"Les lois de Kepler" - cette phrase est familière à tous ceux qui aiment l'astronomie. Qui est cette personne? La connexion et l'interdépendance de quelle réalité objective a-t-il décrit ? Astronome, mathématicien, théologien, philosophe, l'homme le plus intelligent de son temps Johannes Kepler (1571-1630) découvrit les lois du mouvement planétaire dans le système solaire.
Le début du voyage
Johannes Kepler, originaire de Weil der Stadt (Allemagne), est venu au monde en décembre 1571. Faible, avec une mauvaise vue, l'enfant a tout surmonté pour gagner dans cette vie. Les études du garçon ont commencé à Leonberg, où la famille a déménagé. Plus tard, il a rejoint une institution avancée, une école de latin, pour apprendre les bases de la langue, qu'il avait l'intention d'utiliser dans de futures publications.
En 1589, il est diplômé de l'école du monastère de Maulbronn dans la ville d'Adelburg. En 1591, il entre à l'université de Tübingen. Un système éducatif efficace a été créé par les ducs à la suite de l'introduction du luthéranisme. Avec l'aide de subventions et de bourses pour les pauvres, les autorités ont essayé depour fournir aux universités des candidats qui pourraient être formés pour devenir des ecclésiastiques bien éduqués capables de défendre la nouvelle foi en des temps de controverse religieuse qui fait rage.
Pendant son séjour à l'établissement d'enseignement, Kepler est tombé sous l'influence du professeur d'astronomie Michael Möstlin. Ce dernier partageait secrètement les vues de Copernic concernant l'idée d'un Univers héliocentrique (Soleil au centre), bien qu'il ait enseigné aux élèves "selon Ptolémée" (Terre au centre). Une connaissance approfondie des idées du scientifique polonais a suscité chez Kepler un grand intérêt pour l'astronomie. Ainsi, la théorie de Copernic avait un autre partisan qui cherchait à comprendre personnellement les lois du mouvement des planètes autour du Soleil.
Le système solaire est une œuvre d'art
Curieusement, celui qui découvrit plus tard les lois du mouvement planétaire ne se considérait pas comme un astronome par vocation. Toute sa vie, Kepler a cru que le système solaire était une œuvre d'art, débordant de phénomènes mystiques, il rêvait de devenir prêtre. L'astronome a expliqué son intérêt pour la théorie de Copernic par le fait qu'avant de tirer des conclusions de ses propres recherches, il doit étudier différentes opinions.
Néanmoins, les professeurs d'université parlaient de Kepler comme d'un étudiant doté d'un excellent esprit. En 1591, après avoir obtenu une maîtrise, le scientifique poursuit ses études dans le domaine de la théologie. Alors qu'ils étaient presque terminés, on apprit qu'un professeur de mathématiques était décédé à l'école luthérienne de Graz. L'Université de Tübingen a recommandé qu'un talent dans tous les domaines soit recruté pour ce poste.relation diplômée. Alors, adieu aux lois du mouvement planétaire ?
Au nom de Dieu
Johann, 22 ans, a renoncé à contrecœur à sa vocation initiale de prêtre, mais a néanmoins pris les fonctions de professeur de mathématiques à Graz. Alors qu'il faisait un cours magistral dans sa classe, le professeur novice a représenté au tableau quelques figures géométriques composées de cercles concentriques et de triangles. Et soudain l'idée lui vint que de tels chiffres reflètent un certain rapport fixe entre les tailles de deux cercles, à condition que le triangle soit équilatéral. Quel est le rapport d'aire entre les deux cercles ? Le processus de réflexion prenait de l'ampleur.
Un an plus tard, un théologien hors du commun publie son premier ouvrage, Le Mystère de l'Univers (1596). Il y expose ses vues créatives sur les secrets de l'univers, étayées par des croyances religieuses.
Celui qui a découvert les lois du mouvement planétaire l'a fait au nom de Dieu. Révélant le plan mathématique de l'Univers, le chercheur en est venu à la conclusion: six planètes sont enfermées dans des sphères, entre lesquelles s'emboîtent cinq polyèdres réguliers. Bien sûr, la version était basée sur le "fait" qu'il n'y a que 6 corps célestes. Autour de l'orbite de la Terre, Kepler a tracé un dodécaèdre parfait et une sphère touchant l'orbite de Mars.
Polyèdres parfaits
Autour de la région de Mars, le scientifique a représenté un tétraèdre et une sphère adjacente à l'orbite de Jupiter. Dans l'icosaèdre de la sphère orbitale de la Terre, la sphère de Vénus "s'adapte" parfaitement. Utiliser le restetypes de polyèdres parfaits, la même chose a été faite avec le reste. Étonnamment, les rapports des orbites planétaires voisines, présentés dans le modèle de sphère imbriquée de Kepler, coïncidaient avec les calculs de Copernic.
Découvert des lois du mouvement planétaire, le prêtre à l'esprit mathématique s'appuya principalement sur l'inspiration divine. Il n'avait aucune base réelle pour des arguments. L'importance du traité "Secrets de l'Univers" réside dans le fait qu'il a été le premier pas décisif vers la reconnaissance du système héliocentrique du monde mis en place par Copernic.
Hypothèses vs haute précision
En septembre 1598, les protestants de Graz, dont Kepler, furent chassés de la ville par les dirigeants catholiques. Bien que Johann ait été autorisé à revenir, la situation est restée très tendue. En quête de soutien, il se tourna vers Tycho Brahe, mathématicien et astronome à la cour de l'empereur Rodolphe II. Le scientifique était connu pour son impressionnante collection d'observations planétaires.
Il connaissait l'œuvre "Le secret de l'univers". Mais lorsqu'en 1600 son créateur arriva à l'observatoire de Tycho, situé en dehors de la ville de Prague, Brahe, engagé dans des recherches de haute précision (à l'époque), l'accueillit comme l'auteur d'un ouvrage spécifique, mais pas comme son collègue.. La confrontation entre eux s'est poursuivie jusqu'à la mort de l'astrologue danois, survenue un an plus tard. Après le départ du rival vers un autre monde, Kepler se voit confier la garde du trésor de ses observations. Ils ont grandement aidé le chercheur à devenir celui qui a découvert les lois du mouvementplanètes autour du soleil.
La trajectoire de Mars
Les dernières recherches de Brage pour créer une table des mouvements planétaires ne sont pas terminées. Tous les espoirs reposaient sur un successeur. Il a été nommé mathématicien impérial. Malgré une relation tendue avec un collègue décédé, Kepler était libre de poursuivre ses propres intérêts en astronomie. Il décide de poursuivre ses observations de Mars et de décrire sa propre vision de l'orbite de cette planète.
Johann en était sûr: en ouvrant la voie martienne complexe, il est possible de révéler les voies de déplacement de tous les autres "errants de l'Univers". Contrairement à la croyance populaire, il n'a pas simplement utilisé les observations de Brahe pour sélectionner une figure géométrique qui correspondait à la description. Le théologien d'hier a dirigé ses efforts vers la découverte d'une théorie physique du mouvement des "sœurs vivant dans l'espace sans air", à partir de laquelle leurs orbites peuvent être déduites. Après un travail de recherche titanesque, trois lois du mouvement planétaire sont apparues.
Première loi
Je. Les orbites des planètes sont des ellipses avec le Soleil à l'un des foyers.
La loi du mouvement planétaire dans le système solaire a établi que les planètes se déplacent dans une ellipse. Il est apparu après huit ans de calculs à l'aide d'une base de données compilée par Tycho Brahe à partir d'observations du mouvement planétaire de l'étoile Mars. Johann a appelé son travail "New Astronomy".
Ainsi, selon la première loi de Kepler, toute ellipse a deux points géométriques appelés foyers (focus au singulier). La distance totale de la planète à chacun des centres est toujours additionnéela même quelle que soit la position de la planète sur sa trajectoire. L'importance de la découverte est que l'hypothèse selon laquelle les orbites ne sont pas des cercles parfaits (comme dans la théorie géocentrique) a rapproché les gens d'une compréhension plus précise et plus claire de l'image du monde.
Deuxième loi
II. La ligne reliant la planète au Soleil (vecteur rayon) couvre des surfaces égales dans des intervalles de temps égaux pendant que la planète se déplace autour de l'ellipse.
C'est-à-dire que dans n'importe quelle période de temps, par exemple, après 30 jours, la planète surmonte la même zone, quelle que soit la période que vous choisissez. Il se déplace plus rapidement lorsqu'il s'approche du Soleil et plus lentement lorsqu'il s'en éloigne, mais il se déplace à une vitesse constamment changeante lorsqu'il se déplace autour de son orbite. Le mouvement le plus « agile » est observé au périhélie (le point le plus proche du Soleil) et le plus « puissant » à l'aphélie (le point le plus éloigné du Soleil). Ainsi raisonnait celui qui découvrit les lois du mouvement planétaire.
Troisième loi
III. Le carré de la période totale du temps orbital (T) est proportionnel au cube de la distance moyenne de la planète au Soleil (R).
Ce principe est parfois appelé la loi de l'harmonie. Il compare la période de temps orbitale et le rayon orbital des planètes. L'essence de la découverte de Kepler est la suivante: le rapport des carrés des périodes de mouvement et des cubes des distances moyennes au Soleil est le même pour chaque planète.
Pour réitérer, les lois de Kepler sur le mouvement planétaire étaient basées sur des observations sérieuses à long terme ettraité mathématiquement. Affichant des régularités, elles ne révélaient pas la conditionnalité des phénomènes. Plus tard, le célèbre découvreur de la loi de la gravitation universelle, Newton, a prouvé que la réponse résidait dans la propriété physique des corps à s'attirer les uns les autres.
L'ombre de mon corps est là
Malgré son succès, Kepler a constamment souffert de problèmes financiers, manque de temps pour la recherche, se déplaçant à la recherche d'endroits où ses croyances religieuses étaient tolérées. Plusieurs fois, il a tenté d'obtenir un poste d'enseignant à Tübingen, mais a été perçu comme un traître, un protestant et a été rejeté.
Johannes Kepler est décédé le 15 novembre 1630 d'une crise de fièvre aiguë. Il est inhumé dans un cimetière protestant. Dans l'épitaphe, son fils légitime écrit: « J'ai utilisé les cieux pour mesurer. Maintenant, je dois mesurer les ombres de la Terre. Bien que mon âme soit au ciel, l'ombre de mon corps se trouve ici. »
Oui, au départ, dans l'esprit des concepts médiévaux, le scientifique croyait que les planètes bougeaient parce qu'elles avaient des âmes, c'est de la magie vivante, et pas seulement des morceaux de matière. Plus tard, il s'est rendu compte que l'approche scientifique était plus justifiée. Eh bien, le prêtre et astronome, qui a découvert les lois du mouvement planétaire, a honnêtement parcouru le chemin de la perspicacité. Mais avouons-le nous-mêmes: il semble parfois qu'il y ait tant de mysticisme dans l'Univers scientifique de part en part !
