یوهان کپلر
یوهان کپلر (زادهٔ ۲۷ دسامبر ۱۵۷۱ درگذشت ۱۵ نوامبر ۱۶۳۰، وایلدراشتات، آلمان) دانشمند، ریاضیدان و ستارهشناس سرشناس آلمانی. کپلر را پدر علم ستارهشناسی جدید میدانند. وی با تحقیق دربارهٔ ستارگان و سیارات، توانست قوانین معروف كپلر را ارائه دهد كه امروزه به عنوان قوانین سهگانهٔ كپلر در ستارهشناسی بكار میرود، او وقتی ادعا كرد كه سیارهها در مدارهای بیضوی بدور خورشید میچرخند و خورشید تنها نیروی اداره كنندهٔ مدارهای سیارات است، مورد اعتراض سنتها وباورهایی كه قرنها پایدار بود قرار گرفت.
کپلر یكی از طرفداران سرسخت نظریه خورشید مركزی یا منظومهٔ شمسی بود.
محتویات
زندگی
سالهای اولیه زندگی
دوران کودکی کپلر با فقر و تنگدستی همراه بود. آنها شش خواهر و برادر بودند كه سه تن از آنان در كودكی درگذشتند. هاینزش كوچكترین برادر یوهانس مبتلا به بیماری صرع بود كه ارث خانوادگی آنان به شمار می رفت. 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 می کرد، 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 شده است که: «طالع بینی از گدایی بهتر است.»
ورود به ستارهشناسی
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 كه براهه بیشتر به رصدهای مستقیم و اندازهگیری سرگرم بود و هیچ كوششی برای تجزیه و تحلیل نتایج خود انجام نداده بود، این كار به كپلر كه در سال آخر زندگی تیكو براهه دستیار وی بود واگذار شد. اطلاعات رصدی یادشده در نظریه بزرگ خورشید مركزی كوپرنیك بطور كامل صدق نمی كرد، 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 حركت سیارات و قوانین ریاضی حاكم بر آنها كرد. او همه این كارها را به تنهایی و بدون یاری گرفتن از كسی انجام داد.کپلر در سال ۱۵۹۶ كتاب رموز جهان را منتشركرد. وی در این كتاب فواصل هریك از سیارات از خورشید را بیان كرد. همچنین طرح تلسكوپ او به عنوان یك تلسكوپ مجهز در آن زمان ارائه شد. او توانست یك ستاره جدیدرا كشف كند كه امروزه آن را اختر كپلر 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.
كپلر در سال ۱۶۰۶ كتاب نجوم جدید رامنتشر كرد و درآن نشان داد كه سیارهها درمدارهای بیضی شكل به دور خورشید و حول یك كانون مشترك حركت میكنند و این كه اگر خطی بین خورشید و یك ستاره در حال حركت 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 حركت سیارات در سال ۱۶۱۸ موفق به كشف 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
کپلر پس از چندین سال مطالعه در حرکت سیارات در سال ۱۶۱۸ موفق به کشف قانون سوم خود شد. کپلر بر پایه آن یافته ها قوانین سهگانه زیر را درباره حرکت سیارات بیان کرد:- مدار حرکت سیارات به گرد خورشید یک بیضی است که خورشید در یکی از دو کانون آن قرار دارد.
- خط وصل کننده هر سیاره به خورشید در زمانهای مساوی مساحات مساوی جاروب میکند.
- 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 كپلر به عنوان قوانین مدرن ستاره شناسی اهمیت زیادی دارند.
سال های پایانی
كپلر قدرت بیناییاش را روز به روز از دست میداد. با این حال به سمت ریاضیدان و ستارهشناس در دربار امپراطور فردینانر دوم درآمد. كپلر به مطالعه دربارهٔ مسیر مریخ نیز پرداخت وچند سالی را به این موضوع اختصاص داد. او یک داستان علمی تخیلی به نام سولمنیوم نیز نوشته است. این كتاب داستان یك 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 كتاب جمعآوری كردند. 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.»
- «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 كپلر درموزهٔ وایل موجود است.
نظرات کپلر
کپلر درباره قضیه فیثاغورث نوشته است: «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.»
منبع
ویكی پدیا فارسی [۱]