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BIOGRAFIE DI GRANDI SCIENZIATI
Keplero Giovanni. Biografia dello scienziato
Elenco / Biografie di grandi scienziati
Poco dopo la morte Copernico sulla base del suo sistema del mondo, gli astronomi hanno compilato tabelle dei movimenti planetari. Queste tabelle erano in migliore accordo con le osservazioni rispetto alle precedenti tabelle compilate secondo Tolomeo. Ma dopo qualche tempo, gli astronomi hanno scoperto una discrepanza tra queste tabelle ei dati osservativi sul movimento dei corpi celesti. Per gli scienziati avanzati era chiaro che gli insegnamenti di Copernico erano corretti, ma era necessario indagare più a fondo e scoprire le leggi del moto planetario. Questo problema è stato risolto dal grande scienziato tedesco Keplero. Johannes Kepler nacque il 27 dicembre 1571 nella cittadina di Weil der Stadt vicino a Stoccarda. Keplero nacque in una famiglia povera, e quindi, con grande difficoltà, riuscì a finire la scuola ed entrare all'Università di Tubinga nel 1589. Qui studiò con entusiasmo matematica e astronomia. Il suo insegnante, il professor Mestlin, era segretamente un seguace di Copernico. Certo, all'università, Mestlin insegnò astronomia secondo Tolomeo, ma a casa introdusse il suo studente alle basi del nuovo insegnamento. E presto Keplero divenne un fervente e convinto sostenitore della teoria copernicana. A differenza di Maestlin, Keplero non ha nascosto le sue opinioni e convinzioni. L'aperta propaganda degli insegnamenti di Copernico gli portò ben presto l'odio dei teologi locali. Già prima della laurea, nel 1594, Johann fu mandato ad insegnare matematica in una scuola protestante nella città di Graz, capoluogo della provincia austriaca della Stiria. Già nel 1596 pubblica The Cosmographic Mystery, dove, accettando la conclusione di Copernico sulla posizione centrale del Sole nel sistema planetario, cerca di trovare una connessione tra le distanze delle orbite planetarie e i raggi delle sfere, in cui sono presenti poliedri regolari inscritto in un certo ordine e attorno al quale sono descritti. Nonostante il fatto che questo lavoro di Keplero fosse ancora un modello di sofisticazione scolastica, quasi scientifica, portò fama all'autore. Il famoso astronomo-osservatore danese Tycho Brahe, scettico riguardo allo schema stesso, ha reso omaggio al pensiero indipendente del giovane scienziato, alla sua conoscenza dell'astronomia, all'abilità e alla perseveranza nei calcoli ed ha espresso il desiderio di incontrarlo. L'incontro che ebbe luogo in seguito fu di eccezionale importanza per l'ulteriore sviluppo dell'astronomia. Nel 1600 Brahe, giunto a Praga, offrì a Johann un lavoro come suo assistente per le osservazioni del cielo e per i calcoli astronomici. Poco prima Brahe fu costretto a lasciare la sua terra natale, la Danimarca, e l'osservatorio che vi costruì, dove condusse osservazioni astronomiche per un quarto di secolo. Questo osservatorio era dotato dei migliori strumenti di misura e Brahe stesso era un osservatore molto abile. Quando il re danese privò Brahe dei fondi per il mantenimento dell'osservatorio, partì per Praga. Brahe era molto interessato agli insegnamenti di Copernico, ma non era un sostenitore. Ha presentato la sua spiegazione della struttura del mondo; riconosceva i pianeti come satelliti del Sole e considerava il Sole, la Luna e le stelle come corpi che ruotano intorno alla Terra, dietro i quali, così, si conservava la posizione del centro dell'intero Universo. Brahe non lavorò a lungo con Keplero: morì nel 1601. Dopo la sua morte, Keplero iniziò a studiare i materiali rimanenti con i dati di osservazioni astronomiche a lungo termine. Lavorando su di essi, in particolare sui materiali relativi al moto di Marte, Keplero fece una scoperta notevole: derivò le leggi del moto planetario, che divennero la base dell'astronomia teorica. I filosofi dell'antica Grecia pensavano che il cerchio fosse la forma geometrica più perfetta. E se è così, allora anche i pianeti dovrebbero compiere le loro rivoluzioni solo in cerchi regolari (cerchi) Keplero giunse alla conclusione che l'opinione che era stata stabilita fin dall'antichità sulla forma circolare delle orbite planetarie non era corretta. Con i calcoli, ha dimostrato che i pianeti non si muovono in cerchi, ma in ellissi - curve chiuse, la cui forma è in qualche modo diversa da un cerchio. Per risolvere questo problema, Keplero dovette affrontare un caso che, in generale, non poteva essere risolto con i metodi della matematica delle costanti. La questione è stata ridotta al calcolo dell'area del settore del cerchio eccentrico. Se questo problema viene tradotto nel moderno linguaggio matematico, arriviamo a un integrale ellittico. Keplero, ovviamente, non poteva dare una soluzione al problema in quadrature, ma non si è tirato indietro davanti alle difficoltà che si sono presentate e ha risolto il problema sommando un numero infinitamente grande di infinitesimi "attualizzati". Questo approccio alla soluzione di un importante e complesso problema pratico ha rappresentato nei tempi moderni il primo passo nella preistoria dell'analisi matematica. La prima legge di Keplero suggerisce che il sole non è al centro dell'ellisse, ma in un punto speciale chiamato fuoco. Da ciò ne consegue che la distanza del pianeta dal Sole non è sempre la stessa. Keplero ha scoperto che anche la velocità con cui un pianeta si muove attorno al Sole non è sempre la stessa: avvicinandosi al Sole, il pianeta si muove più velocemente e allontanandosi da esso, più lentamente. Questa caratteristica del moto dei pianeti costituisce la seconda legge di Keplero. Allo stesso tempo, Keplero sviluppa un apparato matematico fondamentalmente nuovo, facendo un passo importante nello sviluppo della matematica delle variabili. Entrambe le leggi di Keplero sono diventate proprietà della scienza dal 1609, quando fu pubblicata la sua famosa "Nuova Astronomia", una presentazione dei fondamenti della nuova meccanica celeste. Tuttavia, l'uscita di questa straordinaria opera non attirò immediatamente la dovuta attenzione: anche il grande Galileo, a quanto pare, non accettò le leggi di Keplero fino alla fine dei suoi giorni. Le esigenze dell'astronomia stimolarono l'ulteriore sviluppo degli strumenti computazionali della matematica e la loro divulgazione. Nel 1615 Keplero pubblicò un libro relativamente piccolo, ma molto capiente - "The New Stereometry of Wine Barrels", in cui continuò a sviluppare i suoi metodi di integrazione e ad applicarli per trovare i volumi di oltre 90 solidi di rivoluzione, a volte piuttosto complessi . Nello stesso luogo, ha anche considerato i problemi estremi, che hanno portato a un altro ramo della matematica degli infinitesimi: il calcolo differenziale. La necessità di migliorare i mezzi di calcolo astronomico, la compilazione di tavole dei movimenti planetari basate sul sistema copernicano attirò Keplero a questioni di teoria e pratica dei logaritmi. Ispirato dal lavoro di Napier, Keplero costruì indipendentemente la teoria dei logaritmi su base puramente aritmetica e, con il suo aiuto, compilò tavole logaritmiche simili a quelle di Napier, ma più accurate, pubblicate per la prima volta nel 1624 e ripubblicate fino al 1700. Keplero fu il primo a utilizzare i calcoli logaritmici in astronomia. Riuscì a completare le "Tavole Rudolphin" dei movimenti planetari solo grazie a un nuovo mezzo di calcolo. L'interesse mostrato dallo scienziato per le curve del secondo ordine e per i problemi dell'ottica astronomica lo ha portato a sviluppare un principio generale di continuità - una sorta di tecnica euristica che consente di trovare le proprietà di un oggetto dalle proprietà di un altro, se la prima si ottiene passando al limite dalla seconda. Nel libro "Additions to Vitellius, or the Optical Part of Astronomy" (1604), Keplero, studiando le sezioni coniche, interpreta la parabola come un'iperbole o un'ellisse con un fuoco infinitamente distante: questo è il primo caso nella storia della matematica di applicare il principio generale di continuità. Con l'introduzione del concetto di punto all'infinito, Keplero fece un passo importante verso la creazione di un altro ramo della matematica: la geometria proiettiva. L'intera vita di Keplero fu dedicata a una lotta aperta per gli insegnamenti di Copernico. Nel 1617-1621, al culmine della Guerra dei Trent'anni, quando il libro di Copernico era già nell'"Elenco dei libri proibiti" del Vaticano, e lo stesso scienziato stava attraversando un periodo particolarmente difficile della sua vita, pubblica " Saggi sull'astronomia copernicana" in tre numeri per un totale di circa 1000 pagine. Il titolo del libro riflette in modo impreciso il suo contenuto: lì il Sole prende il posto indicato da Copernico, e i pianeti, la Luna ei satelliti di Giove scoperti da Galileo poco prima circolano secondo le leggi scoperte da Keplero. Fu infatti il primo libro di testo della nuova astronomia, e fu pubblicato durante una lotta particolarmente feroce della chiesa con la dottrina rivoluzionaria, quando il maestro di Keplero Mestlin, copernicano di convinzione, pubblicò un libro di testo sull'astronomia di Tolomeo! Negli stessi anni Keplero pubblica anche "L'armonia del mondo", dove formula la terza legge dei moti planetari. Lo scienziato ha stabilito una stretta relazione tra il tempo di rivoluzione dei pianeti e la loro distanza dal Sole. Si è scoperto che i quadrati dei periodi di rivoluzione di due pianeti qualsiasi sono correlati tra loro come i cubi delle loro distanze medie dal Sole. Questa è la terza legge di Keplero. Per molti anni ha lavorato alla compilazione di nuove tavole planetarie, pubblicate nel 1627 con il titolo "Tavole Rudolphin", che per molti anni sono state il libro di riferimento degli astronomi. Keplero ha anche importanti risultati in altre scienze, in particolare nell'ottica. Lo schema ottico del rifrattore da lui sviluppato già nel 1640 divenne il principale nelle osservazioni astronomiche. Il lavoro di Keplero sulla creazione della meccanica celeste ha svolto un ruolo importante nell'approvazione e nello sviluppo degli insegnamenti di Copernico. Preparò il terreno per ulteriori ricerche, in particolare per la scoperta di Newton della legge di gravitazione universale. Le leggi di Keplero conservano ancora il loro significato: avendo imparato a tenere conto dell'interazione dei corpi celesti, gli scienziati le usano non solo per calcolare i movimenti dei corpi celesti naturali, ma, soprattutto, anche artificiali, come le astronavi, che la nostra generazione è testimoniando l'emergere e il miglioramento di. La scoperta delle leggi della circolazione planetaria ha richiesto molti anni di duro e duro lavoro da parte dello scienziato. Keplero, che ha subito la persecuzione sia dei governanti cattolici che ha servito, sia dei compagni di fede luterani, di cui non tutti i dogmi poteva accettare, deve muoversi molto. Praga, Linz, Ulm, Sagan - un elenco incompleto di città in cui ha lavorato. Keplero era impegnato non solo nello studio della circolazione dei pianeti, ma era anche interessato ad altre questioni di astronomia. Le comete hanno attirato particolarmente la sua attenzione. Notando che le code delle comete puntano sempre lontano dal Sole, Keplero ipotizzò che le code si formassero sotto l'azione dei raggi solari. A quel tempo non si sapeva ancora nulla sulla natura della radiazione solare e sulla struttura delle comete. Fu solo nella seconda metà del XNUMX° secolo e nel XNUMX° secolo che si stabilì che la formazione delle code delle comete è realmente connessa con la radiazione del Sole. Lo scienziato morì durante un viaggio a Ratisbona il 15 novembre 1630, quando tentò invano di ottenere almeno una parte dello stipendio che il tesoro imperiale gli doveva per molti anni. Ha un grande merito nello sviluppo della nostra conoscenza del sistema solare. Gli scienziati delle generazioni successive, che apprezzarono il significato delle opere di Keplero, lo chiamarono "il legislatore del cielo", poiché fu lui a scoprire le leggi attraverso le quali avviene il movimento dei corpi celesti nel sistema solare. Autore: Samin D.K.
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