"Кеплердин мыйзамдары" - бул фраза астрономияны жакшы көргөндөрдүн баарына тааныш. Бул киши ким? Кандай объективдүү чындыктын байланышын жана өз ара көз карандылыгын сүрөттөгөн? Астроном, математик, теолог, философ, өз доорунун эң акылдуу адамы Иоганнес Кеплер (1571-1630) Күн системасындагы планеталардын кыймылынын мыйзамдарын ачкан.
Саякаттын башталышы
Вейль дер Штадт (Германия) шаарынын тургуну Йоханнес Кеплер бул дүйнөгө 1571-жылы декабрда келген. Алсыз, көрүүсү начар бала бул жашоодо жеңүү үчүн баарын жеңген. Баланын окуусу үй-бүлөсү көчүп келген Леонбергде башталган. Кийинчерээк ал тилдин негиздерин үйрөнүү үчүн алдыңкы окуу жайга, латын мектебине көчүп барган.
1589-жылы Аделбург шаарындагы Маулбронн монастырында мектепти аяктаган. 1591-жылы Тюбингендеги университетке кирген. Натыйжалуу билим берүү системасы лютеранизмдин киришинен кийин герцогдор тарабынан түзүлгөн. Кедейлер үчүн гранттар жана стипендиялар менен бийлик аракет кылышканжогорку окуу жайларды диний карама-каршылыктардын учурунда жаңы ишенимди коргой ала турган билимдүү дин кызматкерлерин даярдай турган абитуриенттер менен камсыз кылуу.
Билим берүү мекемесинде жүргөндө Кеплер астрономия профессору Майкл Мостлиндин таасирине кабылган. Акыркысы Коперниктин гелиоцентрдик (борбордо Күн) Аалам идеясына карата көз карашын жашыруун бөлүштү, бирок ал студенттерге "Птолемей боюнча" (борбордо Жер) үйрөткөн. Поляк окумуштуусунун идеяларын терең билүү Кеплерде астрономияга чоң кызыгууну жараткан. Ошентип, Коперниктин теориясынын дагы бир жактоочусу болгон, ал Күндүн айланасындагы планеталардын кыймылынын мыйзамдарын жеке түшүнүүгө умтулган.
Күн системасы искусство чыгармасы
Кызык жери, планеталардын кыймылынын мыйзамдарын кийин ачкан адам өзүн астроном деп эсептеген эмес. Өмүр бою Кеплер күн системасы мистикалык кубулуштарга толуп турган искусство чыгармасы деп эсептеп, дин кызматчы болууну кыялданчу. Астроном Коперниктин теориясына болгон кызыгуусун өзүнүн изилдөөсүнөн тыянак чыгарардан мурун ар кандай пикирлерди изилдеши керек экендиги менен түшүндүргөн.
Ошентсе да университеттин окутуучулары Кеплер жөнүндө мыкты акыл-эстүү студент катары айтышкан. 1591-жылы магистр даражасын алган илимпоз теология тармагында окуусун уланткан. Алар бүтүрүүгө аз калганда Грацтагы лютеран мектебинде математика профессору каза болгону белгилүү болду. Тюбинген университети бул кызматка бардык тармактарда таланттууларды кабыл алууну сунуштады.бүтүрүүчүлөрдүн мамилеси. Ошентип, планеталардын кыймылынын мыйзамдары менен коштошосузбу?
Алланын аты менен
22 жаштагы Иоганн чиркөөчүлүктөн баш тарткан, бирок ошого карабастан Грац шаарындагы математика мугалиминин милдетин аткара баштаган. Өзүнүн классында лекция окуп жатып, башталгыч мугалим доскага концентрдик тегерекчелер менен үч бурчтуктарды камтыган кээ бир геометриялык фигураларды сүрөттөгөн. Жана күтүлбөгөн жерден ага мындай фигуралар үч бурчтук тең жактуу болгон шартта эки тегеректин чоңдугунун ортосундагы белгилүү бир туруктуу катышты чагылдырат деген ой келди. Эки чөйрөнүн аянтынын катышы кандай? Ой жүгүртүү процесси күч алууда.
Бир жылдан кийин адаттан тыш теолог өзүнүн биринчи эмгеги «Аалам сыры» (1596) жарык көргөн. Анда ал диний ишенимдер менен бекемделген аалам сырлары боюнча өзүнүн чыгармачылык көз караштарын баяндаган.
Планеталардын кыймылынын мыйзамдарын ачкан адам муну Кудайдын атынан жасаган. Ааламдын математикалык планын ачып, изилдөөчү мындай жыйынтыкка келди: алты планета чөйрөлөр менен курчалган, алардын ортосунда беш туруктуу көп жүздүү. Албетте, версия 6 гана асман телосу бар деген «факттын» негизинде түзүлгөн. Кеплер Жердин орбитасынын айланасында кемчиликсиз бир додекаэдрди жана Марстын орбитасына тийген сфераны белгиледи.
Мыкты көп жүздүү
Марстын айланасында окумуштуу Юпитердин орбитасына жанаша турган тетраэдр менен сфераны сүрөттөгөн. Жердин орбиталык сферасындагы икосаэдрде Венеранын сферасы толук «турат». Калганын колдонуукемчиликсиз көп кырдуу түрлөрү, калгандары менен да ушундай болгон. Таң калыштуусу, Кеплердин уяча сфера моделинде берилген кошуна планеталардын орбиталарынын катыштары Коперниктин эсептөөлөрү менен дал келген.
Планеталардын кыймылынын мыйзамдарын ачууда, математикалык акылы бар дин кызматчы биринчи кезекте Кудайдын илхамына таянган. Анын аргументтер үчүн реалдуу негизи жок болчу. «Аалам сырлары» трактатынын мааниси анын Коперник тарабынан белгиленген дүйнөнүн гелиоцентрдик системасын таанууга карай биринчи чечүүчү кадам болгондугунда.
Божомолдор жана жогорку тактык
1598-жылы сентябрда Грацдагы протестанттар, анын ичинде Кеплер католик башкаруучулары тарабынан шаардан чыгып кетүүгө мажбурланган. Иоганнга кайтып келүүгө уруксат берилгени менен, кырдаал абдан курч бойдон калган. Колдоо издеп, ал император Рудольф IIнин ордосунда математик жана астроном Тихо Браге кайрылган. Окумуштуу планеталарды байкоолордун таасирдүү жыйнагы менен белгилүү болгон.
Ал «Аалам сыры» чыгармасы тууралуу билген. Бирок 1600-жылы анын жаратуучусу Прага шаарынын сыртында жайгашкан Тихо обсерваториясына келгенде, жогорку тактыктагы (ошол убакта) изилдөө менен алектенген Браге аны кесиптеши катары эмес, белгилүү бир эмгектин автору катары кабыл алган.. Алардын ортосундагы тирешүү бир жылдан кийин болгон даниялык астрологдун өлүмүнө чейин уланган. Атаандаш башка дүйнөгө кеткенден кийин, Кеплерге анын байкоолорунун казынасын кайтаруу тапшырылган. Алар изилдөөчүнүн кыймыл мыйзамдарын ачкан адам болууга чоң жардам беришкенкүндүн айланасындагы планеталар.
Марстын жолу
Брейждин планеталардын кыймылынын таблицасын түзүү боюнча акыркы изилдөөсү аягына чыга элек. Бардык үмүт мураскерге байланган. Ал императордук математик болуп дайындалган. Каза болгон кесиптеши менен чыңалган мамилесине карабастан, Кеплер астрономия боюнча өз кызыкчылыктарын көздөй алган. Ал Марстагы байкоолорун улантууну жана бул планетанын орбитасы боюнча өзүнүн көз карашын сүрөттөп берүүнү чечти.
Иоганн ишенген: татаал Марс жолун ачуу менен башка бардык «Аалам кыдыргычтарынын» кыймыл жолдорун ачууга болот. Кеңири таралган ишенимге каршы, ал сүрөттөөгө туура келген геометриялык фигураны тандоо үчүн Брахенин байкоолорун жөн эле колдонгон эмес. Кечээки теолог өз күчүн «абасыз мейкиндикте жашаган эже-сиңдилердин» кыймылынын физикалык теориясын ачууга багыттады, андан алардын орбиталарын чыгарууга болот. Титаникалык изилдөөдөн кийин планеталардын кыймылынын үч мыйзамы пайда болду.
Биринчи мыйзам
I. Планеталардын орбиталары эллипс болуп, фокустардын биринде Күн жайгашкан.
Күн системасындагы планеталардын кыймыл мыйзамы планеталар эллипс боюнча кыймылдаарын аныктаган. Ал Марс жылдызынын планетардык кыймылын байкоолордун негизинде Тайхо Браэ тарабынан түзүлгөн маалымат базасын колдонуу менен сегиз жылдык эсептөөлөрдөн кийин пайда болгон. Иоганн өзүнүн эмгегин "Жаңы астрономия" деп атаган.
Ошентип, Кеплердин биринчи Мыйзамына ылайык, ар кандай эллипстин эки геометриялык чекити бар, анда фокус (жеке фокус) деп аталат. Планетанын ар бир борборуна чейинки жалпы аралык ар дайым жыйынтыкталатпланетанын кыймыл жолунда болгонуна карабастан, ошол эле. Ачылыштын маанилүүлүгү, орбиталар кемчиликсиз айланалар эмес деген божомол (геоцентрдик теориядагыдай) адамдарды дүйнөнүн картинасын так жана айкын түшүнүүгө жакындатты.
Экинчи Мыйзам
II. Планетаны Күн менен байланыштырган сызык (радиус вектору) планета эллипстин айланасында кыймылдаганда бирдей убакыт аралыгында бирдей аймактарды камтыйт.
Тагыраак айтканда, кайсы мезгил болбосун, мисалы, 30 күндөн кийин планета кайсыл мезгилди тандабаңыз, ошол эле аймакты басып өтөт. Ал Күнгө жакындаган сайын ылдамыраак, алыстаган сайын жайыраак кыймылдайт, бирок орбитасынын айланасында тынымсыз өзгөрүп турган ылдамдыкта кыймылдайт. Эң «шапкы» кыймыл перигелийде (Күнгө эң жакын чекит) жана эң «күчтүү» афелийде (Күндөн эң алыс чекит) байкалат. Планеталардын кыймылынын мыйзамдарын ачкан адам ушинтип ой жүгүрткөн.
Үчүнчү Мыйзам
III. Орбиталык убакыттын жалпы мезгилинин квадраты (T) планетадан Күнгө (R) чейинки орточо аралыктын кубуна пропорционалдуу.
Бул принципти кээде гармония мыйзамы деп да коюшат. Ал планеталардын орбиталык убактысын жана орбиталык радиусун салыштырат. Кеплердин ачылышынын маңызы төмөнкүдөй: кыймылдын периоддорунун квадраттарынын жана Күндөн орточо алыстыктын кубтарынын катышы ар бир планета үчүн бирдей.
Кайра кайталоо үчүн, Кеплердин планеталардын кыймылынын мыйзамдары узак мөөнөттүү олуттуу байкоолорго жанаматематикалык жактан иштетилген. Мыйзамдуулукту көрсөтүү менен, алар кубулуштардын шарттуулугун ачышкан эмес. Кийинчерээк бүткүл дүйнөлүк тартылуу мыйзамын ачкан атактуу Ньютон жооп денелердин бири-бирин тартуу физикалык касиетинде экенин далилдеген.
Денемдин көлөкөсү бул жерде
Ийгиликтерине карабастан, Кеплер ар дайым каржылык кыйынчылыктардан жапа чегип, изилдөө иштерине убакыттын жетишсиздигинен, диний ишенимдери туура келген жерлерди издеп көчүп жүргөн. Бир нече жолу ал Тюбингенде мугалимдик кызматка ээ болууга аракет кылган, бирок чыккынчы, протестант катары кабыл алынып, четке кагылган.
Иоганнес Кеплер 1630-жылы 15-ноябрда катуу ысытма оорусунан каза болгон. Ал протестанттардын көрүстөнүнө коюлган. Эпитафияда анын мыйзамдуу уулу мындай деп жазган: «Мен өлчөө үчүн асманды колдондум. Эми мен Жердин көлөкөсүн өлчөшүм керек. Жаным асманда болсо да, денемдин көлөкөсү ушул жерде."
Ооба, башында орто кылымдык концепциялардын духунда илимпоз планеталар кыймылдашат, анткени алардын жаны бар деп эсептеген, бул жөн эле материянын кесектери эмес, тирүү сыйкыр. Кийинчерээк, ал илимий мамиле кыйла негиздүү экенин түшүндү. Ооба, планеталардын кыймылынын мыйзамдарын ачкан ыйык кызмат кылуучу жана астроном кыраакылык жолунда чынчылдык менен басып өткөн. Бирок, келгиле, өзүбүздү өзүбүз моюнга алалы: кээде илимий ааламда мистика ушунчалык көп болуп жаткандай сезилет!
