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BIOGRAFIAS DE GRANDES CIENTISTAS
Kepler Johann. Biografia de um cientista
Diretório / Biografias de grandes cientistas
Pouco depois da morte Copérnico com base em seu sistema do mundo, os astrônomos compilaram tabelas de movimentos planetários. Essas tabelas estavam em melhor acordo com as observações do que as tabelas anteriores compiladas de acordo com Ptolomeu. Mas depois de algum tempo, os astrônomos descobriram uma discrepância entre essas tabelas e os dados observacionais sobre o movimento dos corpos celestes. Para os cientistas avançados, estava claro que os ensinamentos de Copérnico estavam corretos, mas era necessário investigar mais profundamente e descobrir as leis do movimento planetário. Este problema foi resolvido pelo grande cientista alemão Kepler. Johannes Kepler nasceu em 27 de dezembro de 1571 na pequena cidade de Weil der Stadt, perto de Stuttgart. Kepler nasceu em uma família pobre e, portanto, com grande dificuldade, conseguiu terminar a escola e entrar na Universidade de Tübingen em 1589. Aqui ele estudou matemática e astronomia com entusiasmo. Seu professor, o professor Mestlin, era secretamente um seguidor de Copérnico. Claro, na universidade, Mestlin ensinou astronomia de acordo com Ptolomeu, mas em casa ele apresentou ao aluno o básico do novo ensino. E logo Kepler tornou-se um defensor fervoroso e convicto da teoria copernicana. Ao contrário de Maestlin, Kepler não escondeu suas opiniões e crenças. A propaganda aberta dos ensinamentos de Copérnico logo provocou nele o ódio dos teólogos locais. Mesmo antes de se formar na universidade, em 1594, Johann foi enviado para ensinar matemática em uma escola protestante na cidade de Graz, capital da província austríaca da Estíria. Já em 1596 publica O Mistério Cosmográfico, onde, aceitando a conclusão de Copérnico sobre a posição central do Sol no sistema planetário, tenta encontrar uma ligação entre as distâncias das órbitas planetárias e os raios das esferas, em que se encontram poliedros regulares. inscritos em uma certa ordem e em torno do qual são descritos. Apesar de esta obra de Kepler ainda ser um modelo de sofisticação escolástica, quase científica, trouxe fama ao autor. O famoso astrônomo-observador dinamarquês Tycho Brahe, que era cético em relação ao esquema em si, prestou homenagem ao pensamento independente do jovem cientista, seu conhecimento de astronomia, habilidade e perseverança nos cálculos e expressou o desejo de conhecê-lo. A reunião que ocorreu mais tarde foi de excepcional importância para o desenvolvimento da astronomia. Em 1600, Brahe, que chegou a Praga, ofereceu a Johann um emprego como seu assistente para observações do céu e cálculos astronômicos. Pouco antes disso, Brahe foi forçado a deixar sua terra natal, a Dinamarca, e o observatório que lá construiu, onde realizou observações astronômicas por um quarto de século. Este observatório estava equipado com os melhores instrumentos de medição, e o próprio Brahe era um observador mais habilidoso. Quando o rei dinamarquês privou Brahe de fundos para a manutenção do observatório, ele partiu para Praga. Brahe estava muito interessado nos ensinamentos de Copérnico, mas não era um defensor. Ele apresentou sua explicação da estrutura do mundo; ele reconhecia os planetas como satélites do Sol, e considerava o Sol, a Lua e as estrelas como corpos girando em torno da Terra, atrás dos quais, assim, a posição do centro de todo o Universo era preservada. Brahe não trabalhou com Kepler por muito tempo: ele morreu em 1601. Após sua morte, Kepler começou a estudar os materiais restantes com dados de observações astronômicas de longo prazo. Trabalhando neles, especialmente em materiais sobre o movimento de Marte, Kepler fez uma descoberta notável: ele derivou as leis do movimento planetário, que se tornaram a base da astronomia teórica. Os filósofos da Grécia antiga pensavam que o círculo era a forma geométrica mais perfeita. E se assim for, então os planetas também devem fazer suas revoluções apenas em círculos regulares (círculos) Kepler chegou à conclusão de que a opinião que havia sido estabelecida desde a antiguidade sobre a forma circular das órbitas planetárias estava incorreta. Por cálculos, ele provou que os planetas não se movem em círculos, mas em elipses - curvas fechadas, cuja forma é um pouco diferente de um círculo. Ao resolver esse problema, Kepler teve que enfrentar um caso que, em geral, não poderia ser resolvido pelos métodos da matemática das constantes. O assunto foi reduzido ao cálculo da área do setor do círculo excêntrico. Se esse problema for traduzido para a linguagem matemática moderna, chegaremos a uma integral elíptica. Kepler, é claro, não poderia dar uma solução para o problema em quadraturas, mas ele não recuou diante das dificuldades que surgiram e resolveu o problema somando um número infinitamente grande de infinitesimais "atualizados". Essa abordagem para resolver um problema prático importante e complexo representou nos tempos modernos o primeiro passo na pré-história da análise matemática. A primeira lei de Kepler sugere que o sol não está no centro da elipse, mas em um ponto especial chamado foco. Disto segue-se que a distância do planeta ao Sol nem sempre é a mesma. Kepler descobriu que a velocidade com que um planeta se move ao redor do Sol também não é sempre a mesma: se aproximando do Sol, o planeta se move mais rápido e se afastando dele, mais devagar. Esta característica no movimento dos planetas constitui a segunda lei de Kepler. Ao mesmo tempo, Kepler desenvolve um aparato matemático fundamentalmente novo, dando um passo importante no desenvolvimento da matemática das variáveis. Ambas as leis de Kepler tornaram-se propriedade da ciência desde 1609, quando sua famosa "Nova Astronomia" foi publicada - uma apresentação dos fundamentos da nova mecânica celeste. No entanto, o lançamento desta obra notável não atraiu imediatamente a devida atenção: mesmo o grande Galileu, aparentemente, não aceitou as leis de Kepler até o final de seus dias. As necessidades da astronomia estimularam o desenvolvimento das ferramentas computacionais da matemática e sua popularização. Em 1615, Kepler publicou um livro relativamente pequeno, mas muito amplo - "The New Stereometry of Wine Barrels", no qual continuou a desenvolver seus métodos de integração e os aplicou para encontrar os volumes de mais de 90 sólidos de revolução, às vezes bastante complexos . No mesmo lugar, ele também considerou problemas extremos, o que levou a outro ramo da matemática dos infinitesimais - cálculo diferencial. A necessidade de aprimorar os meios de cálculos astronômicos, a compilação de tabelas de movimentos planetários com base no sistema copernicano atraiu Kepler para questões da teoria e prática dos logaritmos. Inspirado pelo trabalho de Napier, Kepler construiu independentemente a teoria dos logaritmos em uma base puramente aritmética e, com sua ajuda, compilou tabelas logarítmicas próximas às de Napier, mas mais precisas, publicadas pela primeira vez em 1624 e republicadas até 1700. Kepler foi o primeiro a usar cálculos logarítmicos em astronomia. Ele foi capaz de completar as "Tabelas Rudolphin" dos movimentos planetários apenas graças a um novo meio de cálculo. O interesse demonstrado pelo cientista pelas curvas de segunda ordem e pelos problemas da óptica astronômica levou-o a desenvolver um princípio geral de continuidade - uma espécie de técnica heurística que permite encontrar as propriedades de um objeto a partir das propriedades de outro, se o primeiro é obtido passando ao limite do segundo. No livro "Adições a Vitélio, ou a Parte Óptica da Astronomia" (1604), Kepler, estudando seções cônicas, interpreta a parábola como uma hipérbole ou uma elipse com um foco infinitamente distante - este é o primeiro caso na história da matemática aplicação do princípio geral da continuidade. Com a introdução do conceito de ponto no infinito, Kepler deu um passo importante para a criação de outro ramo da matemática - a geometria projetiva. Toda a vida de Kepler foi dedicada a uma luta aberta pelos ensinamentos de Copérnico. Em 1617-1621, no auge da Guerra dos Trinta Anos, quando o livro de Copérnico já estava na "Lista de Livros Proibidos" do Vaticano e o próprio cientista passava por um período particularmente difícil em sua vida, ele publica " Ensaios sobre a astronomia copernicana" em três edições, totalizando cerca de 1000 páginas. O título do livro reflete de forma imprecisa seu conteúdo - o Sol toma o lugar indicado por Copérnico, e os planetas, a Lua e os satélites de Júpiter descobertos por Galileu pouco antes disso circulam de acordo com as leis descobertas por Kepler. Foi de fato o primeiro livro da nova astronomia, e foi publicado durante uma luta particularmente feroz da igreja com a doutrina revolucionária, quando o professor de Kepler, Mestlin, um copernicano por convicção, publicou um livro sobre a astronomia de Ptolomeu! Nos mesmos anos, Kepler também publicou "Harmony of the World", onde formula a terceira lei dos movimentos planetários. O cientista estabeleceu uma relação estrita entre o tempo de revolução dos planetas e sua distância do Sol. Descobriu-se que os quadrados dos períodos de revolução de quaisquer dois planetas estão relacionados entre si como os cubos de suas distâncias médias do Sol. Esta é a terceira lei de Kepler. Por muitos anos ele vem trabalhando na compilação de novas tabelas planetárias, publicadas em 1627 sob o título "Tabelas Rudolphin", que por muitos anos foram o livro de referência dos astrônomos. Kepler também tem resultados importantes em outras ciências, em particular na óptica. O esquema óptico do refrator desenvolvido por ele já em 1640 tornou-se o principal em observações astronômicas. O trabalho de Kepler na criação da mecânica celeste desempenhou um papel importante na aprovação e desenvolvimento dos ensinamentos de Copérnico. Ele preparou o terreno para mais pesquisas, em particular para a descoberta de Newton da lei da gravitação universal. As leis de Kepler ainda mantêm seu significado: tendo aprendido a levar em conta a interação dos corpos celestes, os cientistas as usam não apenas para calcular os movimentos dos corpos celestes naturais, mas, mais importante, também dos artificiais, como as naves espaciais, que nossa geração é testemunhando o surgimento e aperfeiçoamento de. A descoberta das leis da circulação planetária exigiu muitos anos de trabalho árduo e árduo do cientista. Kepler, que sofreu perseguição tanto dos governantes católicos a quem serviu, quanto de companheiros crentes-luteranos, cujos dogmas ele não podia aceitar todos, tem que se mexer muito. Praga, Linz, Ulm, Sagan - uma lista incompleta de cidades em que trabalhou. Kepler estava envolvido não apenas no estudo da circulação dos planetas, ele também estava interessado em outras questões da astronomia. Os cometas atraíram especialmente sua atenção. Percebendo que as caudas dos cometas sempre apontam para longe do Sol, Kepler conjecturou que as caudas são formadas sob a ação dos raios do sol. Naquela época, ainda não se sabia nada sobre a natureza da radiação solar e a estrutura dos cometas. Foi apenas na segunda metade do século XNUMX e no século XNUMX que se estabeleceu que a formação de caudas de cometas está realmente ligada à radiação do Sol. O cientista morreu durante uma viagem a Regensburg em 15 de novembro de 1630, quando tentou em vão receber pelo menos parte do salário que o tesouro imperial lhe devia por muitos anos. Ele tem um grande mérito no desenvolvimento de nosso conhecimento do sistema solar. Os cientistas das gerações subsequentes, que apreciaram o significado das obras de Kepler, o chamaram de "o legislador do céu", pois foi ele quem descobriu as leis pelas quais ocorre o movimento dos corpos celestes no sistema solar. Autor: Samin D. K.
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