Иоганн Кеплер, немецкий математик, астроном, механик, оптик, первооткрыватель законов движения планет Солнечной системы

Иоганн Кеплер ($1571 — 1630$) — немецкий математик, астроном, механик, оптик.

Биография

К тому времени родился Иоганн, у него уже было два брата и одна сестра, и семейное состояние Кеплера было в состоянии упадка. Когда Иоганну было около пяти лет, его отец, Генрих Кеплер, был убит в Голландии при боевых действиях. Его мать, Катарина, была травником.

В $1589$ году, после обучения в начальной школе, латинской школе и в высшей семинарии в государственной протестантской системе образования Вюртемберга, Иоганн Кеплер поступил в Тюбингенский университет в качестве студента богословия. В университете он стал известен как отличный опытный математик, и астролог, который готовил гороскопы для своих сокурсников. Под руководством профессора математики Михаила Местлина Кеплер познакомился с астрономической системой Клавдия Птолемея и Николая Коперника. Он стал последователем Коперника, он защищал в студенческих спорах гелиоцентрическую систему мира, утверждая, что Солнце является основным источником движущей силы во Вселенной. Несмотря на его желание стать священником, Кеплер получает рекомендации и назначение на роль преподавателя математики и астрономии в протестантской школе в Граце и в апреле $1594$ года он принимает приглашение.

В декабре $1595$ года Кеплер познакомился с Барбарой Мюллер, $23$-летней вдовой, у которой была дочь. Он начал ухаживать за ней. Мюллер, была наследница имения ее покойного мужа, а также была дочерью успешного владельца мельницы. Ее отец изначально выступал против брака, бедность Кеплера была существенной проблемой. Барбара и Иоганн поженились $27$ апреля $1597$ года. После смерти своей первой жены Барбары Кеплер, Кеплер женился на $24$-летней Сюзанне Ретингер $30$ октября $1613$ года.

Сегодня нельзя найти могилу Кеплера. Кладбище, на котором он был похоронен, было разрушено во время религиозных сражений через несколько лет после его похорон.

Научные достижения

Первая крупная астрономическая работа Кеплерам была, «Тайна мироздания» (Космическая тайна), была впервые опубликована в защиту системы Коперника.

Кеплер нашел уравнение, связывающее размер планетарных орбит и период вращения, но Кеплер отверг это уравнение, так как оно не являлось достаточно точным. Кеплер думал, что он обнаружил геометрический план Бога для вселенной.

В $1601$ году, Кеплер проводил расчеты движения планет для датского ученого Тихо Браге. В октябре $1601$, браге умер, и Кеплер сменил его на посту имперского математика.

Кеплер теперь имел неограниченный доступ ко всем астрономическим данным Тихо Браге. Он начал выводить законы, которые регулируют движение планет.

Благодаря очень точным наблюдениям Тихо Браге, Кеплер обнаружил, что Марс не двигается по идеальной круговой траектории вокруг Солнца.

1. Первый закон Кеплера (закон эллипсов)

   Определение 1

   Планеты вращаются вокруг Солнца по траектории эллипса, в одном из фокусов которого находится Солнце.

   Кеплер попытался выяснить математическую форму орбиты Марса.

2. Второй закон Кеплера (закон площадей)

   Определение 2

   Каждая планета движется в плоскости, которая проходит через центр Солнца, и за равные промежутки времени радиус-вектор, который соединяет Солнце и планету, описывает одинаковые площади.

3. Третий закон Кеплера (гармонический закон)

   В $1618$ году продолжая свои исследования, он пришел к третьему закону движения планет:

   Определение 3

   Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы больших полуосей орбит планет. В более грубой форме: чем дальше планета от Солнца, тем медленнее она движется по своей орбитальной траектории.

Кеплер провел ряд других интересных работ. Он детально исследовал симметрию снежинок. Его работы в области симметрии позже стали применяться в кристаллографии и теории кодирования.