بیوگرافی و زندگینامه یوهانس کپلر
یوهانس کپلر (Johannes Kepler)، ستاره‌شناس، ریاضیدان و فیلسوف آلمانی است که از او به عنوان یکی از شخصیت‌های برجسته و تاثیرگذار در انقلاب علمی قرن هفدهم یاد می‌شود. شهرت او بیشتر به خاطر کشف قوانین حرکت سیاره‌ای و نوشتن چندین کتاب معروف در حوزه علم نجوم است؛ آثاری که تاثیر به سزایی در ارائه نظریه گرانش نیوتن داشته‌اند. این منجم سرشناس در دسامبر۱۵۷۱ متولد شد و نوامبر۱۶۳۰ در سن ۵۹ سالگی از دنیا رفت.
کپلر در دوره‌ای زندگی می‌کرد که هیچ تمایز روشنی بین علم ستاره‌شناسی و طالع‌بینی نبود، اما تقسیم‌بندی مشخصی میان نجوم (شاخه‌ای از ریاضیات در هنرهای آزاد) و فیزیک (شاخه‌ای از فلسفه طبیعت) دیده می‌شد. وی همچنین مباحث مذهبی را با کار خود تلفیق می‌کرد و معتقد بود خداوند جهان را بر اساس طرحی قابل درک آفریده که از طریق عقل و خرد بشر می‌توان به آن دست یافت. اما مهم‌ترین اقدام وی کشف ۳ قانون مهم در رابطه با حرکت سیارات است که تحولی مهم در حوزه اخترشناسی ایجاد کردند.
قوانین کپلر درباره حرکت سیاره‌ای
قانون اول کپلر
تایکو براهه (Tycho Brahe)، ستاره‌شناس دانمارکی، به کپلر این وظیفه را محول کرد تا رصدهایی را که وی از مریخ انجام داده بود، تجزیه‌وتحلیل کند. در میان تمام سیاره‌ها، موقعیت تعیین‌شده مریخ بزرگترین خطاها را داشت و بیشترین مشکل را ایجاد می‌کرد.
داده‌های تایکو قبل از اختراع تلسکوپ، بهترین داده‌های موجود به شمار می‌رفت و دقت آن‌ها به اندازه‌ای بود که کپلر توانست نشان دهد مدار مریخ دقیقا با یک بیضی مطابقت دارد. او در سال ۱۶۰۵ قانون اول خود را اعلام کرد؛ سیاره‌ها در مدارهای بیضی شکل به دور خورشید حرکت می‌کنند و خورشید در یکی از کانون‌های آن قرار دارد.
قانون دوم کپلر
یوهانس کپلر قبل از این و در سال ۱۶۰۲ طی تلاش خود برای محاسبه موقعیت زمین در مدارش به دور خورشید، متوجه شد خط مستقیم واصل زمین و خورشید، مناطق مساوی را در زمان‌های مساوی پیمایش می‌کند. به عبارت دیگر وقتی یک سیاره به خورشید نزدیک‌تر باشد نسبت به زمانی که از آن دورتر است، سرعت بیشتری دارد. مطلب جامع ما درباره مدار زمین را نیز بخوانید.
قانون سوم کپلر
کپلر در سال ۱۶۱۸ قانون سوم خود را کشف کرد. مطابق این قانون، دوره حرکت یک سیاره به دور خورشید متناسب با فاصله آن سیاره تا خورشید است. در واقع اگر T زمان تناوب گردش سیاره به دور خورشید و A فاصله سیاره تا خورشید باشد، مربع T با مکعب A تناسب دارد:
در شکل زیر این مفهوم را بهتر درک می‌کنید.
یوهانس کپلر کدام مورد را در نظریه نیکلاس کوپرنیک اصلاح کرد؟
قوانین یوهانس کپلر موجب اصلاح مدل نیکلاس کوپرنیک (Nicolaus Copernicus)، ستاره‌شناس و ریاضیدان آلمانی-لهستانی، شد. در قوانین کپلر و کوپرنیک تفاوتی اساسی وجود دارد. در این دو نظریه، شکل هندسی مدار سیاره‌ها با یکدیگر متفاوت است؛ مدار سیاره‌ها در نظریه کوپرنیک دایره و در نظریه کپلر به شکل بیضی هستند.
کتاب‌های یوهانس کپلر
یوهانس کپلر در طول زندگی خود کتاب‌های متعددی نوشت که در اینجا به معرفی برخی از آن‌ها در حوزه اخترشناسی می‌پردازیم.
کتاب «نجوم جدید» (Astronomia Nova) در سال ۱۶۰۹ منتشر شد و حاوی نتایج تحقیقات ده ساله کپلر در مورد حرکت مریخ است. «نجوم جدید» یکی از مهم‌ترین کتاب‌های تاریخ ستاره‌شناسی به شمار می‌رود که ضمن بیان استدلال‌هایی محکم در مدل خورشیدمرکزی (Heliocentrism)، بینش ارزشمندی را در مورد حرکت سیاره‌ها ارائه می‌کند.
کتاب «هارمونی‌های جهان» (Harmonices Mundi) در سال ۱۶۱۹ منتشر شد و به طور کامل به زبان لاتین نوشته شده است. کپلر در این اثر خود در مورد هارمونی و همخوانی در اشکال هندسی و پدیده‌های فیزیکی بحث می‌کند. بخش پایانی «هارمونی‌های جهان» مربوط به قانون سوم حرکت سیاره‌هاست.
«رویا» (Somnium) نام رمانی از یوهانس کپلر است که وی آن را در سال ۱۶۰۸ نوشت و لودویگ کپلر (Ludwig Kepler)، پسر او، آن را برای اولین بار در سال ۱۶۳۴ منتشر کرد. این کتاب پسری ایسلندی و مادر جادوگرش را روایت می‌کند که از طریق یک روح پلید از وجود جزیره‌ای به نام لوانیا (همان ماه) اطلاع می‌یابند.
«رویا» شرح تخیلی مفصلی از این موضوع است که زمین از ماه چگونه دیده می‌شود. این کتاب را به عنوان اولین اثر علمی جدی در مورد ماه در نظر می‌گیرند؛ همچنین کارل سیگان (Carl Sagan)، منجم آمریکایی، و آیزاک آسیموف (Isaac Asimov)، نویسنده اهل ایالات متحده، از آن به عنوان یکی از اولین آثار علمی-تخیلی یاد کرده‌اند.
استیون هاوکینگ، فیزیکدان و کیهان‌شناس مشهور بریتانیایی، نیز کتابی به نام «بر شانه‌های غول‌ها» (On the Shoulders of Giants) نوشته است که در سال ۲۰۰۲ منتشر شد. «بر شانه‌های غول‌ها» تالیفی از آثار علمی دانشمندان بزرگی چون گالیله، اینشتین و نیوتن است و در آن به مباحث علمی یوهانس کپلر پیرامون هماهنگی جهان نیز پرداخته می‌شود. مقاله نظریه نسبیت عام اینشتین و و ارتباط آن با بحث جذاب فضا-زمان را حتما بخوانید.
شما علاقمندان به مباحث نجومی می‌توانید برای آشنایی بیشتر با نظریه‌ها و افکار کپلر این کتاب آموزنده و جذاب را از لینک زیر خریداری کنید.
اگر این مقاله برای شما مفید بوده است می‌توانید به مقاله‌های مشابه در مورد شخصیت‌هایی چون نیل دگراس تایسون و مستند مشهور او در حوزه نجوم و یا آشنایی با فیلم‌های انوشه انصاری، نخستین گردشگر فضایی زن جهان، مراجعه کنید. همچنین ما را از نظرات و انتقادات خود در مورد این مقاله و وبسایت اسپاش بی‌بهره نگذارید.
درود بر شرفشون