یوهانس کپلر

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
(تغییرمسیر از یوهان کپلر)
پرش به: ناوبری، جستجو
یوهانس کپلر
Johannes Kepler 1610.jpg
نقاشی یوهانس کپلر بوسیله هنرمند ناشناس در سال ۱۶۱۰
متولد ۲۷ دسامبر ۱۵۷۱
وایل شهر نزدیک اشتوتگارت، پادشاهی وورتمبرگ
مرگ ۱۵ نوامبر ۱۶۳۰ میلادی (۵۸ سال)
رگنسبورگ، باواریا، آلمان
ملیت آلمانی
رشته فعالیت ستاره‌بینی، اخترشناسی، ریاضیات
و فلسفه طبیعی
محل کار دانشگاه یوهانس کپلر لینتس
دلیل شهرت قوانین کپلر
دین مسیحی، پروتستان، کلیسای لوتران
امضا
امضای یوهانس کپلر

یوهانس کپلر (به آلمانی: Johannes Kepler) (زادهٔ ۲۷ دسامبر ۱۵۷۱ در شهر وایل‌دراشتات( Weil der Stadt) - درگذشت ۱۵ نوامبر ۱۶۳۰ در رگنزبورگ(Regensburg)،، آلمان) دانشمند، ریاضیدان و ستاره‌شناس سرشناس آلمانی. کپلر را پدر علم ستاره‌شناسی جدید می‌دانند. وی با تحقیق دربارهٔ ستارگان و سیارات، توانست قوانین معروف کپلر راارائه دهد که امروزه به عنوان قوانین سه‌گانهٔ کپلر در ستاره‌شناسی بکار می‌رود، او وقتی ادعا کرد که سیاره‌ها در مدارهای بیضوی بدور خورشید می‌چرخند و خورشید تنها نیروی اداره کنندهٔ مدارهای سیارات است، مورد اعتراض سنت‌ها وباورهایی که قرن‌ها پایدار بود قرار گرفت.
کپلر یکی از طرفداران سرسخت نظریه خورشید مرکزی یا منظومهٔ شمسی بود.

زندگی[ویرایش]

سال‌های اولیه زندگی[ویرایش]

دوران کودکی کپلر با فقر و تنگدستی همراه بود. آنها شش خواهر و برادر بودند که سه تن از آنان در کودکی درگذشتند. هاینزش کوچکترین برادر یوهانسس مبتلا به بیماری صرع بود که ارث خانوادگی آنان به شمار می‌رفت. او نیز در سن ۴۲ سالگی بر اثر بیماری صرع درگذشت.
کپلر برای تحصیل به مدرسهٔ طلاب پروتستان رفت و به دلیل هنر و استعدادی که از خود نشان داد بوسیلهٔ استادانش روانهٔ دانشگاه توبینگن شد. کپلر در سال ۱۵۹۴ معلم ریاضی مدرسهٔ شبانه‌روزی پروتستان در گراتز شد. وی برای افزودن به درآمد ناچیز خود تقویم‌های ستاره‌شناسی که در میان آن چیزهایی مانند وضع هوا، سرنوشت شاهزادگان، خطرات وقوع جنگ و قیام ترک‌ها را نیز پیش بینی می‌کرد، چاپ و منتشر می‌نمود. شهرت وی در این زمینه خیلی زود فراگیر شد و سرانجام کپلر طالع‌بین امپراتور رودلف و دیگر اعضای برجستهٔ دربار او شد و این روش منبع درآمدی برای او شد. از وی نقل شده‌است که: «طالع بینی از گدایی بهتر است. »

ورود به ستاره‌شناسی[ویرایش]

مدل سه‌بعدی کپلر از منظومهٔ شمسی (سال ۱۶۰۰)

کپلر که توسط تیکو براهه در رصدخانه سلطنتی استخدام شده بود، در موقعیتی استثنائی قرار داشت و انبوهی از اطلاعات رصدی دقیق تیکو براهه در دسترس وی بود. از آنجا که براهه بیشتر به رصدهای مستقیم و اندازه‌گیری سرگرم بود و هیچ کوششی برای تجزیه و تحلیل نتایج خود انجام نداده بود، این کار به کپلر که در سال آخر زندگی تیکو براهه دستیار وی بود واگذار شد. اطلاعات رصدی یادشده در نظریه بزرگ خورشید مرکزی کوپرنیک بطور کامل صدق نمی‌کرد، وی به مدل براهه نیز اعتقادی نداشت و می‌دانست که مدل خورشیدمرکز کپرنیک با قوانین ریاضی و نتایج رصدی مطابقت بهتری دارد. اما او که فردی مذهبی بود و اعتقادات کهن دینی دربارهٔ زمین مقدسی که مرکز عالم قرار داده شده بود، در اعماق وجودش لانه داشت به سختی می‌توانست خود را به پیروی از این مدل جدید قانع کند و از طرفی هم نمی‌توانست آنچه را می‌دید انکار کند. به ناچار مدت ۱۰ سال از عمر خود را وقف بررسی حرکت سیارات و قوانین ریاضی حاکم بر آنها کرد. او همه این کارها را به تنهایی و بدون یاری گرفتن از کسی انجام داد.



درون مدل سه‌بعدی کپلر از نگاه نزدیک‌تر

کپلر در سال ۱۵۹۶ کتاب رموز جهان را منتشرکرد. وی در این کتاب فواصل هریک از سیارات از خورشید را بیان کرد. همچنین طرح تلسکوپ او به عنوان یک تلسکوپ مجهز در آن زمان ارائه شد. او توانست یک ستاره جدیدرا کشف کند که امروزه آن را اختر کپلر می‌نامند.
تا بدان روز به جز مدل بِهاسکارای هندی و سجزی سیستانی، همهٔ مدل‌ها، مدار گردش سیارات و ستاره‌ها به دور جرم مرکزی را دایره می‌دانستند. دایره شکل مقدسی بود که از هر طرفی هماهنگی داشت و این موضوع از نظر آنها با نظم آفریننده همخوانی بیشتری از خود نشان می‌داد. کپلر نیز به پیروی از همین عقیده به سختی تلاش می‌کرد تا حرکت سیاره مریخ را در مدلهای گوناگونی که تا آن روز ارائه شده بود توجیه نماید. سرانجام زمانی که کپلر مدار مریخ را بیضی شکل فرض کرد و مدل خورشیدمرکز کپرنیک را پذیرفت همه چیز در جای خود شروع به حرکتی منظم نمود. کپلر مریخ را از آن جهت انتخاب کرده بود که در اطلاعات به ارث رسیده از براهه، عدم تقارن زیادی در حرکت این سیاره مشاهده نمود.

کپلر در سال ۱۶۰۶ کتاب نجوم جدید رامنتشر کرد و درآن نشان داد که سیاره‌ها درمدارهای بیضی شکل به دور خورشید و حول یک کانون مشترک حرکت می‌کنند و این که اگر خطی بین خورشید و یک ستاره در حال حرکت رسم شود این خط در زمان مساوی از نواحی مساوی ازمدار بیضی خواهد گذشت (قوانین اول و دوم کپلر). او پس از چندین سال مطالعه در حرکت سیارات در سال ۱۶۱۸ موفق به کشف قانون سوم خود شد، کپلر در قوانین سه‌گانه خود مدل جدیدی از کیهان را ارائه کرد این قوانین نه تنها در مورد حرکت سیارات منظومه شمسی به دور خورشید به خوبی پاسخگو بود، بلکه چگونگی حرکت چهار قمر بزرگ مشتری که چندی بعد گالیله آنها را یافت را نیز به دقت خوبی پیش‌بینی کرد. کشف این قمرهای چهارگانه دلیل خوب و واضحی بود که نشان دهد همه جرمهای آسمانی به دور زمین نمی‌چرخند. ما امروزه از همین قوانین به منظور بررسی حرکت ماهواره‌ها به دور زمین استفاده می‌کنیم.

قوانین سه‌گانه[ویرایش]

ستارهٔ کپلر[۱]

کپلر پس از چندین سال مطالعه در حرکت سیارات در سال ۱۶۱۸ موفق به کشف قانون سوم خود شد. کپلر بر پایه آن یافته‌ها قوانین سه‌گانه زیر را درباره حرکت سیارات بیان کرد:

  1. مدار حرکت سیارات به گرد خورشید یک بیضی است که خورشید در یکی از دو کانون آن قرار دارد.
  2. خط وصل کننده هر سیاره به خورشید در زمان‌های مساوی مساحات مساوی جاروب می‌کند.
  3. مکعب فاصله متوسط هر سیاره تا خورشید با مربع زمان یک دور کامل گردش سیاره تناسب مستقیم دارد.

قانون دوم را می‌توان به این گونه بیان کرد: زمانی که سیاره در نقاط دور بیضی مسیر در حرکت است فاصله تا خورشید زیادتر و سرعت حرکت کمتر است. به تدریج که سیاره به نقاط نزدیک بیضی مسیر می‌رسد فاصله تا خورشید کمتر و سرعت سیاره زیادتر می‌شود. این تغییر در سرعت سبب می‌شود که سیاره چه به خورشید نزدیک و چه از آن دور باشد، مساحت درنوردیده‌اش در فضا در فواصل زمانی ثابت، ثابت می‌ماند.
قانون سوم کپلر را هم می‌توان به این گونه بیان کرد: هرگاه فاصله متوسط هر سیاره تا خورشید به توان سه و زمان کامل شدن یک دور سیاره به توان دو رسانیده و نسبت اعداد حاصل تشکیل شود این نسبت همواره ثابت و برای تمام سیارات یکی است.
بعد از کپلر، نیوتن از طریق این قوانین، توانست قوانین گرانشی را کشف کند. قوانین کپلر به عنوان قوانین مدرن ستاره شناسی اهمیت زیادی دارند.

تمبر کپلر. آلمان شرقی

سال‌های پایانی[ویرایش]

کپلر قدرت بینایی‌اش را روز به روز از دست می‌داد. با این حال به سمت ریاضیدان و ستاره‌شناس در دربار امپراطور فردینانر دوم درآمد. کپلر به مطالعه دربارهٔ مسیر مریخ نیز پرداخت وچند سالی را به این موضوع اختصاص داد. او یک داستان علمی تخیلی به نام سومنیوم [۲]نیز نوشته‌است. این کتاب داستان یک سفر رویایی به ماه است. اما ۲۰ سال بعد از مرگ کپلر به چاپ رسید و البته مورد استقبال جوانان و دانش‌آموختگان قرار گرفت.

کپلر در ۱۵ نوامبر سال ۱۶۳۱ درحالی که از ضعف بینایی و صرع رنج می‌برد از دنیا رفت. پس از او عده‌ای از شاگردانش نوشته‌ها و مقالات او را به صورت کتاب جمع‌آوری کردند. اما هیچ‌کس آثار او را مطالعه نمی‌کرد و درنتیجه پس از مرگ خیلی زود فراموش شد، او خود قبلاً در این خصوص چنین نوشته بود:

«من کتاب خود را می‌نویسم، خواه خوانندگان آن مردان فعلی یا آیندگان باشند تفاوتی ندارد. این کتاب می‌تواند سالها انتظار خوانندگان واقعی خود را بکشد، مگر نه خداوند نیز شش هزار سال انتظار کشید تا تماشاگری برای آثار او پیدا شد.»

دوران افتخار کپلر زمانی آغاز گردید که نیوتن و لاپلاس شناخته شدند. امروزه بسیاری از دست‌نوشته‌های کپلر درموزهٔ وایل موجود است.

نظرات کپلر[ویرایش]

کپلر درباره قضیه فیثاغورث نوشته‌است: «هندسه دو گنج بزرگ دارد: یکی قضیه فیثاغورث است، دیگری تقسیم یک خط به بینهایت نسبت میانگین. ما اولی را با طلا مقایسه می‌کنیم، دومی را گوهری گرانبها می‌نامیم.» [۳]

جستارهای وابسته[ویرایش]

پیوند به بیرون[ویرایش]

پانویس[ویرایش]

  1. SN 1604
  2. Somnium
  3. Carl B. Boyer, A history of mathematics, page 50, 1991

منابع[ویرایش]

  • Carl B. Boyer، A history of mathematics، 2nd edition، by John Wiley & Sons، Inc. 1991