"კეპლერის კანონები" - ეს ფრაზა ყველასთვის ნაცნობია, ვისაც ასტრონომია უყვარს. Ვინ არის ეს ადამიანი? რა ობიექტური რეალობის კავშირი და ურთიერთდამოკიდებულება აღწერა მან? ასტრონომმა, მათემატიკოსმა, თეოლოგმა, ფილოსოფოსმა, თავისი დროის ყველაზე ჭკვიანმა ადამიანმა იოჰანეს კეპლერმა (1571-1630) აღმოაჩინა პლანეტების მოძრაობის კანონები მზის სისტემაში.
მოგზაურობის დასაწყისი
იოჰანეს კეპლერი, წარმოშობით Weil der Stadt (გერმანია), ამ სამყაროში მოვიდა 1571 წლის დეკემბერში. სუსტმა, ცუდი მხედველობით, ბავშვმა ყველაფერი გადალახა ამ ცხოვრებაში მოსაგებად. ბიჭის სწავლა ლეონბერგში დაიწყო, სადაც ოჯახი საცხოვრებლად გადავიდა. მოგვიანებით ის გადავიდა მოწინავე დაწესებულებაში, ლათინურ სკოლაში, ენის საფუძვლების შესასწავლად, რომლის გამოყენებასაც აპირებდა მომავალ პუბლიკაციებში.
1589 წელს დაამთავრა სკოლა ქალაქ ადელბურგის მაულბრონის მონასტერში. 1591 წელს ჩაირიცხა ტუბინგენის უნივერსიტეტში. ეფექტური საგანმანათლებლო სისტემა ჰერცოგებმა შექმნეს ლუთერანიზმის შემოღების კვალდაკვალ. ღარიბებისთვის გრანტებისა და სტიპენდიების დახმარებით ხელისუფლება ცდილობდაუზრუნველვყოთ უნივერსიტეტებისთვის აპლიკანტებით, რომლებიც გადამზადებულნი იქნებოდნენ კარგად განათლებულ სასულიერო პირებად, რომლებსაც შეუძლიათ დაიცვან ახალი რწმენა მძვინვარე რელიგიური დაპირისპირების დროს.
სასწავლო დაწესებულებაში ყოფნის დროს კეპლერი მოექცა ასტრონომიის პროფესორის მაიკლ მესტლინის გავლენის ქვეშ. ეს უკანასკნელი ფარულად იზიარებდა კოპერნიკის შეხედულებებს ჰელიოცენტრული (მზე ცენტრში) სამყაროს იდეასთან დაკავშირებით, თუმცა სტუდენტებს ასწავლიდა "პტოლემეოსის მიხედვით" (დედამიწა ცენტრში). პოლონელი მეცნიერის იდეების ღრმა ცოდნამ კეპლერში დიდი ინტერესი გამოიწვია ასტრონომიის მიმართ. ასე რომ, კოპერნიკის თეორიას ჰყავდა კიდევ ერთი მხარდამჭერი, რომელიც ცდილობდა პირადად გაეგო მზის გარშემო პლანეტების მოძრაობის კანონები.
მზის სისტემა ხელოვნების ნიმუშია
უცნაურად საკმარისია, ვინც მოგვიანებით აღმოაჩინა პლანეტების მოძრაობის კანონები, არ თვლიდა თავს ასტრონომად მოწოდებით. მთელი თავისი ცხოვრების განმავლობაში კეპლერს სჯეროდა, რომ მზის სისტემა ხელოვნების ნიმუშია, მისტიკური ფენომენებით სავსე, ის ოცნებობდა მღვდელი გამხდარიყო. ასტრონომმა თავისი ინტერესი კოპერნიკის თეორიით იმით ახსნა, რომ საკუთარი კვლევებიდან დასკვნების გაკეთებამდე მან უნდა შეისწავლოს განსხვავებული მოსაზრებები.
მიუხედავად ამისა, უნივერსიტეტის მასწავლებლები საუბრობდნენ კეპლერზე, როგორც შესანიშნავი გონების მქონე სტუდენტზე. 1591 წელს, მაგისტრის ხარისხის მიღების შემდეგ, მეცნიერმა განაგრძო სწავლა თეოლოგიის დარგში. როდესაც ისინი დაასრულეს, ცნობილი გახდა, რომ მათემატიკის პროფესორი გარდაიცვალა გრაცის ლუთერანულ სკოლაში. ტუბინგენის უნივერსიტეტმა რეკომენდაცია გაუწია ამ თანამდებობაზე ყველა სფეროში ნიჭიერი ადამიანების დაქირავებას.კურსდამთავრებულთა ურთიერთობა. მაშ, დაემშვიდობეთ პლანეტების მოძრაობის კანონებს?
ღვთის სახელით
22 წლის იოჰანმა უხალისოდ მიატოვა თავდაპირველი მოწოდება, როგორც მღვდელი, მაგრამ მაინც აიღო მათემატიკის მასწავლებლის მოვალეობა გრაცში. თავის კლასში ლექციების კითხვისას დამწყებმა მასწავლებელმა დაფაზე გამოსახა რამდენიმე გეომეტრიული ფიგურა, რომელიც მოიცავს კონცენტრულ წრეებსა და სამკუთხედებს. და მოულოდნელად მას გაუჩნდა აზრი, რომ ასეთი ფიგურები ასახავს გარკვეულ ფიქსირებულ თანაფარდობას ორი წრის ზომებს შორის, იმ პირობით, რომ სამკუთხედი ტოლგვერდა. რა არის ფართობის თანაფარდობა ორ წრეს შორის? აზროვნების პროცესი იმპულსს იღებდა.
ერთი წლის შემდეგ, უჩვეულო თეოლოგმა გამოაქვეყნა თავისი პირველი ნაშრომი, სამყაროს საიდუმლო (1596). მასში მან გამოაქვეყნა თავისი შემოქმედებითი შეხედულებები სამყაროს საიდუმლოებებზე, რომელიც გამყარებულია რელიგიური შეხედულებებით.
ვინც აღმოაჩინა პლანეტების მოძრაობის კანონები, ეს ღვთის სახელით გააკეთა. სამყაროს მათემატიკური გეგმის გამოვლენისას მკვლევარი მივიდა დასკვნამდე: ექვსი პლანეტა მოქცეულია სფეროებში, რომელთა შორის ხუთი რეგულარული პოლიედრა ჯდება. რა თქმა უნდა, ვერსია ეფუძნებოდა „ფაქტს“, რომ მხოლოდ 6 ციური სხეულია. დედამიწის ორბიტის ირგვლივ კეპლერმა გამოკვეთა სრულყოფილი დოდეკაედონი და სფერო, რომელიც ეხება მარსის ორბიტას.
სრულყოფილი პოლიედრა
მარსის რეგიონის ირგვლივ მეცნიერმა გამოსახა ტეტრაედონი და სფერო იუპიტერის ორბიტის მიმდებარედ. დედამიწის ორბიტალურ სფეროს იკოსაედრონში ვენერას სფერო მშვენივრად „ჯდება“. დანარჩენის გამოყენებასრულყოფილი პოლიედრების ტიპები, იგივე გაკეთდა დანარჩენებთან. გასაკვირია, რომ მეზობელი პლანეტების ორბიტების თანაფარდობა, რომელიც წარმოდგენილია კეპლერის წყობილი სფეროს მოდელში, დაემთხვა კოპერნიკის გამოთვლებს.
პლანეტების მოძრაობის კანონების აღმოჩენისას, მათემატიკური გონების მქონე მღვდელი ძირითადად ღვთაებრივ შთაგონებას ეყრდნობოდა. მას არგუმენტების რეალური საფუძველი არ ჰქონდა. ტრაქტატის "სამყაროს საიდუმლოებების" მნიშვნელობა მდგომარეობს იმაში, რომ ეს იყო პირველი გადამწყვეტი ნაბიჯი კოპერნიკის მიერ ჩამოყალიბებული სამყაროს ჰელიოცენტრული სისტემის აღიარებისკენ.
ვარაუდები მაღალი სიზუსტის წინააღმდეგ
1598 წლის სექტემბერში, გრაცში პროტესტანტები, მათ შორის კეპლერი, აიძულეს ქალაქიდან გასვლა კათოლიკე მმართველებმა. მიუხედავად იმისა, რომ იოჰანს დაბრუნების უფლება მიეცა, სიტუაცია ძალიან დაძაბული დარჩა. მხარდაჭერის საძიებლად, ის მიმართა ტიხო ბრაჰეს, მათემატიკოსს და ასტრონომს იმპერატორ რუდოლფ II-ის კარზე. მეცნიერი ცნობილი იყო პლანეტებზე დაკვირვებების შთამბეჭდავი კოლექციით.
მან იცოდა ნაწარმოების შესახებ "სამყაროს საიდუმლო". მაგრამ როდესაც 1600 წელს მისი შემქმნელი მივიდა ტიხოს ობსერვატორიაში, რომელიც მდებარეობს ქალაქ პრაღის გარეთ, ბრაჰემ, რომელიც ეწეოდა მაღალი სიზუსტის (იმ დროს) კვლევებს, მიესალმა მას, როგორც კონკრეტული ნაწარმოების ავტორს, მაგრამ არა როგორც მის კოლეგას.. მათ შორის დაპირისპირება გაგრძელდა დანიელი ასტროლოგის გარდაცვალებამდე, რაც ერთი წლის შემდეგ მოხდა. მეტოქის სხვა სამყაროში წასვლის შემდეგ, კეპლერს დაევალა მისი დაკვირვებების ხაზინის დაცვა. ისინი დიდად დაეხმარნენ მკვლევარს გამხდარიყო ის, ვინც აღმოაჩინა მოძრაობის კანონებიპლანეტები მზის გარშემო.
მარსის გზა
ბრეიჯის უახლესი კვლევა პლანეტების მოძრაობის ცხრილის შესაქმნელად არ დასრულებულა. ყველა იმედი მემკვიდრეზე იყო დამყარებული. დაინიშნა იმპერიულ მათემატიკოსად. გარდაცვლილ კოლეგასთან დაძაბული ურთიერთობის მიუხედავად, კეპლერს თავისუფლად შეეძლო ასტრონომიაში საკუთარი ინტერესების გატარება. მან გადაწყვიტა გაეგრძელებინა მარსზე დაკვირვება და აღეწერა საკუთარი ხედვა ამ პლანეტის ორბიტის შესახებ.
იოჰანი დარწმუნებული იყო: რთული მარსის ბილიკის გახსნით შესაძლებელია ყველა სხვა "სამყაროს მოხეტიალეთა" მოძრაობის გზების გამოვლენა. პოპულარული რწმენის საწინააღმდეგოდ, მან არ გამოიყენა მხოლოდ ბრაჰეს დაკვირვებები გეომეტრიული ფიგურის შესარჩევად, რომელიც შეესაბამება აღწერილობას. გუშინდელმა თეოლოგმა თავისი ძალისხმევა მიმართა „უჰაერო სივრცეში მცხოვრები დების“მოძრაობის ფიზიკური თეორიის აღმოჩენას, საიდანაც მათი ორბიტების დასკვნა შეიძლება. ტიტანური კვლევის შემდეგ, პლანეტების მოძრაობის სამი კანონი გამოჩნდა.
პირველი კანონი
I. პლანეტების ორბიტები არის ელიფსები მზეზე ერთ-ერთ კერაზე.
მზის სისტემაში პლანეტების მოძრაობის კანონი დაადგინა, რომ პლანეტები მოძრაობენ ელიფსის სახით. ის გამოჩნდა რვაწლიანი გამოთვლების შემდეგ, ტიხო ბრაჰეს მიერ შედგენილი მონაცემთა ბაზის გამოყენებით, ვარსკვლავი მარსის პლანეტების მოძრაობაზე დაკვირვების საფუძველზე. იოჰანმა თავის ნაშრომს "ახალი ასტრონომია" უწოდა.
ასე რომ, კეპლერის პირველი კანონის მიხედვით, ნებისმიერ ელიფსს აქვს ორი გეომეტრიული წერტილი, რომელსაც ეწოდება ფოკუსი (ფოკუსი მხოლობით რიცხვში). პლანეტიდან თითოეულ ცენტრამდე მთლიანი მანძილი ყოველთვის შეჯამებულიაიგივე, მიუხედავად იმისა, თუ სად არის პლანეტა მოძრაობის გზაზე. აღმოჩენის მნიშვნელობა იმაში მდგომარეობს იმაში, რომ დაშვებამ, რომ ორბიტები არ არის სრულყოფილი წრეები (როგორც გეოცენტრულ თეორიაში) ადამიანებს მიუახლოვდა სამყაროს სურათის უფრო ზუსტი და მკაფიო გაგებასთან.
მეორე კანონი
II. პლანეტის მზესთან დამაკავშირებელი ხაზი (რადიუსის ვექტორი) ფარავს თანაბარ ფართობებს დროის თანაბარ ინტერვალებში, სანამ პლანეტა მოძრაობს ელიფსის გარშემო.
ანუ დროის ნებისმიერ მონაკვეთში, მაგალითად, 30 დღის შემდეგ, პლანეტა გადალახავს იმავე ფართობს, არ აქვს მნიშვნელობა რომელ პერიოდს აირჩევთ. ის უფრო სწრაფად მოძრაობს მზესთან მიახლოებისას და ნელა შორს, მაგრამ მუდმივად ცვალებადი სიჩქარით მოძრაობს თავისი ორბიტის გარშემო მოძრაობისას. ყველაზე "მოხერხებული" მოძრაობა შეინიშნება პერიჰელიონში (მზესთან ყველაზე ახლოს წერტილი) და ყველაზე "ძლიერი" აფელიონზე (მზიდან ყველაზე შორს წერტილი). ასე ფიქრობდა ის, ვინც აღმოაჩინა პლანეტების მოძრაობის კანონები.
მესამე კანონი
III. ორბიტალური დროის მთლიანი პერიოდის კვადრატი (T) პროპორციულია პლანეტიდან მზემდე საშუალო მანძილის კუბის (R).
ამ პრინციპს ზოგჯერ ჰარმონიის კანონს უწოდებენ. ის ადარებს ორბიტალურ დროის პერიოდს და პლანეტების ორბიტალურ რადიუსს. კეპლერის აღმოჩენის არსი შემდეგია: მოძრაობის პერიოდების კვადრატებისა და მზიდან საშუალო მანძილების კუბების შეფარდება თითოეული პლანეტისთვის ერთნაირია.
გავიმეოროთ, კეპლერის პლანეტების მოძრაობის კანონები ეფუძნებოდა გრძელვადიან სერიოზულ დაკვირვებებს დამათემატიკურად დამუშავებული. კანონზომიერებების ჩვენებით, მათ არ გამოავლინეს ფენომენების პირობითობა. მოგვიანებით, უნივერსალური მიზიდულობის კანონის ცნობილმა აღმომჩენმა, ნიუტონმა, დაამტკიცა, რომ პასუხი სხეულების ფიზიკურ თვისებაში მდგომარეობს ერთმანეთის მიზიდვაში.
ჩემი სხეულის ჩრდილი აქ არის
მიუხედავად მისი წარმატებისა, კეპლერი მუდმივად განიცდიდა ფინანსურ პრობლემებს, კვლევისთვის დროის ნაკლებობას, იმ ადგილების საძიებლად გადაადგილებას, სადაც მისი რელიგიური მრწამსი მოითმენს. რამდენჯერმე სცადა ტუბინგენში მასწავლებლობის თანამდებობა, მაგრამ აღიქვეს მოღალატედ, პროტესტანტად და უარყვეს.
იოჰანეს კეპლერი გარდაიცვალა 1630 წლის 15 ნოემბერს მწვავე ცხელების შეტევისგან. ის დაკრძალეს პროტესტანტულ სასაფლაოზე. ეპიტაფიაში მისი კანონიერი ვაჟი წერდა: „მე გამოვიყენე ცა საზომად. ახლა უნდა გავზომო დედამიწის ჩრდილები. მიუხედავად იმისა, რომ ჩემი სული სამოთხეშია, ჩემი სხეულის ჩრდილი აქ დევს."
დიახ, თავდაპირველად, შუა საუკუნეების კონცეფციების სულისკვეთებით, მეცნიერს სჯეროდა, რომ პლანეტები მოძრაობენ, რადგან მათ აქვთ სულები, ეს არის ცოცხალი მაგია და არა მხოლოდ მატერიის სიმსივნეები. მოგვიანებით მიხვდა, რომ მეცნიერული მიდგომა უფრო გამართლებული იყო. მღვდელი და ასტრონომი, რომელმაც აღმოაჩინა პლანეტების მოძრაობის კანონები, პატიოსნად გაიარა გამჭრიახობის გზა. მაგრამ მოდით ვაღიაროთ ეს საკუთარ თავს: ხანდახან გვეჩვენება, რომ მეცნიერულ სამყაროში ამდენი მისტიკა არსებობს!
