Johannes Kepler (né le 27 décembre 1571 - mort le 15 novembre 1630) - le grand astronome et mathématicien allemand, fut le découvreur des lois du mouvement des planètes du système solaire.
Johannes Kepler a été l'un des créateurs de l'astronomie moderne. Il a découvert les trois mouvements principaux des planètes par rapport au Soleil, il a inventé un système optique, qui est utilisé, en particulier, dans les réfracteurs modernes, a préparé la création du calcul différentiel, intégral et variationnel en mathématiques.
Les premières années. Formation
Johannes Kepler est né en 1571 à Weilder Stadt, dans le sud de l'Allemagne, dans une famille protestante pauvre. Après avoir terminé ses études à l'école du monastère en 1589, il entre au séminaire théologique de l'Académie de Tübingen. Au cours de ces années, il s'est familiarisé avec le système héliocentrique de N. Copernic et est immédiatement devenu son fidèle partisan. Kepler a développé un intérêt pour l'astronomie dans son enfance, lorsque sa mère a montré à un enfant impressionnable une comète brillante en 1577, et plus tard, une éclipse lunaire qui s'est produite en 1580.
Kepler est né un enfant très faible. À l'âge de quatre ans, il contracta la variole et faillit mourir. Il avait des problèmes de foie et d'estomac et souvent des maux de tête. De plus, il avait des déficiences visuelles congénitales - une myopie sévère et un défaut dans lequel un objet semble être multiple (en regardant la Lune, Kepler a vu plusieurs lunes). Les maladies l'ont suivi tout au long de sa vie. Son courage et son courage sont d'autant plus dignes de respect, grâce auxquels il a pu obtenir un succès scientifique incroyable et devenir l'un des créateurs de l'astronomie et de la physique modernes.
1591 - Kepler entre à l'université de Tübingen - d'abord à la Faculté des arts, qui comprenait ensuite les mathématiques et l'astronomie, puis rejoint la faculté de théologie. Après avoir été diplômé de l'académie en 1593, Kepler, accusé de libre pensée, ne fut pas autorisé à poursuivre une carrière théologique et reçut le poste de professeur de mathématiques.
Au départ, Kepler prévoyait de devenir prêtre protestant, mais en raison de ses capacités mathématiques exceptionnelles, il fut invité en 1594 à donner des cours de mathématiques à l'Université de Graz.
Vidéo promotionelle:
Activité scientifique
Kepler était à Graz pendant 6 ans. Là, en 1596, son premier livre, Le mystère du monde, a été publié. Dans celui-ci, Kepler a tenté de trouver l'harmonie secrète de l'Univers, pour laquelle il a comparé les orbites de 5 planètes connues à cette époque (il a notamment distingué la sphère terrestre) différents «corps platoniques» (polyèdres réguliers). Il a présenté l'orbite de Saturne comme un cercle (pas encore une ellipse) à la surface d'une sphère, décrit autour d'un cube. À son tour, une balle a été inscrite dans le cube, qui était censé représenter l'orbite de Jupiter. Dans cette boule était inscrit un tétraèdre, décrit autour de la boule, représentant l'orbite de Mars, etc.
Ce travail, après de nouvelles découvertes de Kepler, a perdu sa signification originale (ne serait-ce que parce que les orbites des planètes n'étaient pas circulaires); néanmoins, Kepler croyait en la présence d'une harmonie mathématique cachée de l'Univers jusqu'à la fin de ses jours, et en 1621 il republia "Le Mystère du Monde", y apportant de nombreux changements et ajouts.
1597 Kepler épouse la veuve Barbara Müller von Mulek. Leurs deux premiers enfants sont morts en bas âge et leur femme est tombée malade d'épilepsie. En outre, la persécution des protestants a commencé à Graz catholique. Kepler, inclus dans la liste des «hérétiques» expulsés, a été contraint de quitter la ville.
Coupe de Kepler: un modèle du système solaire de cinq solides platoniques.
Kepler à Prague. Patrimoine
1600 - il se rend à Prague chez le célèbre astronome Tycho Brahe, après la mort duquel il reçoit les matériaux de ses nombreuses années et de nombreuses observations. Kepler a écrit de nombreux articles et articles scientifiques. 1601 - après la mort de Brahe, Kepler est devenu son successeur en fonction, et après un litige avec sa famille, Brahe a pu hériter des résultats des observations astronomiques. Excellent observateur, Tycho Brahe a compilé pendant de nombreuses années un travail volumineux sur l'observation de planètes et de centaines d'étoiles, alors que la précision de ses mesures était nettement supérieure à celle de tous ses prédécesseurs.
À la fin du XVIe siècle en astronomie, il y avait encore une lutte entre le système géocentrique de Ptolémée (lorsque le centre de l'univers est supposé être la Terre) et le système héliocentrique de Copernic (dans lequel le soleil est au centre de l'univers). Dans le modèle de Copernic, les planètes se déplacent uniformément sur des orbites circulaires: ce qui n'était pas cohérent avec l'apparente inégalité du mouvement planétaire. Bien que les tables astronomiques de Copernic étaient à l'origine plus précises que les tables ptolémaïques, elles ont rapidement divergé considérablement des observations, ce qui a beaucoup dérouté et refroidi les Copernicans enthousiastes.
Mécanique et physique
L'ouvrage le plus important de Kepler est son ouvrage "Nouvelle Astronomie" (1609), consacré à l'étude du mouvement de Mars selon les observations de Brahe et contenant les deux premières lois d'attraction des planètes. Sur la base du système copernicien, au cours de plusieurs années, Kepler a étudié attentivement les données de Brahe et, à la suite d'une analyse minutieuse, est arrivé à la conclusion que la trajectoire de Mars n'est pas un cercle, mais une ellipse, dans l'un des foyers dont se trouve le Soleil - la position connue aujourd'hui. comme première loi de Kepler.
Une analyse plus approfondie a conduit à la deuxième loi: le vecteur rayon reliant la planète et le Soleil décrit des aires égales en même temps. Cela signifie que plus la planète est éloignée du Soleil, plus elle se déplace lentement.
Lors de la recherche d'orbites, Kepler a dû utiliser la méthode d'appariement. Il a calculé et calculé, mais il n'y avait aucune coïncidence avec les observations. Tout d'abord, l'ovale a été écarté - une courbe composée de quatre arcs de cercle. Pendant environ un an, le scientifique a tripoté le "ovoïde" - une figure en forme d'oeuf. En fin de compte, il est arrivé à la conclusion: la vérité se situe entre le cercle et l'ovale, comme si l'orbite de Mars était une ellipse exacte. Mais l'ellipse ne s'adaptait pas tant que Kepler n'a pas placé le soleil au centre.
Puis au début de 1605, tout s'est réuni et s'est mis en place. Tous les points de l'orbite, calculés à partir des observations, reposent sur l'ellipse; elle converge également avec la loi des aires. Le nouveau modèle de mouvement a suscité un grand intérêt parmi les savants copernicains, bien que tous ne l’acceptent pas. Galilée a fortement rejeté les ellipses képlériennes.
1619 - dans l'essai "Harmonie du monde", le scientifique a formulé la troisième loi, unissant la théorie du mouvement de toutes les planètes en un tout harmonieux. Le soleil, occupant l'un des foyers de l'orbite elliptique, est, selon Kepler, la source de la force qui anime la planète. Il a fait une juste estimation de l'existence de la gravité entre les corps célestes et a expliqué le flux et le reflux des océans de la Terre par l'influence de la lune.
Deuxième loi de Kepler: les zones ombrées sont égales et parcourues dans le même temps.
Astronomie
Les trois lois du mouvement planétaire découvertes par Kepler pleinement et avec une excellente précision expliquaient l'inégalité apparente de ces mouvements. Au lieu des modèles alambiqués de Ptolémée et Copernic, contenant des éléments artificiels, le modèle de Kepler ne comprend qu'une seule courbe - une ellipse. La deuxième loi a établi comment la vitesse de la planète change lors de l'éloignement ou de l'approche du Soleil, et la troisième permet de calculer cette vitesse et la période de révolution autour du Soleil.
1627, été - Johannes Kepler, après 22 ans de travail, publie (pour son propre argent) des tables astronomiques, qu'il nomme "Rudolphs" en l'honneur de l'empereur. Ces tableaux ont permis de calculer, à tout moment dans le temps, la position des planètes avec une grande précision pour cette époque. La demande pour eux était énorme, puisque tous les tableaux précédents avaient longtemps divergé des observations. Les tables de Kepler ont servi les astronomes et les marins jusqu'au début du 19e siècle.
En plus des trois lois de Kepler, le scientifique possède un certain nombre de découvertes importantes. Dans le travail «Réduction de l'astronomie de Copernic» (1618–1622), Kepler a décrit la théorie et les méthodes de prédiction des éclipses solaires et lunaires. Ses recherches en optique (problèmes de réfraction de la lumière, réfraction astronomique, développement de la théorie des télescopes) sont présentées dans les ouvrages "Supplément à Vittelo" (1604) et "Dioptrics" (1611)
Mathématiques
Les remarquables capacités mathématiques du scientifique se sont manifestées, en particulier, dans la dérivation de formules pour déterminer les volumes de nombreux corps de révolution.
Dernières années. Mort
Les dernières années de sa vie, le scientifique a passé en voyage constant, en partie à cause de troubles politiques … Guerre de Trente Ans … (à un moment donné, il était au service de Wallenstein en tant qu'astrologue), en partie à la suite du procès de sa mère, qui était accusée de sorcellerie. Johannes Kepler est décédé le 15 novembre 1630 à Ratisbonne, où il a été enterré au cimetière de St. Peter. Une inscription est faite sur sa tombe: «Mensus eram coelos nune terrae metior umbras; Mens coelestis erat, corporis umbra jacet. " Cette épitaphe, écrite par Johannes Kepler lui-même, signifie: «Avant de mesurer les cieux, maintenant je mesure les ténèbres souterraines; mon esprit était un cadeau du ciel - et mon corps, transformé en ombre, se repose. " À Ratisbonne, en 1808, un monument lui fut érigé.
A. Mudrova