Johannes Kepler, un titan al astronomiei. „Acolo, în strălucitoarea căldură a Soarelui, nu se poate să nu vieţuiască un suflet măreţ”

Johannes Kepler (1571 – 1630) a fost un matematician german, precursorul calculului integral, astronom și naturalist, autorul legilor mișcării planetelor, denumite și legile lui Kepler, care descriu mișcarea planetelor în jurul Soarelui.

Legile lui Kepler au fost enunțate în secolul al XVII-lea, Kepler influențându-se din munca de cercetare a danezului Tycho Brahe (1546 – 1601), considerat a fi cel mai mare astronom observator de după Hiparh și unul dintre fondatorii astronomiei moderne.

• Ce s-a întâmplat cu dinții oamenilor atunci când fluorul a fost scos din apă?
• Ce a arătat un studiu pe mii de gemeni despre legătura dintre depresie și fructe

Johannes Kepler a enunțat trei legi, primele două apărând în lucrarea sa din 1619, Astronomia nova, iar cea de-a treia în 1619, în „Harmonices mundi”.

Cele trei legi ale lui Kepler

Prima lege spune că „planeta se mișcă în jurul stelei pe o orbită eliptică, în care steaua reprezintă unul din focare.” Cea de-a doua, legea ariilor egale a lui Kepler – „linia dreaptă care unește planeta cu steaua (raza vectoare a planetei) mătură arii egale în perioade de timp egale sau, formulat echivalent, viteza areolară a razei vectoare e constantă.”

Potrivit acestei legi, o planetă se deplasează cu atât mai rapid cu cât este mai apropiată de stea. Astfel, raza vectoare a Pământului mătură într-o secundă o arie de peste 2 miliarde de kilometri pătrați. Cea de-a treia lege, cunoscută drept Legea armoniei, enunțată în 1618, stabilește legătura dintre distanțele a două planete față de Soare și timpul în care planetele realizează un parcurs complet.

„Pătratul perioadei de revoluție a planetei este proporțional cu cubul semiaxei mari a orbitei”. Toate cele trei legi au stat la baza formulării legii gravitației a omului de știință englez Isaac Newton (1643 – 1727), conform căreia două corpuri punctiforme de masă m1 și m2 se atrag reciproc printr-o forță direct proporțională cu produsul maselor corpurilor și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele, orientată pe direcția dreptei ce unește centrele de greutate ale celor două corpuri.

Am demonstrat prin mijloacele filosofiei că pământul este rotund, şi este locuit pe toate părţile sale; că este nesemnificativ de mic, şi se naşte prin intermediul stelelor.

Planetele se mişcă în consecinţă pe o traiectorie eliptică, în centrul căreia se găseşte soarele.

Pătratul timpului de revoluţie este proporţional cu puterea a treia a distanţei medii dintre o planetă şi soare.

Persecutat religios

Ideile și concluziile lui Kepler în domeniul astronomiei au fost revoluționare și îndrăznețe, ele fiind exprimate într-un secol în care cercetarea științifică era aproape imposibilă și asta deoarece toate conceptele și teoriile care intrau în contradicție cu observațiile și părerile religioase emise în acea vreme erau considerate a fi eretice și, prin urmare, erau interzise. Nu a fost ușor pentru Kepler să-și impună punctele de vedere mai ales în condițiile în care era teoriile sale erau destul de greu de înțeles inclusiv de oamenii de știință, deci aprope în totalitate „ingerabile” de către oamenii simpli, fără pregătire în acest domeniu.

Kepler și-ar fi dorit să devină preot protestant  (studiase teologia), dar în 1594, după ce i se propune postul de profesor de matematică în cadrul liceului luteran din Graz (Austria), acceptă funcția. În acea perioadă a dezvoltat ipotezele geometrice menite să explice depărtarea dintre orbitele celor cinci planete (atâtea erau cunoscute la vremea respectivă), în afara planetei Pământ. Mercur, Venus, Marte, Jupiter și Saturn. Kepler înaintase ideea conform căreia forța dintre Soare și Planetă scade odată cu distanța planetei de Soare.

„Planetele se mișcă în consecință pe o traiectorie eliptică, în centrul căreia se găsește Soarele.”

Însă cercetările sale și concluziile științifice i-au atras probleme și antipatia reprezentanților Bisericii și în urma presiunilor acestora a fost nevoit să plece din Graz. În 1600, Kepler a ajuns la Praga, acolo unde s-a angajat ca asistent al astronomului danez Tycho Brahe, urmând ca după moartea lui Brahe, în anul 1601, să îi ia locul ca matematician și astronom al curții regale.

Cele mai importante lucrări ale lui Johannes Kepler

În 1604 publică lucrarea „De Stellus a Noua in pede Serpentarii” („Despre o nouă stea la piciorul constelației șarpelui”). În 1609, Astronomia Nova („Astronomia nouă”) prezintă rezultatele cercetărilor lui asupra elipsei planetei Marte și în care apare enunțată cea de-a doua lege a lui.

„Cu cât o planetă este mai aproape de Soare, cu atât se mișcă mai repede.”

În 1612, Kepler se mută în Austria, la Linz, acolo publicând o nouă lucrare, Harmonices Mundi („Armonia lumii”, 1619), în paginile căreia prezintă cea de-a treia lege a lui, Legea Mișcării Planetelor.

„Pătratul timpului de revoluție este proporțional cu puterea a treia a distanței medii dintre o planetă și Soare.”

În 1627 a publicat ultima sa lucrare semnificativă – Tabulae Rudolfinae – în care inserează tabele ce descriu mișcările planetelor. Timp de 200 de ani, tabelele lui Kepler au reprezentat baza oricărui calcul astronomic.

Alte realizări marcante

În plus față de teoriile și descoperirile sale din domeniul astronomiei, Kepler s-a ocupat, de asemenea, și de studiul simetriei fulgilor de zăpadă, determinând forțele naturale care intervin în creșterea structurilor geometrice și care vor fi aplicate în studiul cristalografiei.

A inventat ceea ce a primit numele de Luneta lui Kepler, un instrument optic monocular format dintr-un obiectiv și un ocular.

Și-a salvat mama de la arderea pe rug

În august 1620, Katharina Guldenmann, mama lui Kepler a fost luată cu forța din casa fiicei sale, prin ordin judecătoresc, și bagată la închisoare, având 49 de capete de acuzare de practicare a vrăjitoriei. Deși Kepler a reușit, într-un final, să-și elibereze mama, totuși nu a putut împiedica torturile la care a fost supusă și în urma cărora a murit un an mai târziu după ce a ieșit din infernal de după gratii.

Legat de acest episod din viața astronomului, anumiți istorici au speculat faptul că însuși Kepler ar fi contribuit la acest deznodâmânt din cauza unei lucrării numită Somnium (Visul), pe care o scrisese, considerată a fi poate cea mai veche lucrare de science-fiction. În Somnium, printre personajele descrise, apare și o femeie înțeleaptă pe nume Fiolxhilde, care vinde poțiuni magice și comunică cu un demon de pe lună. Cartea nu a fost publicată oficial până în 1634, mult timp după procesul Katharinei, dar o notă de subsol adăugată de Kepler la textul principal sugerează că o copie a manuscrisului în curs de desfășurare și-a găsit drumul spre Tübingen în jurul anului 1611, autorul însuși crezând că a alimentat suspiciunile de vrăjitorie vizavi de mama sa.

„Ați crede că o scânteie a căzut pe lemnul uscat”, a scris el.

„Cuvintele mele fuseseră preluate de minți întunecate care bănuiesc că orice altceva este întunecat.”

Dacă ar fi fost găsită vinovată, mama lui Kepler ar fi sfârșit arsă pe rug.

Un destin încercat, o credință de neclintit

Munca de cercetare a lui Johannes Kepler a fost neobosită. O bună parte din timp și-a dedicat-o inclusiv cercetării datelor istorice din Biblie.

Pe cât de împlinit s-ar fi putut declara datorită minții sale strălucite, pe atât de multe probleme a avut în viața personală, pornind de la firea bolnăvicioasă pe care o manifesta în copilărie și până la moartea a trei dintre cei șase copii pe care i-a avut, moartea primei sale soții și a persecuțiilor religioase la care a fost supus de-a lungul timpului. Cu toate aceste tragedii în viața lui, Kepler și-a păstrat credința, dar a refuzat să accepte și să recunoască legile făcute de om care, din punctul său de vedere, contraziceau Biblia.

Kepler a fost un geniu umil.

„Vreau ca numele meu să fie dat uitării și numai numele lui Dumnezeu Tatăl să fie înălțat”.

Kepler L-a recunoscut pe Dumnezeu ca fiind „Bunul Creator care a născut natura din nimic”.

Johannes Kepler a murit în Regensberg, Germania, pe 15 noiembrie 1630, la vârstă de 58 de ani. Motivele morții sale nu sunt clare.

Surse:

https://www.aps.org/publications/apsnews/201508/physicshistory.cfm

https://www.britannica.com/biography/Johannes-Kepler

Vă mai recomandăm să citiți și:

Edwin Hubble, astronomul care a demonstrat existența altor galaxii. „Timpul trecut este finit, timpul viitor este infinit”

Noi imagini cu vecinii noștri galactici, surprinse de Telescopul Spațial Hubble

Telescopul Hubble a surprins ultimele clipe din viața unei stele, devorată de o gaură neagră „flămândă”

Descoperire de dincolo de mormânt. Telescopul Kepler, „mort” de patru ani, a dezvăluit geamănul lui Jupiter