"Hukum Kepler" - frasa ini akrab bagi semua orang yang menyukai astronomi. Siapa orang ini? Hubungan dan saling ketergantungan dari realitas objektif apa yang dia gambarkan? Astronom, matematikawan, teolog, filsuf, orang terpintar pada masanya Johannes Kepler (1571-1630) menemukan hukum gerak planet di tata surya.
Awal perjalanan
Johannes Kepler, penduduk asli Weil der Stadt (Jerman), datang ke dunia ini pada bulan Desember 1571. Lemah, dengan penglihatan yang buruk, anak itu mengatasi segalanya untuk menang dalam hidup ini. Pelajaran anak laki-laki itu dimulai di Leonberg, tempat keluarganya pindah. Kemudian, ia pindah ke lembaga lanjutan, sekolah Latin, untuk mempelajari dasar-dasar bahasa tersebut, yang ingin ia gunakan dalam publikasi mendatang.
Pada tahun 1589 ia lulus dari sekolah di biara Maulbronn di kota Adelburg. Pada 1591 ia masuk universitas di Tübingen. Sistem pendidikan yang efektif diciptakan oleh para adipati setelah diperkenalkannya Lutheranisme. Dengan bantuan hibah dan beasiswa bagi masyarakat miskin, pihak berwenang berusaha untukuntuk menyediakan universitas dengan pelamar yang dapat dilatih menjadi ulama terdidik yang mampu membela keyakinan baru pada saat kontroversi agama yang berkecamuk.
Selama tinggal di lembaga pendidikan, Kepler berada di bawah pengaruh Profesor Astronomi Michael Möstlin. Yang terakhir diam-diam berbagi pandangan Copernicus mengenai gagasan Heliosentris (Matahari di tengah) Semesta, meskipun ia mengajar siswa "menurut Ptolemy" (Bumi di tengah). Pengetahuan mendalam tentang ide-ide ilmuwan Polandia membangkitkan minat besar Kepler dalam astronomi. Jadi teori Copernicus memiliki pendukung lain yang berusaha untuk secara pribadi memahami hukum gerak planet-planet di sekitar Matahari.
Tata surya adalah karya seni
Anehnya, orang yang kemudian menemukan hukum gerak planet tidak menganggap dirinya sebagai astronom karena panggilan. Sepanjang hidupnya, Kepler percaya bahwa tata surya adalah sebuah karya seni, dipenuhi dengan fenomena mistis, ia bermimpi menjadi seorang pendeta. Astronom menjelaskan ketertarikannya pada teori Copernicus dengan fakta bahwa sebelum menarik kesimpulan dari penelitiannya sendiri, ia harus mempelajari pendapat yang berbeda.
Namun demikian, para guru universitas menyebut Kepler sebagai siswa dengan pikiran yang luar biasa. Pada 1591, setelah menerima gelar master, ilmuwan melanjutkan studinya di bidang teologi. Ketika mereka hampir selesai, diketahui bahwa seorang profesor matematika telah meninggal di sekolah Lutheran di Graz. Universitas Tübingen merekomendasikan agar orang yang berbakat di semua bidang direkrut untuk posisi ini.hubungan lulusan. Jadi, selamat tinggal hukum gerak planet?
Dengan nama Tuhan
22 Johann yang berusia 22 tahun dengan enggan melepaskan panggilan aslinya sebagai seorang imam, namun tetap mengambil tugas sebagai guru matematika di Graz. Saat mengajar di kelasnya, guru pemula menggambar di papan tulis beberapa sosok geometris yang melibatkan lingkaran dan segitiga konsentris. Dan tiba-tiba muncul pemikiran bahwa angka-angka tersebut mencerminkan rasio tetap tertentu antara ukuran dua lingkaran, asalkan segitiga itu sama sisi. Berapakah perbandingan luas kedua lingkaran tersebut? Proses berpikir mendapatkan momentum.
Setahun kemudian, seorang teolog yang tidak biasa menerbitkan karya pertamanya, The Mystery of the Universe (1596). Di dalamnya, ia menguraikan pandangan kreatifnya tentang rahasia alam semesta, yang didukung oleh keyakinan agama.
Dia yang menemukan hukum gerak planet melakukannya atas nama Tuhan. Mengungkap rencana matematis Semesta, peneliti sampai pada kesimpulan: enam planet tertutup dalam bola, di antaranya lima polihedra biasa. Tentu saja, versi ini didasarkan pada "fakta" bahwa hanya ada 6 benda langit. Di sekitar orbit Bumi, Kepler menguraikan dodecahedron sempurna dan bola yang menyentuh orbit Mars.
Polihedra sempurna
Di sekitar wilayah Mars, ilmuwan menggambarkan tetrahedron dan bola yang berdekatan dengan orbit Jupiter. Dalam ikosahedron di bidang orbit Bumi, bidang Venus "cocok" dengan sempurna. Menggunakan sisanyajenis polyhedra sempurna, hal yang sama dilakukan dengan sisanya. Anehnya, rasio orbit planet tetangga, disajikan dalam model bola bersarang Kepler, bertepatan dengan perhitungan Copernicus.
Menemukan hukum gerakan planet, pendeta dengan pikiran matematis mengandalkan terutama pada inspirasi ilahi. Dia tidak memiliki dasar yang nyata untuk argumen. Arti penting dari risalah "Rahasia Semesta" terletak pada kenyataan bahwa itu adalah langkah pertama yang menentukan menuju pengakuan sistem heliosentris dunia yang ditetapkan oleh Copernicus.
Asumsi vs akurasi tinggi
Pada bulan September 1598, orang-orang Protestan di Graz, termasuk Kepler, dipaksa keluar kota oleh penguasa Katolik. Meski Johann diperbolehkan kembali, situasi tetap sangat tegang. Untuk mencari dukungan, ia beralih ke Tycho Brahe, seorang ahli matematika dan astronom di istana Kaisar Rudolph II. Ilmuwan ini dikenal karena koleksi pengamatan planetnya yang mengesankan.
Dia tahu tentang karya "Rahasia Alam Semesta". Tetapi ketika pada tahun 1600 penciptanya tiba di Observatorium Tycho, yang terletak di luar kota Praha, Brahe, yang terlibat dalam penelitian presisi tinggi (pada waktu itu), menyambutnya sebagai penulis karya tertentu, tetapi bukan sebagai rekannya.. Konfrontasi di antara mereka berlanjut hingga kematian peramal Denmark, yang terjadi setahun kemudian. Setelah kepergian saingannya ke dunia lain, Kepler dipercaya untuk menjaga perbendaharaan pengamatannya. Mereka sangat membantu peneliti untuk menjadi orang yang menemukan hukum gerakplanet mengelilingi matahari.
Jalan Mars
Penelitian terbaru Brage untuk membuat tabel pergerakan planet belum selesai. Semua harapan disematkan pada penerus. Dia diangkat sebagai ahli matematika kekaisaran. Meskipun hubungan tegang dengan rekan almarhum, Kepler bebas untuk mengejar kepentingannya sendiri dalam astronomi. Dia memutuskan untuk melanjutkan pengamatannya di Mars dan menjelaskan visinya sendiri tentang orbit planet ini.
Johann yakin: dengan membuka jalur kompleks Mars, adalah mungkin untuk mengungkap jalur pergerakan semua "pengembara Semesta" lainnya. Berlawanan dengan kepercayaan populer, dia tidak hanya menggunakan pengamatan Brahe untuk memilih sosok geometris yang sesuai dengan deskripsi. Teolog kemarin mengarahkan usahanya untuk menemukan teori fisika tentang pergerakan "saudara perempuan yang hidup di ruang hampa udara", dari mana orbit mereka dapat disimpulkan. Setelah pekerjaan penelitian titanic, tiga hukum gerakan planet muncul.
Hukum Pertama
I. Orbit planet berbentuk elips dengan Matahari di salah satu fokusnya.
Hukum gerak planet di tata surya menetapkan bahwa planet-planet bergerak dalam elips. Itu muncul setelah delapan tahun perhitungan menggunakan database yang disusun oleh Tycho Brahe berdasarkan pengamatan gerakan planet Bintang Mars. Johann menyebut karyanya "Astronomi Baru".
Jadi, menurut Hukum I Kepler, setiap elips memiliki dua titik geometris yang disebut fokus (fokus dalam bentuk tunggal). Jarak total dari planet ke masing-masing pusat selalu dijumlahkansama terlepas dari di mana planet berada di jalur geraknya. Pentingnya penemuan ini adalah asumsi bahwa orbit bukanlah lingkaran sempurna (seperti dalam teori geosentris) membawa orang lebih dekat ke pemahaman yang lebih akurat dan jelas tentang gambaran dunia.
Hukum Kedua
II. Garis yang menghubungkan planet ke matahari (vektor radius) meliputi luas yang sama dalam selang waktu yang sama selama planet bergerak mengelilingi elips.
Yaitu, dalam periode waktu apa pun, misalnya, setelah 30 hari, planet ini melewati area yang sama, tidak peduli periode apa yang Anda pilih. Ia bergerak lebih cepat saat mendekati Matahari dan lebih lambat saat bergerak menjauh, tetapi bergerak dengan kecepatan yang terus berubah saat bergerak di sekitar orbitnya. Pergerakan paling “gesit” diamati di perihelion (titik terdekat dengan Matahari) dan paling “kuat” di aphelion (titik terjauh dari Matahari). Begitu alasan orang yang menemukan hukum gerak planet.
Hukum Ketiga
III. Kuadrat periode total waktu orbit (T) sebanding dengan pangkat tiga jarak rata-rata planet ke Matahari (R).
Prinsip ini terkadang disebut hukum harmoni. Ini membandingkan periode waktu orbit dan jari-jari orbit planet-planet. Inti dari penemuan Kepler adalah sebagai berikut: perbandingan kuadrat periode gerak dan pangkat tiga jarak rata-rata dari Matahari adalah sama untuk setiap planet.
Untuk mengulangi, hukum Kepler tentang gerakan planet didasarkan pada pengamatan serius jangka panjang dandiproses secara matematis. Menampilkan keteraturan, mereka tidak mengungkapkan kondisionalitas fenomena. Kemudian, penemu hukum gravitasi universal yang terkenal, Newton, membuktikan bahwa jawabannya terletak pada sifat fisik benda untuk menarik satu sama lain.
Bayangan tubuhku ada di sini
Meskipun sukses, Kepler terus-menerus menderita masalah keuangan, kurangnya waktu untuk penelitian, pindah mencari tempat di mana keyakinan agamanya ditoleransi. Beberapa kali ia mencoba untuk mendapatkan posisi mengajar di Tübingen, tetapi dianggap sebagai pengkhianat, seorang Protestan, dan ditolak.
Johannes Kepler meninggal pada tanggal 15 November 1630 karena serangan demam akut. Dia dimakamkan di pemakaman Protestan. Di batu nisan, putra sahnya menulis: “Saya menggunakan langit untuk mengukur. Sekarang saya harus mengukur bayangan Bumi. Meskipun jiwaku ada di surga, bayangan tubuhku ada di sini.”
Ya, awalnya, dalam semangat konsep abad pertengahan, ilmuwan percaya bahwa planet-planet bergerak karena mereka memiliki jiwa, ini adalah keajaiban hidup, dan bukan hanya gumpalan materi. Belakangan, ia menyadari bahwa pendekatan ilmiah lebih dibenarkan. Nah, pendeta dan astronom, yang menemukan hukum gerak planet, dengan jujur menempuh jalan pandangan terang. Tapi mari kita akui pada diri kita sendiri: kadang-kadang tampaknya ada begitu banyak mistisisme di alam semesta ilmiah terus menerus!
