"Leis de Kepler" - esta frase é familiar para todos que gostam de astronomia. Quem é essa pessoa? A conexão e interdependência de que realidade objetiva ele descreveu? Astrônomo, matemático, teólogo, filósofo, o homem mais inteligente de seu tempo Johannes Kepler (1571-1630) descobriu as leis do movimento planetário no sistema solar.
O início da jornada
Johannes Kepler, natural de Weil der Stadt (Alemanha), veio a este mundo em dezembro de 1571. Fraca, com pouca visão, a criança superou tudo para vencer nesta vida. Os estudos do menino começaram em Leonberg, para onde a família se mudou. Mais tarde, mudou-se para uma instituição avançada, uma escola de latim, para aprender o básico do idioma, que pretendia usar em futuras publicações.
Em 1589 ele se formou na escola no mosteiro de Maulbronn na cidade de Adelburg. Em 1591 ingressou na universidade em Tübingen. Um sistema educacional eficaz foi criado pelos duques na sequência da introdução do luteranismo. Com a ajuda de doações e bolsas de estudo para os pobres, as autoridades tentaramfornecer às universidades candidatos que possam ser treinados em clérigos bem-educados, capazes de defender a nova fé em tempos de grande controvérsia religiosa.
Durante sua permanência na instituição de ensino, Kepler ficou sob a influência do professor de astronomia Michael Möstlin. Este último compartilhou secretamente as opiniões de Copérnico sobre a ideia de um universo heliocêntrico (Sol no centro), embora ele ensinasse os alunos "de acordo com Ptolomeu" (Terra no centro). O profundo conhecimento das ideias do cientista polonês despertou em Kepler um grande interesse pela astronomia. Assim, a teoria de Copérnico teve outro defensor que procurou compreender pessoalmente as leis do movimento dos planetas ao redor do Sol.
O sistema solar é uma obra de arte
Estranhamente, aquele que mais tarde descobriu as leis do movimento planetário não se considerava um astrônomo por vocação. Ao longo de sua vida, Kepler acreditou que o sistema solar é uma obra de arte, transbordando de fenômenos místicos, ele sonhava em se tornar padre. O astrônomo explicou seu interesse pela teoria de Copérnico pelo fato de que antes de tirar conclusões de sua própria pesquisa, ele deve estudar opiniões diferentes.
No entanto, os professores universitários falaram de Kepler como um aluno com uma mente excelente. Em 1591, tendo recebido o título de mestre, o cientista continuou seus estudos no campo da teologia. Quando estavam perto da conclusão, soube-se que um professor de matemática havia morrido na escola luterana em Graz. A Universidade de Tübingen recomendou que um talentoso em todas as áreas fosse recrutado para esta posição.relacionamento de pós-graduação. Então, adeus às leis do movimento planetário?
Em nome de Deus
22 anos de idade, Johann relutantemente desistiu de seu chamado original como padre, mas mesmo assim assumiu as funções de professor de matemática em Graz. Enquanto lecionava em sua aula, o professor iniciante desenhou no quadro-negro algumas figuras geométricas envolvendo círculos concêntricos e triângulos. E de repente lhe ocorreu o pensamento de que tais figuras refletem uma certa proporção fixa entre os tamanhos de dois círculos, desde que o triângulo seja equilátero. Qual é a razão de área entre os dois círculos? O processo de pensamento estava ganhando força.
Um ano depois, um teólogo incomum publicou sua primeira obra, O Mistério do Universo (1596). Nele, ele delineou suas visões criativas sobre os segredos do universo, apoiadas por crenças religiosas.
Aquele que descobriu as leis do movimento planetário o fez em nome de Deus. Revelando o plano matemático do Universo, o pesquisador chegou à conclusão: seis planetas estão encerrados em esferas, entre as quais cabem cinco poliedros regulares. Claro, a versão foi baseada no "fato" de que existem apenas 6 corpos celestes. Ao redor da órbita da Terra, Kepler esboçou um dodecaedro perfeito e uma esfera tocando a órbita de Marte.
Poliedro perfeito
Em torno da região de Marte, o cientista retratou um tetraedro e uma esfera adjacente à órbita de Júpiter. No icosaedro da esfera orbital da Terra, a esfera de Vênus "encaixa" perfeitamente. Usando o restotipos de poliedros perfeitos, o mesmo foi feito com o resto. Surpreendentemente, as razões das órbitas planetárias vizinhas, apresentadas no modelo de esfera aninhada de Kepler, coincidiram com os cálculos de Copérnico.
Descobrindo as leis do movimento planetário, o sacerdote com uma mente matemática baseou-se principalmente na inspiração divina. Ele não tinha base real para argumentos. O significado do tratado "Segredos do Universo" reside no fato de ter sido o primeiro passo decisivo para o reconhecimento do sistema heliocêntrico do mundo proposto por Copérnico.
Suposições vs alta precisão
Em setembro de 1598, os protestantes em Graz, incluindo Kepler, foram expulsos da cidade pelos governantes católicos. Embora Johann foi autorizado a retornar, a situação permaneceu muito tensa. Em busca de apoio, recorreu a Tycho Brahe, matemático e astrônomo da corte do imperador Rodolfo II. O cientista era conhecido por sua impressionante coleção de observações planetárias.
Ele conhecia a obra "O Segredo do Universo". Mas quando em 1600 seu criador chegou ao Observatório Tycho, localizado fora da cidade de Praga, Brahe, que se dedicava a pesquisas de alta precisão (na época), o recebeu como autor de um trabalho específico, mas não como seu colega. O confronto entre eles continuou até a morte do astrólogo dinamarquês, que ocorreu um ano depois. Após a partida do rival para outro mundo, Kepler foi encarregado de guardar o tesouro de suas observações. Eles ajudaram muito o pesquisador a se tornar aquele que descobriu as leis do movimentoplanetas ao redor do sol.
O Caminho de Marte
A última pesquisa de Brage para criar uma tabela de movimentos planetários não foi concluída. Todas as esperanças estavam depositadas em um sucessor. Ele foi nomeado matemático imperial. Apesar de uma relação tensa com um colega falecido, Kepler estava livre para perseguir seus próprios interesses em astronomia. Ele decidiu continuar suas observações de Marte e descrever sua própria visão da órbita deste planeta.
Johann tinha certeza: abrindo o complexo caminho marciano, é possível revelar os caminhos de movimento de todos os outros "errantes do Universo". Ao contrário da crença popular, ele não usou apenas as observações de Brahe para selecionar uma figura geométrica que se encaixasse na descrição. O teólogo de ontem direcionou seus esforços para a descoberta de uma teoria física do movimento das "irmãs que vivem no espaço sem ar", da qual suas órbitas podem ser deduzidas. Depois de um trabalho de pesquisa titânico, três leis do movimento planetário apareceram.
Primeira Lei
I. As órbitas dos planetas são elipses com o Sol em um dos focos.
A lei do movimento planetário no sistema solar estabeleceu que os planetas se movem em uma elipse. Ele apareceu após oito anos de cálculos usando um banco de dados compilado por Tycho Brahe com base em observações do movimento planetário da estrela Marte. Johann chamou seu trabalho de "Nova Astronomia".
Então, de acordo com a primeira Lei de Kepler, qualquer elipse possui dois pontos geométricos chamados focos (foco no singular). A distância total do planeta a cada um dos centros é sempre somadao mesmo, independentemente de onde o planeta está em seu caminho de movimento. A importância da descoberta é que a suposição de que as órbitas não são círculos perfeitos (como na teoria geocêntrica) aproximou as pessoas de uma compreensão mais precisa e clara da imagem do mundo.
Segunda Lei
II. A linha que liga o planeta ao Sol (vetor de raio) cobre áreas iguais em intervalos de tempo iguais enquanto o planeta se move ao redor da elipse.
Ou seja, em qualquer período de tempo, por exemplo, após 30 dias, o planeta supera a mesma área, não importa o período escolhido. Ele se move mais rápido à medida que se aproxima do Sol e mais devagar à medida que se afasta, mas se move a uma velocidade que muda constantemente à medida que se move em torno de sua órbita. O movimento mais “ágil” é observado no periélio (o ponto mais próximo do Sol) e o mais “poderoso” no afélio (o ponto mais distante do Sol). Assim raciocinou aquele que descobriu as leis do movimento planetário.
Terceira Lei
III. O quadrado do período total do tempo orbital (T) é proporcional ao cubo da distância média do planeta ao Sol (R).
Este princípio às vezes é chamado de lei da harmonia. Ele compara o período de tempo orbital e o raio orbital dos planetas. A essência da descoberta de Kepler é a seguinte: a razão entre os quadrados dos períodos de movimento e os cubos das distâncias médias do Sol é a mesma para cada planeta.
Para reiterar, as leis do movimento planetário de Kepler foram baseadas em observações sérias de longo prazo eprocessado matematicamente. Exibindo regularidades, não revelavam a condicionalidade dos fenômenos. Mais tarde, o famoso descobridor da lei da gravitação universal, Newton, provou que a resposta estava na propriedade física dos corpos de se atrairem.
A sombra do meu corpo está aqui
Apesar de seu sucesso, Kepler sofria constantemente de problemas financeiros, f alta de tempo para pesquisas, movendo-se em busca de lugares onde suas crenças religiosas fossem toleradas. Várias vezes ele tentou conseguir um cargo de professor em Tübingen, mas foi visto como um traidor, um protestante e foi rejeitado.
Johannes Kepler morreu em 15 de novembro de 1630 de um ataque de febre aguda. Ele foi enterrado em um cemitério protestante. No epitáfio, seu filho legítimo escreveu: “Usei os céus para medir. Agora tenho que medir as sombras da Terra. Embora minha alma esteja no céu, a sombra do meu corpo jaz aqui.”
Sim, inicialmente, no espírito dos conceitos medievais, o cientista acreditava que os planetas se movem porque têm alma, isso é magia viva, e não apenas pedaços de matéria. Mais tarde, ele percebeu que a abordagem científica era mais justificada. Bem, o sacerdote e astrônomo, que descobriu as leis do movimento planetário, honestamente percorreu o caminho do insight. Mas vamos admitir para nós mesmos: às vezes parece que há tanto misticismo no universo científico de ponta a ponta!
