Astronomie nouă ( lat. Astronomia Nova ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΤΟΣ seu physica coelestis, tradita commentariis de motibus stellae Martis ex observationibus GV Tychonis Brahe [1] - Noua astronomie, bazată pe cauzalitate, sau fizica cerească, stabilită în comentariul planetei Marte în conformitate cu mișcarea lui Marte. după observațiile celui mai nobil soț Tycho Brahe ) este o carte a astronomului Johannes Kepler , publicată în 1609, una dintre cele mai mari cărți din istoria astronomiei [2] . Cartea este rezultatul a 10 ani de muncă a lui I. Kepler, conține prima publicație a legilor kepleriene ale mișcării planetare .
Cartea „Noua astronomie” a fost creată de Kepler în cea mai fructuoasă perioadă din Praga, a vieții și lucrării omului de știință (1600-1610) și corectează semnificativ modelul lumii descris în prima sa lucrare „ Mysterium Cosmographicum ” în 1596. După publicarea Mysterium Cosmographicum , Kepler l-a trimis multor astronomi celebri din Europa pentru revizuire, inclusiv astronomului danez Tycho Brahe . Tycho Brahe a găsit abordarea lui Kepler destul de interesantă, dar care necesită o verificare , care poate fi efectuată doar pe baza observațiilor lui Brahe făcute în ultimii 30 de ani. Kepler s-a adresat lui T. Brahe la începutul anului 1600 cu o cerere de a-i furniza aceste date de observație, dar Brahe i-a oferit doar datele de observație ale lui Marte [3] .
După moartea lui Tycho Brahe în 1601, Kepler a devenit succesorul său, deși în același timp a trebuit să conducă mulți ani de litigii cu moștenitorii lui Tycho Brahe, care au încercat să-i ia, printre altele, rezultatele observații astronomice ale decedatului [4] . Precizia observațiilor lui Tycho Brahe a fost mult mai mare decât cea a tuturor predecesorilor săi, datorită cărora Kepler a primit cel mai bogat material pentru analiză [5] . După câțiva ani de analiză, Kepler a ajuns la concluzia despre ilegalitatea sistemului geo-heliocentric al lumii , care era împărtășită de T. Brahe și care era un fel de compromis între sistemul geocentric al lui Ptolemeu și sistemul heliocentric. lui Copernic. Această teorie era binecunoscută și timp de câteva decenii a fost principalul concurent al sistemului copernican al lumii [6] .
După o analiză atentă a observațiilor asupra orbitei lui Marte, Kepler a ajuns la concluzia că nu este un cerc, ci o elipsă , în unul dintre focusurile căreia se află Soarele - o poziție cunoscută astăzi ca prima lege a lui Kepler . Astfel, Kepler a fost nevoit să abandoneze una dintre ideile lui Mysterium Cosmographicum , conform căreia orbitele planetelor au o formă sferică regulată .
O analiză ulterioară a dus la descoperirea celei de-a doua legi : vectorul rază care leagă planeta și Soarele descrie zone egale în timp egal. Aceasta însemna că, cu cât o planetă este mai departe de Soare, cu atât se mișcă mai încet. În cartea „New Astronomy”, Kepler, de dragul prudenței, a atribuit funcționarea acestor legi doar lui Marte [7] .
Prima ediție a cărții, tipărită la Heidelberg în 1609, conține 337 de pagini împărțite în 70 de capitole [8] .
Introducerea descrie cei patru pași făcuți de Kepler în explorarea sa a orbitelor planetare [9] . Primul pas este afirmația sa că Soarele însuși, și nu un punct imaginar din apropierea Soarelui (ca în sistemul copernican ), este punctul în care se află centrele orbitelor planetelor. Al doilea pas este afirmația că Soarele este forța motrice pentru planete. Mișcarea conține, de asemenea, obiecțiile lui Kepler la argumentele privind plasarea Soarelui în centrul universului, inclusiv cele bazate pe Scriptură . Kepler susține că nu trebuie să interpretăm Scriptura literal, ci să o interpretăm spiritual. Al treilea pas este afirmația lui Kepler că Soarele este sursa mișcării tuturor planetelor, bazată pe observațiile lui T. Brahe despre mișcarea cometelor , iar planetele nu se rotesc pe orbite circulare. Al patrulea pas este de a descrie orbitele planetelor nu ca cercuri, ci ca elipse.
Kepler arată că sistemele Tychonian , Ptolemaic și Copernican nu se pot distinge numai pe baza observațiilor. Toate cele trei modele prezic aceleași poziții ale planetelor pe termen scurt, dar nu sunt capabile să prezică pozițiile viitoare ale planetelor în perioade mai îndepărtate. Kepler prezintă aici celebra sa diagramă a mișcării lui Marte în raport cu Pământul dacă Pământul rămânea nemișcat în centrul orbitei sale. Diagrama arată că orbita lui Marte în acest caz nu va urma niciodată aceeași cale.
Kepler discută despre munca sa enormă de-a lungul cărții. În special, în capitolul 16, el scrie, adresându-se cititorului:
Dacă te-ai plictisit să citești despre această metodă obositoare de calcul, ai milă de mine, căci a trebuit să o repet de cel puțin șaptezeci de ori, pierzând o cantitate enormă de timp.
- [10].
Kepler pune sub semnul întrebării presupunerea că planetele se mișcă în jurul centrului orbitei lor cu aceeași viteză. Ideea că planetele se mișcă cu viteze care variază în funcție de distanța planetei față de Soare a fost revoluționară și a stat la baza celei de-a doua legi a lui Kepler (pe care a derivat-o mai devreme decât prima). În calculele sale, care l-au condus pe Kepler la încheierea celei de-a doua legi, a făcut unele greșeli, care s-au compensat „în mod miraculos” unul pe altul [10] .
În capitolul 33, Kepler afirmă că Soarele este un fel de „motor” care mișcă planetele. Potrivit lui Kepler, Soarele emite un fel de emanație fizică, asemănătoare cu lumina care „împinge” planetele. Kepler presupune, de asemenea, că fiecare planetă are o a doua forță care o trage spre soare și, în consecință, protejează planeta de retragerea în spațiu.
În cele din urmă, Kepler încearcă să găsească adevărata formă a traiectoriilor planetare și o definește ca o elipsă . În prima sa încercare de a determina orbita lui Marte sub forma unei elipse, Kepler a greșit doar 8 minute , dar acest lucru a fost suficient pentru a crea un nou sistem de mișcare planetară. Kepler a trecut prin mai multe forme posibile de orbită, inclusiv forma unui ou, și în cele din urmă s-a așezat pe o elipsă:
Am lăsat [ecuația inițială] deoparte și m-am întors la elipsă, crezând că este o altă ipoteză, în același timp, așa cum voi demonstra în capitolul următor, era aceeași ipoteză... Oh, ce prost pui am fost!
— [11]Noua Astronomie conține o descriere a primelor două dintre cele trei principii cunoscute astăzi ca legile mișcării planetare :
Kepler și-a descoperit a doua lege înaintea primei. Descrierea celei de-a doua legi este prezentată în carte în două forme diferite. Astfel, în capitolul 32, Kepler susține că viteza unei planete variază în funcție de distanța planetei față de Soare și, prin urmare, ar putea măsura schimbările în poziția planetei adunând toate distanțele sau estimând aria lui arcul orbitei. Aceasta este așa-numita „lege a distanței”. În capitolul 59, Kepler afirmă că vectorul rază care leagă soarele și planeta descrie zone egale în intervale egale de timp, așa-numita „lege a zonei”.
Cu toate acestea, „legea zonei” a lui Kepler nu a facilitat calculul pozițiilor planetelor. Kepler putea să împartă orbita într-un număr arbitrar de părți, să calculeze poziția planetei pentru fiecare dintre ele și apoi să o rezuma într-un singur tabel, dar nu a putut determina poziția planetei în fiecare moment, deoarece viteza de planeta se schimbă mereu. Acest paradox, numit „ problema lui Kepler ”, a condus la dezvoltarea în continuare a analizei matematice .
Kepler și-a descoperit a treia lege la numai zece ani după publicarea „Noua Astronomie” și publicată în lucrarea din 1619 Harmonices Mundi („Armonia lumii”).
| Johannes Kepler | ||
|---|---|---|
| Realizări științifice | ||
| Publicații |
| |
| O familie |
| |