«Կեպլերի օրենքները» - այս արտահայտությունը ծանոթ է բոլոր նրանց, ովքեր սիրում են աստղագիտությունը: Ո՞վ է այս մարդը: Ո՞ր օբյեկտիվ իրականության կապն ու փոխկախվածությունն է նա նկարագրել. Աստղագետ, մաթեմատիկոս, աստվածաբան, փիլիսոփա, իր ժամանակի ամենախելացի մարդը Յոհաննես Կեպլերը (1571-1630) հայտնաբերել է Արեգակնային համակարգում մոլորակների շարժման օրենքները։
Ճամփորդության սկիզբ
Յոհաննես Կեպլերը, ծնունդով Վեյլ դեր Շտադտից (Գերմանիա), այս աշխարհ եկավ 1571 թվականի դեկտեմբերին: Թույլ, թույլ տեսողությամբ երեխան ամեն ինչ հաղթահարեց այս կյանքում հաղթելու համար։ Տղայի ուսումը սկսվել է Լեոնբերգում, որտեղ ընտանիքը տեղափոխվել է։ Ավելի ուշ նա տեղափոխվեց առաջադեմ հաստատություն՝ լատիներեն դպրոց՝ սովորելու լեզվի հիմունքները, որոնք նա մտադիր էր օգտագործել ապագա հրատարակություններում։
1589 թվականին նա ավարտեց դպրոցը Ադելբուրգ քաղաքի Մաուլբրոն մենաստանում։ 1591 թվականին ընդունվել է Տյուբինգենի համալսարան։ Արդյունավետ կրթական համակարգ ստեղծվել է դքսերի կողմից՝ լյութերականության ներդրման հետևանքով։ Աղքատների համար նախատեսված դրամաշնորհների և կրթաթոշակների միջոցով իշխանությունները փորձեցինՀամալսարաններին տրամադրել դիմորդներ, որոնք կարող են վերապատրաստվել որպես լավ կրթված հոգեւորականներ, որոնք կարող են պաշտպանել նոր հավատքը կրոնական բուռն հակասությունների ժամանակներում:
Ուսումնական հաստատությունում գտնվելու ընթացքում Կեպլերը հայտնվել է աստղագիտության պրոֆեսոր Մայքլ Մոստլինի ազդեցության տակ։ Վերջինս գաղտնի կիսում էր Կոպեռնիկոսի տեսակետները հելիոկենտրոն (Արևը կենտրոնում) Տիեզերքի գաղափարի վերաբերյալ, թեև ուսանողներին սովորեցնում էր «ըստ Պտղոմեոսի» (Երկիրը կենտրոնում): Լեհ գիտնականի գաղափարների խորը իմացությունը Կեպլերում մեծ հետաքրքրություն առաջացրեց աստղագիտության նկատմամբ։ Այսպիսով, Կոպեռնիկոսի տեսությունն ուներ մեկ այլ կողմնակից, ով ձգտում էր անձամբ հասկանալ Արեգակի շուրջ մոլորակների շարժման օրենքները:
Արեգակնային համակարգը արվեստի գործ է
Բավական տարօրինակ է, բայց նա, ով հետագայում հայտնաբերեց մոլորակների շարժման օրենքները, իրեն կոչումով աստղագետ չէր համարում: Կեպլերն իր ողջ կյանքի ընթացքում հավատում էր, որ արեգակնային համակարգը արվեստի գործ է՝ հեղեղված միստիկական երեւույթներով, երազում էր քահանա դառնալ։ Աստղագետը Կոպեռնիկոսի տեսության նկատմամբ իր հետաքրքրությունը բացատրել է նրանով, որ նախքան սեփական հետազոտություններից եզրակացություններ անելը, նա պետք է ուսումնասիրի տարբեր կարծիքներ։
Այնուամենայնիվ, համալսարանի ուսուցիչները Քեպլերի մասին խոսում էին որպես գերազանց ուղեղով ուսանողի: 1591 թվականին, ստանալով մագիստրոսի կոչում, գիտնականը շարունակել է ուսումը աստվածաբանության բնագավառում։ Երբ դրանք մոտ էին ավարտին, հայտնի դարձավ, որ Գրացի լյութերական դպրոցում մահացել է մաթեմատիկայի պրոֆեսոր։ Տյուբինգենի համալսարանը խորհուրդ տվեց բոլոր ոլորտներում տաղանդավոր մարդկանց հավաքագրել այս պաշտոնի համար:շրջանավարտ հարաբերություններ. Այսպիսով, հրաժեշտ ե՞ք մոլորակների շարժման օրենքներին:
Աստծո անունով
22-ամյա Յոհանը դժկամությամբ հրաժարվեց քահանայի իր սկզբնական կոչումից, բայց այնուամենայնիվ ստանձնեց Գրացում մաթեմատիկայի ուսուցչի պարտականությունները: Իր դասարանում դասախոսելիս սկսնակ ուսուցիչը գրատախտակին պատկերեց մի քանի երկրաչափական պատկերներ, որոնք ներառում էին համակենտրոն շրջաններ և եռանկյուններ: Եվ հանկարծ նրա գլխում ծագեց այն միտքը, որ նման թվերը արտացոլում են որոշակի հաստատուն հարաբերակցություն երկու շրջանագծի չափերի միջև, պայմանով, որ եռանկյունը հավասարակողմ է: Որքա՞ն է երկու շրջանագծերի միջև տարածքների հարաբերակցությունը: Մտքի գործընթացը թափ էր հավաքում։
Մեկ տարի անց մի անսովոր աստվածաբան հրատարակեց իր առաջին աշխատությունը՝ «Տիեզերքի առեղծվածը» (1596 թ.): Դրանում նա ուրվագծեց իր ստեղծագործական հայացքները տիեզերքի գաղտնիքների վերաբերյալ՝ հիմնված կրոնական համոզմունքներով:
Նա, ով հայտնաբերեց մոլորակների շարժման օրենքները, դա արեց Աստծո անունով: Բացահայտելով Տիեզերքի մաթեմատիկական պլանը՝ հետազոտողը եկել է այն եզրակացության, որ վեց մոլորակներ պարփակված են գնդերի մեջ, որոնց միջև տեղավորվում են հինգ կանոնավոր պոլիեդրաներ։ Իհարկե, վարկածը հիմնված էր այն «փաստի» վրա, որ գոյություն ունի ընդամենը 6 երկնային մարմին։ Երկրի ուղեծրի շուրջ Կեպլերը ուրվագծեց կատարյալ տասներկուանիստ և մի գունդ, որը դիպչում է Մարսի ուղեծրին:
Կատարյալ պոլիեդրա
Մարսի շրջանի շուրջ գիտնականը պատկերել է քառաեդրոն և մի գունդ, որը կից Յուպիտերի ուղեծրին: Երկրի ուղեծրային ոլորտում գտնվող իկոսաեդրոնում Վեներայի գունդը հիանալի «տեղավորվում է»։ Օգտագործելով մնացածըկատարյալ պոլիեդրների տեսակները, նույնը արվեց մնացածի հետ: Զարմանալիորեն, հարևան մոլորակների ուղեծրերի հարաբերությունները, որոնք ներկայացված են Կեպլերի բնադրված գնդերի մոդելում, համընկնում էին Կոպեռնիկոսի հաշվարկների հետ։
Բացահայտելով մոլորակների շարժման օրենքները՝ մաթեմատիկական միտք ունեցող քահանան հիմնականում ապավինում էր աստվածային ոգեշնչմանը: Նա փաստարկների իրական հիմք չուներ։ «Տիեզերքի գաղտնիքները» տրակտատի նշանակությունը կայանում է նրանում, որ դա առաջին վճռական քայլն էր Կոպեռնիկոսի կողմից առաջադրված աշխարհի հելիոկենտրոն համակարգի ճանաչման ուղղությամբ։
։
Ենթադրություններ ընդդեմ բարձր ճշգրտության
1598 թվականի սեպտեմբերին Գրացի բողոքականները, այդ թվում՝ Կեպլերը, կաթոլիկ կառավարիչների կողմից բռնի հեռացվեցին քաղաքից։ Թեև Յոհանին թույլ տվեցին վերադառնալ, իրավիճակը շարունակում էր մնալ շատ լարված։ Աջակցություն փնտրելով՝ նա դիմեց Տիխո Բրահեին՝ կայսր Ռուդոլֆ II-ի արքունիքի մաթեմատիկոս և աստղագետ։ Գիտնականը հայտնի էր մոլորակների դիտարկումների իր տպավորիչ հավաքածուով։
Նա գիտեր «Տիեզերքի գաղտնիքը» ստեղծագործության մասին։ Բայց երբ 1600 թվականին դրա ստեղծողը ժամանեց Պրահա քաղաքից դուրս գտնվող Տիխոյի աստղադիտարանը, Բրահեն, ով զբաղվում էր բարձր ճշգրտությամբ (այն ժամանակ) հետազոտություններով, ողջունեց նրան որպես կոնկրետ աշխատության հեղինակ, բայց ոչ որպես իր գործընկերոջ։. Նրանց միջև առճակատումը շարունակվել է մինչև դանիացի աստղագուշակի մահը, որը տեղի է ունեցել մեկ տարի անց։ Մրցակցի այլ աշխարհ մեկնելուց հետո Կեպլերին վստահվեց իր դիտարկումների գանձարանի պահպանությունը։ Նրանք մեծապես օգնեցին հետազոտողին դառնալ շարժման օրենքները բացահայտողըմոլորակները արևի շուրջ։
Մարսի ուղին
Մոլորակների շարժումների աղյուսակ ստեղծելու Բրեյջի վերջին հետազոտությունը չի ավարտվել: Բոլոր հույսերը կապված էին իրավահաջորդի հետ: Նա նշանակվել է կայսերական մաթեմատիկոս։ Չնայած մահացած գործընկերոջ հետ լարված հարաբերություններին՝ Կեպլերն ազատ էր աստղագիտության մեջ իր սեփական հետաքրքրություններով զբաղվելու հարցում։ Նա որոշեց շարունակել Մարսի իր դիտարկումները և նկարագրել այս մոլորակի ուղեծրի սեփական տեսլականը:
Յոհանը վստահ էր՝ բացելով բարդ մարսյան ճանապարհը՝ հնարավոր է բացահայտել բոլոր մյուս «Տիեզերքի թափառողների» շարժման ուղիները։ Հակառակ տարածված կարծիքի, նա ոչ միայն օգտագործեց Բրահեի դիտարկումները՝ նկարագրությանը համապատասխանող երկրաչափական պատկեր ընտրելու համար: Երեկվա աստվածաբանն իր ջանքերն ուղղեց «անօդ տարածության մեջ ապրող քույրերի» շարժման ֆիզիկական տեսության բացահայտմանը, որից կարելի է եզրակացնել նրանց ուղեծրերը։ Տիտանական հետազոտական աշխատանքից հետո հայտնվեցին մոլորակների շարժման երեք օրենքներ։
Առաջին օրենք
I. Մոլորակների ուղեծրերը էլիպսեր են, որոնց Արեգակը կիզակետերից մեկում է:
Արեգակնային համակարգում մոլորակների շարժման օրենքը հաստատեց, որ մոլորակները շարժվում են էլիպսով: Այն հայտնվեց ութ տարվա հաշվարկներից հետո՝ օգտագործելով Տիխո Բրահեի կողմից կազմված տվյալների բազան՝ հիմնված աստղ Մարսի մոլորակների շարժման դիտարկումների վրա: Յոհանն իր աշխատանքն անվանել է «Նոր աստղագիտություն»:
Այսպիսով, համաձայն Կեպլերի առաջին օրենքի, ցանկացած էլիպս ունի երկու երկրաչափական կետ, որոնք կոչվում են կիզակետեր (կենտրոնացում եզակի թվով): Մոլորակից մինչև կենտրոններից յուրաքանչյուրի ընդհանուր հեռավորությունը միշտ ամփոփվում էնույնը, անկախ նրանից, թե որտեղ է մոլորակը գտնվում իր շարժման ճանապարհին: Բացահայտման կարևորությունն այն է, որ այն ենթադրությունը, որ ուղեծրերը կատարյալ շրջաններ չեն (ինչպես աշխարհակենտրոն տեսության մեջ) մարդկանց ավելի մոտեցրեց աշխարհի պատկերի ավելի ճշգրիտ և հստակ ըմբռնմանը:
:
Երկրորդ Օրենք
II. Մոլորակը Արեգակին միացնող գիծը (շառավիղի վեկտոր) ընդգրկում է հավասար տարածքներ հավասար ժամանակային ընդմիջումներով, մինչ մոլորակը շարժվում է էլիպսի շուրջը։
Այսինքն՝ ցանկացած ժամանակահատվածում, օրինակ՝ 30 օր հետո, մոլորակը հաղթահարում է նույն տարածքը՝ անկախ նրանից, թե որ ժամանակահատվածն եք ընտրում։ Այն ավելի արագ է շարժվում, երբ մոտենում է Արեգակին, և ավելի դանդաղ, երբ հեռանում է, բայց շարժվում է անընդհատ փոփոխվող արագությամբ, երբ շարժվում է իր ուղեծրի շուրջ: Առավել «ճարպիկ» շարժումը դիտվում է պերիհելիում (Արեգակին ամենամոտ կետը) և ամենահզորը՝ աֆելիոնում (Արևից ամենահեռու կետը)։ Այսպես էր մտածում նա, ով հայտնաբերեց մոլորակների շարժման օրենքները։
Երրորդ Օրենք
III. Ուղեծրային ժամանակի (T) ընդհանուր ժամանակաշրջանի քառակուսին համաչափ է մոլորակից Արեգակ (R) միջին հեռավորության խորանարդին։
Այս սկզբունքը երբեմն անվանում են ներդաշնակության օրենք: Այն համեմատում է ուղեծրի ժամանակաշրջանը և մոլորակների ուղեծրի շառավիղը: Կեպլերի հայտնագործության էությունը հետևյալն է՝ շարժման ժամանակաշրջանների քառակուսիների և Արեգակից միջին հեռավորությունների խորանարդների հարաբերակցությունը յուրաքանչյուր մոլորակի համար նույնն է։
Կրկնելու համար, մոլորակների շարժման Կեպլերի օրենքները հիմնված էին երկարաժամկետ լուրջ դիտարկումների ևմշակված մաթեմատիկորեն: Ցուցաբերելով օրինաչափություններ՝ նրանք չբացահայտեցին երեւույթների պայմանականությունը։ Հետագայում համընդհանուր ձգողության օրենքի հանրահայտ հայտնագործող Նյուտոնն ապացուցեց, որ պատասխանը մարմինների՝ միմյանց ձգելու ֆիզիկական հատկության մեջ է։
Իմ մարմնի ստվերն այստեղ է
Չնայած իր հաջողություններին՝ Կեպլերը մշտապես տառապում էր ֆինանսական անախորժություններից, հետազոտության համար ժամանակի սղությունից, շարժվում էր փնտրելու վայրեր, որտեղ հանդուրժում էին իր կրոնական համոզմունքները: Նա մի քանի անգամ փորձել է ուսուցչի պաշտոն ստանալ Տյուբինգենում, սակայն ընկալվել է որպես դավաճան, բողոքական և մերժվել։
Յոհաննես Կեպլերը մահացել է 1630 թվականի նոյեմբերի 15-ին սուր տենդի նոպայից։ Նրան թաղեցին բողոքականների գերեզմանոցում։ Էպատաժում նրա օրինական որդին գրել է. Հիմա ես պետք է չափեմ Երկրի ստվերները։ Թեև իմ հոգին դրախտում է, բայց իմ մարմնի ստվերն այստեղ է»:
Այո, սկզբում, միջնադարյան հասկացությունների ոգով, գիտնականը կարծում էր, որ մոլորակները շարժվում են, քանի որ նրանք հոգիներ ունեն, սա կենդանի մոգություն է, և ոչ միայն նյութի կտորներ: Հետագայում նա հասկացավ, որ գիտական մոտեցումն ավելի արդարացված է։ Դե, քահանան և աստղագետը, ով բացահայտեց մոլորակների շարժման օրենքները, ազնվորեն քայլեց խորաթափանցության ճանապարհով: Բայց եկեք խոստովանենք դա ինքներս մեզ. երբեմն թվում է, թե գիտական Տիեզերքում այնքան շատ միստիկա կա միջով և միջով:
