечной Системы. Иоганн Кеплер был подвержен сильному влиянию пифагорейцев, полагая, что Вселенная управляется геометрическими отношениями, которые соответствуют вписанной и описанной окружностей пяти регулярных многоугольников.

В 1598 году, школа Кеплера в Граце была закрыта по инициативе Фердинанда Габсбурга. Кеплер хотел вернуться в Тюбинген, но его не желали отпускать, благодаря его известной вере в Коперниканизм. Астроном Браге тайно предложил Иоганну Кеплеру приехать в Прагу, чтобы тот был его помощником. Столкнувшись с католическим преследованием протестантских меньшинств в Граце, Кеплер принял предложение Браге и уехал в Прагу 1 января 1600 года. Когда Браге умер, на следующий год, Кеплер был назначен его преемником. Кеплер унаследовал от Браге знания о многих точном расположении определенных планет, в частности это касается Марса. Кеплер использовал эти данные для изучения орбиты планет. Он отказался от утверждения, что планета двигалась по кругу, и доказал, что орбита Марса на самом деле – эллипс. Этот, первый из законов Кеплера движения планет, появился в Astronomia Nova (Новая Астрономия), которую он опубликовал в 1609 году. Его второй закон движения планет, также опубликован в 1609 году, там он описывает концепцию планетарной скорости. Его третий закон, опубликован в 1619 году, он описывает соотношения между орбитальным расстоянием вращающихся планет и их расстояния от Солнца.

Если говорить коротко, то три закона Иоганна Кеплера движения планет звучат так:

  • Каждая планета Солнечной системы вращается по эллипсу, Солнце находится в одном из фокусов такой планеты;
  • Каждая планета движется в плоскости, которая проходит через центр Солнца, а за равные промежутки времени радиус-вектор, соединяющий Солнце и планету, описывает равные площади.
  • Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца соотносятся, как кубы больших полуосей орбит планет.

Иоганн Кеплер умер в Регенсбурге (Германия) 15 ноября 1630 года после непродолжительной болезни. Его важная работа позже заложит основу для Исаака Ньютона и теории гравитации. В биографии астрономов, Иоганн Кеплер был связывающем звеном между мыслями Коперника и Ньютона, и рассматривается как особо важная фигура в научной революции 17-го столетия.

Перейти к полному списку

Биография

Иоганн Кеплер – выдающийся немецкий астроном и математик, чья научная мысль намного опережала время. Он вывел 3 закона движения планет, установил, что орбиты имеют эллиптическую форму, и предвосхитил множество научных открытий.

Портрет Иоганна Кеплера

Иоганн Кеплер родился в день святого Иоанна Богослова, 27 декабря 1571 года, в германском городе Вайль-дер-Штадте. Дед будущего ученого был наемникам в Испанских Нидерландах и покинул семью, когда мальчику было 5 лет. Считается, что он погиб во время Восьмидесятилетней войны в Нидерландах.

Мать Катарина Гульденманн содержала трактир, была травницей и подрабатывала гаданием. К моменту рождения Иоганна в семье уже были двое сыновей и дочь, и финансовое состояние Кеплеров было не лучшим.

Иоганн Кеплер

С астрономией Кеплер познакомился еще ребенком и сразу же влюбился в науку. В 6 лет он, благодаря матери, наблюдал Большую комету 1577 года, в 1580-м любовался на лунное затмение.

Получив базовое образование, юноша учился в Тюбингенской богословской семинарии. В молодости студент Кеплер зарекомендовал себя прекрасным математиком и умелым астрологом – Иоганн увлекался этой «лженаукой» и составлял гороскопы для однокурсников. К окончанию учебы, в 23 года, Иоганн Кеплер получил назначение на должность учителя астрономии и математики в протестантской школе в город Грац.

Наука

Мировоззрение Кеплера как ученого формировалось на двух базовых принципах: научном и теологическом. Поэтому в работах Иоганна значительное место уделяется осмыслению законов жизни через божественное, хотя религиозные тонкости никогда им не ставились выше научных принципов.

Ученый Иоганн Кеплер

Еще в годы студенчества Кеплер в полемике с однокурсниками отстаивал справедливость гелиоцентрической системы, рассматривая систему Коперника и с астрономической, и с теологической точек зрения. Первую крупную работу, «Mysterium Cosmographicum», Иоганн опубликовал 1596 году. После публикации труд не приобрел популярности, но благодаря ему Иоганн получил определенный вес в астрономических кругах.

После «Mysterium Cosmographicum» Кеплеру разрешили продолжать исследования в области изучения законов движения планет. Он планировал написать еще 4 книги: о Солнце и звездах, о планетах и их движении, о физической природе планет и географии, о влиянии неба на Землю, в том числе с точки зрения оптики, метеорологии и астрологии.

Иоганн Кеплер и Тихо Браге

В поисках собеседников среди коллег Кеплер написал в том числе и прославленному астроному Тихо Браге. Датчанин вступил с Иоганном в яростную полемику, но переписка продолжилась. Ученые обсуждали астрономические проблемы, основываясь на теории Коперника (в частности – на их сообразности богословию). Однако значительную часть поднятых в переписке вопросов Кеплер не мог изучить – у него не было точных данных, которые Браге получал благодаря высокотехнологичной для тех времен обсерватории.

К 1599 году Иоганн окончательно убедился, что исследования сильно ограничены неточностью данных, а его работе угрожает нарастающая в Граце религиозная напряженность. В декабре Тихо пригласил коллегу в Прагу, и 1 января 1600 года Кеплер отправился в путь, надеясь, что покровительство Браге поможет и в науке, и в решении финансовых трудностей.

Памятник Иоганну Кеплеру и Тихо Браге

К февралю Кеплер встретился с Тихо и его помощниками и следующие 2 месяца гостил у астронома, изучая и анализируя наблюдения Браге за Марсом. К весне астрономы договорились об официальном сотрудничестве, и летом Иоганн вернулся домой, чтобы забрать семью и переехать в Прагу.

Дома ученого ждали политические и религиозные трудности, существенно осложнившие жизнь. 2 августа 1600 года Кеплера и его семью изгнали из Граца за отказ перейти в католичество. Вскоре ученый вместе с домашними двинулся в Прагу. В течение 1601 года он работал непосредственно на Тихо, который поручил коллеге наблюдать за планетами и писать трактат, направленный против исследований Урсуса, давнего соперника Браге.

Астроном Иоганн Кеплер

В октябре 1601 года Тихо неожиданно скончался, и Иоганна назначили его преемником на должности императорского математика, обязав завершить неоконченные исследования датчанина: наблюдения за Марсом и составление Рудольфинских таблиц движения планет. Следующие 11 лет стали наиболее продуктивными в научной биографии Кеплера.

В 1603 году исследователь сосредоточился на оптической теории, вспомнив о странных визуальных эффектах, которые можно наблюдать во время солнечных и лунных затмений. Итог работы, рукопись «Astronomiae Pars Optica», он представил императору 1 января 1604 года.

Иоганн Кеплер и император Рудольф II

В ней астроном описал закон обратных квадратов и даже распространил выводы своего исследования человеческого глаза. Сегодняшние нейробиологи считают Кеплера первым, кто понял, что изображение проецируется на сетчатку в перевернутом виде. Труд «Astronomiae Pars Optica» считается основой современной оптики, несмотря даже на отсутствие исследований в области закона преломления света.

В октябре 1604 года в небе появилась новая яркая звезда, SN 1604, но Кеплер вначале не верил слухам – до тех пор, пока сам не убедился в их правдивости. Астроном начал систематические наблюдения и через 2 года написал книгу «De Stella Nova», в которой рассматривал астрономические свойства нового светила.

«Кубок Кеплера»: модель Солнечной системы из пяти платоновых тел

Вклад Кеплера в изучение движения планет достиг кульминации в работе «Astronomia nova», где были сформулированы первые 2 закона движения планет. Иоганн начал с анализа оставленных Браге наблюдения за орбитой Марса, но счел его и свои выводы недостаточно точными. Использовав доступные на тот момент математические способы исследований, Кеплер постепенно пришел к выводу, что орбита Марса – не окружность, а эллипс.

Также на основании наблюдений за Марсом астроном вывел формулу, согласно которой скорость движения планеты обратно пропорциональна ее расстоянию от Солнца. Однако проверка этой взаимосвязи требовала очень долгого времени. Чтобы упростить задачу, Кеплер переформулировал пропорцию с геометрической точки зрения, установив, что каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца. При этом за равные промежутки времени радиус-вектор, соединяющий Солнце и планету, описывает равные площади.

Памятник Иоганну Кеплеру

В 1611 году Кеплер создал рукопись «Somnium», публикация которой состоялась только после смерти автора. Трактат описывал практику астрономии с точки зрения другой планеты и был призван окончательно отказаться от геоцентрической системы. Рукопись рассказывала о путешествии на Луну. Отчасти она была аллегорией, отчасти – первым произведением в жанре научной фантастики. В период с 1615 по 1621 годы Кеплер написал 3 тома «Epitome astronomiae Copernicanae». В исследовании были подробно описаны 3 закона движения планет.

Кроме астрономии, ученый имел значительные достижения в области математики. Он установил, как определять объемы тел вращения, впервые использовав методы исчисления, схожие с интегральными. Также Иоганн внимательно изучил симметрию снежинок. Исследования в этой области натолкнули его на идею, согласно которой максимальная плотность упаковки шаров достигается при их пирамидальном расположении. Эту гипотезу подтвердили только через 400 лет.

Портрет Иоганна Кеплера

Не обошел Иоганн и науки физику и механику. Кеплер первым ввел в обращение термин «инерция» и, подобно Галилею, сформулировал 1-й закон механики. Еще одним достижением едва не стал закон тяготения: он вплотную подошел к его описанию, хотя и не с математической точки зрения. Кеплер обнаружил, что в сходные тела стремятся к единству. Движущей силой этого явления астроном полагал магнетизм и вращение планет вокруг оси.

Интересный факт: именно Иоганн впервые предположил, что причиной приливов является лунное воздействие на воду. Ньютон пришел к подобным выводам лишь 100 лет спустя.

Личная жизнь

Первый раз Иоганн женился в 1597 году на Барбаре Мюллер, вдове 25 лет, у которой уже была дочь. В начале брака у пары родились 2 ребенка, сын и дочь, которые умерли в младенчестве. Позже в семье появились еще трое детей.

Иоганн Кеплер и его первая жена Барбара Мюллер

В 1611 году Барбара Кеплер заразилась пятнистой лихорадкой Скалистых гор. Женщина поправилась, но болезнь оставила осложнение в виде эпилептических припадков. Также в это время заболели оспой дети Кеплера, и 6-летний Фридрих умер. Барбара, вскоре вновь заболевшая, ненадолго пережила сына.

Второй женой Кеплера стала Сусанна Ройттингер, в брак с которой ученый вступил 30 октября 1613 года. У супругов родились шестеро детей, из которых выжили только трое. Личная жизнь ученого во втором браке была более счастливой, чем в первом – Сусанна была доброй и приветливой женщиной, тепло отнесшейся к приемным детям.

Катарина Кеплер, мать Иоганна Кеплера

Серьезно омрачала жизнь Кеплера ситуация с матерью. То, что Катарина Кеплер была гадалкой и травницей, не нравилось соседям. К тому же тетку матери Иоганна сожгли на костре как ведьму.

Впервые Катарину обвинили в колдовстве в 1615 году, но Кеплер привлек к делу юристов, и женщину удалось оправдать. После этого Иоганн забрал мать в Линц, но спустя 4 года она переехала в Леонберг, где вновь была обвинена и арестована. Женщину посадили на цепь возле городских ворот, однако Катарина и под угрозой пыток отказалась признавать вину. Иоганн вновь сумел защитить мать, и в 1621 году ее вновь оправдали. Однако подорванное заключением здоровье и преклонный возраст привели к тому, что в апреле 1622 года Катарина скончалась.

Смерть

Последние годы жизни Кеплер много времени проводил в дороге. Вскоре после прибытия к императору в Регенсбург за жалованьем умер. Причиной смерти ученого стала простуда, которую он подхватил в пути. Наследникам досталась небольшая сумма наличных, десятки рукописей и 29 тыс. флоринов жалованья, которое ученому задолжал император.

Памятник Иоганну Кеплеру

Могила Иоганна не сохранилась: кладбище, на котором похоронили астронома, было уничтожено шведской армией. Сейчас известна только эпитафия, составленная самим Кеплером:

До потомков дошло множество портретов Кеплера: популярного ученого, значение работ которого ценилось с момента первых публикаций, часто изображали различные художники, в том числе и при жизни Иоганна.

Труды

  • 1596 – Mysterium cosmographicum
  • 1604 – Astronomiae Pars Optica
  • 1604 – Ad Vitellionem paralipomena
  • 1604 – De Stella nova in pede Serpentarii
  • 1609 – Astronomia nova
  • 1610 – Tertius Interveniens
  • 1610 – Dissertatio cum Nuncio Sidereo
  • 1611 – Dioptrice
  • 1611 – De nive sexangula
  • 1613 – De vero Anno, quo aeternus Dei Filius humanam naturam in Utero benedictae Virginis Mariae assumpsit
  • 1615 – Eclogae Chronicae
  • 1618-1621 Epitome astronomiae copernicanae
  • 1627 – Tabulae Rudolphinae
  • 1634 – Somnium

Иоганн Кеплер родился 27 декабря 1571 Г. в Южной Германии в семье протестантов. С детства он увлекался астрономией, у него сохранились воспоминания о яркой комете 1577 г. и затмении Луны 31 января 1580 г.

Иоганн Кеплер

Благодаря отличной успеваемости Кеплер получил возможность учиться за казенный счет в училище Маульбрунского монастыря, где 3 марта 1588 г. наблюдал лунное затмение. Перейдя затем в Тюбингенскую семинарию, Иоганн Кеплер заинтересовался эзотерикой и астрологией, а впоследствии, уже в Тюбингенской академии, увлекся богословием, но из-за того, что его попытки толковать Священное Писание руководство академии рассматривало как ересь, карьера богослова оказалась для Кеплера закрыта, что привело его к занятиям математикой и астрономией.

В то время система мира излагалась в учебных заведениях по Клавдию Птолемею. Но преподаватель Кеплера, профессор Местлин (1550–1631), читавший студентам лекции по математике и астрономии, ввел его в круг немногих студентов, для которых у себя дома бесплатно читал лекции по астрономии Коперника. В результате Кеплер понял, что может «…прославить Бога и в астрономии», блестяще защитил в 1593 г. магистерскую диссертацию и получил аттестат с отличием. По ходатайству Местлина его назначили преподавателем математики в гимназии в Граце, в которой он проработал до осени 1597 г. В его обязанности входило также преподавание астрономии и составление ежегодных календарей для общего пользования.

Здание, построенное в 1547 г., где располагался главный корпус Тюбингенского университета

Первым печатным произведением Кеплера был календарь на 1595 г. Календарь содержал статью о необходимости перехода на новый стиль летосчисления, а также информацию о приметах и астрологические прогнозы, как это было тогда принято. Без астрологических прогнозов календари никто не стал бы покупать. Продажа календарей и составление гороскопов обеспечивали Кеплеру дополнительный доход на протяжении всей его жизни.

После гонений 1597 г. католиков на протестантов Кеплер вынужден был оставить преподавание, и посвятил себя научной работе. Он начал исследования по оптике, магнетизму, метеорологии, хотел точнее определить параметры орбиты Луны, для чего ему понадобились данные астрономических наблюдений, которые имелись у Браге. 1 января 1600 г., после очередных гонений на протестантов, Кеплер уехал с семьей к Браге в Прагу, где прожил в результате 12 лет.

Летом 1627 г. Иоганн Кеплер после 22 лет трудов опубликовал астрономические таблицы, которые в честь императора назвал «Рудольфовыми». Спрос на них был огромен, так как все прежние таблицы давно разошлись с наблюдениями. Этот труд впервые включал удобные для расчетов таблицы логарифмов. Таблицы служили астрономам и морякам вплоть до начала XIX в. Через год после смерти Кеплера, в 1631 г., Пьер Гассенди (1592– 1655) наблюдал предсказанное им прохождение Венеры по диску Солнца.

«Вечный природный и магический календарь, который позволяет познать глубочайшие и таинственнейшие из тайн, в том числе смысл всей философии» — пример календаря с астрологическими предсказаниями. Германия. XVI в.

Судьба Кеплера трагична. Его преследовали в католической стране как протестанта, семейная жизнь сложилась неудачно, он редко выбирался из бедности, дети умирали один за другим. Кеплер скитался по Европе времен Тридцатилетней войны. Умер он в Регенсбурге на постоялом дворе 15 ноября 1630 г. в ожидании жалованья, которого не получал много лет. В довершение всего в ходе войны было разрушено кладбище в Регенсбурге, где был похоронен ученый, и от могилы Кеплера не осталось и следа.

Часть архива Кеплера утрачена. В 1774 г. большую часть архива (18 томов из 22) приобрела Петербургская академия наук, там он и хранится до сих пор.

Законы движения планет и строение Вселенной по Кеплеру

Задача средневековых астрономов состояла в точном описании и предсказании движения планет. В качестве его причины они видели Божественный промысел. Истинной причиной движения планет, тем, почему в планетной системе именно шесть (известных на тот момент) планет, чем определяются их скорости и размеры орбит, впервые заинтересовался Иоганн Кеплер.

Платоновы тела — правильные выпуклые многогранники, по Кеплеру, определяющие геометрию системы планет

Он представил, что пять известных правильных выпуклых многогранников — платоновых тел — определяют геометрию системы планет и их можно поместить между планетными сферами. Кеплер подобрал такое чередование вписанных и описанных фигур, при котором отношение радиусов сфер планет было приблизительно как у Коперника. Он ввел додекаэдр, в который вписывалась сфера орбиты Земли. Описанная вокруг додекаэдра сфера была сферой Марса, вокруг нее описывался тетраэдр. Описанная вокруг тетраэдра сфера была сферой Юпитера. Вокруг сферы Юпитера был описан куб, а вокруг него описывалась сфера Сатурна.

В сферу Земли был вписан икосаэдр, в который вписывалась сфера Венеры с вложенным в нее октаэдром. Вписанная в октаэдр сфера была сферой Меркурия. Тайна космоса, по мнению 23-летнего Кеплера, состояла в геометрическом принципе симметрии: положение планет в системе зависело от симметрии платоновых тел. Геометрический принцип позволил Кеплеру объяснить число известных тогда планет и определить радиусы планетных сфер в единицах расстояния между Солнцем и Землей в сравнительно хорошем согласии с системой Коперника.

Фронтиспис работы «Тайна мироздания» (Mysterium Cosmographicum; 1596). В этом труде Кеплер развил учение Коперника о гелиоцентрической системе мира и наделил его новым, религиозным смыслом: Вселенная являла образ триединого Бога (Солнце соотносилось с Богом-Отцом, сфера звезд — с Богом-Сыном, промежуточное пространство — со Святым Духом).

Самый большой вклад в астрономию Кеплер внес, открыв три закона движения планет, носящих с тех пор его имя.

  1. Каждая планета обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.
  2. Радиус-вектор планеты в равные промежутки времени описывает равные площади.
  3. Квадраты звездных периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.

В своей работе Кеплер использовал прекрасные наблюдения планеты Марс, выполненные Тихо Браге, погрешность которых составляла всего несколько угловых минут. Первым на примере орбиты Земли был установлен второй закон Кеплера (закон площадей). При определении формы планетных орбит Кеплер фактически пользовался методом подбора, требовавшим огромного объема вычислительной работы. «Перебрав» множество замкнутых кривых, в частности, эквант (окружность с Солнцем, расположенным вне ее центра), овал (фигуру из четырех сопряженных дуг окружностей), овоид (фигуру яйцевидной формы), Кеплер остановился на эллипсе, с которым тоже ничего не получалось до тех пор, пока Кеплер не догадался поместить Солнце в один из фокусов этой геометрической фигуры. Тогда на эллипс легли все точки орбиты Марса, полученные из наблюдений.

Вычислив орбиту Марса, Кеплер на основании установленных закономерностей определил параметры орбит других планет. Сопоставив размеры орбит с периодами обращений планет, он получил третий закон. Однако Кеплер, установив законы движения планет, не мог понять причин, по которым планеты движутся именно таким образом. Лишь в конце XVII в. Исаак Ньютон выведет эти зависимости аналитически исходя из законов динамики и закона всемирного тяготения.

Модель Солнечной системы по Кеплеру. Иллюстрация из книги «Тайна мироздания»

Научные труды Иоганна Кеплера

Иоганн Кеплер был разносторонне развитым человеком. Он изучал преломление света в воздухе (атмосферную рефракцию), описал понятие оптического изображения, явление полного внутреннего отражения света, общую теорию линз и их систем, выявил, как освещенность падает при удалении от источника света.

В 1610 г., после открытия Галилеем спутников Юпитера, Кеплер подтвердил их наличие и занялся теорией линз, в результате чего появилась фундаментальная работа «Диоптрика», в которой Кеплер предложил правильный физиологический механизм зрения, объяснил причины близорукости и дальнозоркости. Он описал схему телескопа, который к середине XVII в. вытеснил менее совершенный телескоп Галилея. Кеплер наблюдал и описал сверхновую 1604 г., названную впоследствии его именем, проанализировал симметрию снежинок, высказал гипотезу о том, что пирамидальная упаковка шаров имеет наибольшую плотность.

Господь-геометр использует циркуль при создании мира. Миниатюра из Bible moralisеe (Библии с комментариями морализаторского содержания). Париж. Ок. 1220 г.

В 1615 г. Кеплер, покупая вино, заинтересовался способом, которым виноторговец определял его количество в бочке. Ученый стал рассчитывать объемы тел различных форм и в результате изучения 92 «неправильных» тел (бочек, различных фруктов и ягод, турецкой чалмы и т.п.) нашел способ определения объемов тел вращения, который описал в книге «Новая стереометрия винных бочек». Этот труд позднее лег в основу дифференциального и интегрального исчисления. Также он сформулировал так называемый «фотометрический парадокс»: если число звезд бесконечно, то в любом направлении взгляд наткнулся бы на звезду и на небе не существовало бы темных участков.

Поделиться ссылкой

Сообщение Иоганн Кеплер кратко расскажет о жизни немецкого астронома и математика.

Иоганн Кеплер краткая биография и интересные факты

Иоганн Кеплер появился на свет в германской земле Штуттгарт 27 декабря 1571 года в семье торговца. Когда мальчику исполнилось 5 лет, отец ушел из семьи. С ранних лет Иоганн проявлял интерес к математике, поражая окружающих своими способностями. Также в этот период он познакомился и с астрономией. Кеплер любил наблюдать за затмениями и появления комет. К сожалению, пораженные оспой руки и плохое зрение не позволили ему всерьез заняться этой наукой.

В 1589 году Иоганн Кеплер окончил среднюю и латинскую школы, поступив позже в Тюбингенскую духовную семинарию, действующую при Тюбингенском университете. Во время учебы он проявил себя как искусный астролог и математик. В учебном заведении будущий ученый изучал теологию и философию, познакомился с планетарными системами Птолемея и Коперника.

Будучи приверженцем системы Коперника, он принял Солнце за основной источник движущей силы во Вселенной. После окончания университета Иоганн получил предложение занять должность профессора астрономии и математики в Протестантской школе Граца. Так в возрасте 23 лет (1594 год) Кеплер стал профессором.

Преподавая в Протестантской школе, ему явилось видение космического плана строения Вселенной. Профессор представил периодическую связь планет, Юпитера и Сатурна, в зодиаке. Занимался определением зависимости между размерами правильных многогранников и расстояниями планет от Солнца, утверждая об открытии ему геометрии Вселенной.

В 1596 году ученый написал свою первую астрономическую работу «Тайна Вселенной». Данный труд сделал его популярным астрономом. В 1621 году Кеплер переиздал «Тайны», внеся несколько поправок. Повысив свои научные амбиции, он принялся за написание 4 трудов: о движениях планет, о неизменности Вселенной, о физической природе звездных тел и о влиянии небес на Землю. В это время в его школе назрел религиозный конфликт, который поставил под угрозу его преподавание в школе. Иоганн покидает заведение и 1 января 1600 года уезжает из Граца для работы с другим астрономом, Тихо. Их совместная работа вылилась в труды «Рудольфовы таблицы», «Астрономия с точки зрения оптики» и «Прусские таблицы». В 1601 году его напарник умирает, и император Священной Римской империи Рудольф II назначает Коперника императорским математиком, возложив на него ответственность за неоконченные труды Тихо. В свою очередь Иоганн Кеплер получил должность главного астрологического советника. В 1610 году начал сотрудничать с Галилео Галилеем, и издает свои телескопические наблюдения за спутниками различных планет. Спустя год Иоганн для астрономических наблюдений сконструировал телескоп, который получил название «кеплеровский телескоп».

Иоганн Кеплер с нетерпением ждал прохождение Меркурия и Венеры, однако увидеть это астрономическое явление ему так и не удалось. Великого астронома не стало 15 ноября 1630 года в Регенсбурге (Германия) после болезни.

Иоганн Кеплер интересные факты

  • В 1604 году он наблюдал на небе новую вечернюю яркую звезду, и, неожиданно увидел туманность. Такая сверхновая наблюдается раз в 800 лет.
  • Иоганн Кеплер 27 апреля 1597 года женится на Барбаре Мюллер, которая уже имела дочь Джемму от предыдущих браков. За первый год у супругов родилось 2 дочерей. К сожалению, девочки умерли еще в младенческом возрасте. Позже у пары родилось еще 3 детей. Барбара в 1612 году умерла. Кеплер 30 октября 1613 год снова женится на 24-летней Сузанне Реуттинген. У них родилось семеро детей, выжили четверо.
  • Мать астронома была обвинена в колдовстве и ее заключили в тюрьму на 14 месяцев.
  • В 2009 году управление НАСА, в память о вкладе Кеплера в развитие астрономии, провозгласило миссию «Кеплер».
  • В детстве будущий астроном был болезненным мальчиком, слабый умом и хилый телом.
  • При жизни Кеплер, чтобы заработать деньги, подрабатывал составлением гороскопов.

Надеемся, что сообщение о Иоганне Кеплере помогло Вам подготовиться к занятию, и Вы узнали много полезной информации о великом немецком ученом. А свой краткий рассказ о Иоганне Кеплере Вы можете оставить через форму комментариев ниже.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий