Ny astronomi ( lat. Astronomia Nova ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΤΟΣ seu physica coelestis, tradita commentariis de motibus stellae Martis ex observationibus GV Tychonis Brahe [1] - Ny astronomi, kausalt baserad i planetens fysiska rörelse, eller den himmelska rörelsens kommentar, enligt planetens rörelse. till observationer av den ädlaste maken Tycho Brahe ) är en bok av astronomen Johannes Kepler , publicerad 1609, en av de största böckerna i astronomins historia [2] . Boken är resultatet av 10 års arbete av I. Kepler, innehåller den första publikationen av Keplerska lagar för planetarisk rörelse .
Boken "New Astronomy" skapades av Kepler i den mest fruktbara Pragperioden av forskarens liv och arbete (1600-1610) och korrigerar avsevärt den modell av världen som beskrivs i hans första verk " Mysterium Cosmographicum " 1596. Efter publiceringen av Mysterium Cosmographicum skickade Kepler den till många kända astronomer i Europa för granskning, inklusive den danske astronomen Tycho Brahe . Tycho Brahe fann Keplers tillvägagångssätt ganska intressant, men kräver verifiering , vilket endast kan utföras på grundval av Brahes observationer som gjorts under de senaste 30 åren. Kepler vände sig till T. Brahe i början av 1600 med en begäran om att förse honom med dessa observationsdata, men Brahe försåg honom endast med observationsdata från Mars [3] .
Efter Tycho Brahes död 1601 blev Kepler hans efterträdare, även om han samtidigt fick leda många års processer med arvingarna till Tycho Brahe, som försökte ta ifrån honom bl.a. astronomiska observationer av den avlidne [4] . Noggrannheten i Tycho Brahes observationer var mycket högre än den hos alla hans föregångare, tack vare vilken Kepler fick det rikaste materialet för analys [5] . Efter ett antal års analys kom Kepler till slutsatsen om olagligheten i det geo-heliocentriska systemet i världen , som delades av T. Brahe och som var en slags kompromiss mellan Ptolemaios geocentriska system och det heliocentriska systemet. av Copernicus. Denna teori var välkänd och var under flera decennier den främsta konkurrenten till det kopernikanska systemet i världen [6] .
Efter noggrann analys av observationer av Mars omloppsbana, kom Kepler till slutsatsen att det inte är en cirkel, utan en ellips , i ett av vars fokus är solen - en position som idag kallas Keplers första lag . Således tvingades Kepler att överge en av idéerna från Mysterium Cosmographicum , enligt vilken planeternas banor har en regelbunden sfärisk form.
Ytterligare analys ledde till upptäckten av den andra lagen : radievektorn som förbinder planeten och solen beskriver lika stora ytor på samma tid. Detta innebar att ju längre en planet är från solen, desto långsammare rör sig den. I boken "New Astronomy" tillskrev Kepler för försiktighetens skull driften av dessa lagar endast till Mars [7] .
Den första upplagan av boken, tryckt i Heidelberg 1609, innehåller 337 sidor fördelade på 70 kapitel [8] .
Inledningen beskriver de fyra steg som Kepler tog i sin utforskning av planetbanor [9] . Det första steget är hans påstående att solen själv, och inte någon imaginär punkt nära solen (som i det kopernikanska systemet ), är den punkt där centra för planeternas banor finns. Det andra steget är påståendet att solen är drivkraften för planeterna. Flytten innehåller också Keplers invändningar mot argument om att placera solen i universums centrum, inklusive de som baseras på Skriften . Kepler hävdar att man inte ska tolka Skriften bokstavligt, utan tolka den andligt. Det tredje steget är Keplers påstående att solen är källan till alla planeters rörelse, baserat på T. Brahes observationer av kometernas rörelse , och att planeterna inte roterar i cirkulära banor. Det fjärde steget är att beskriva planeternas banor inte som cirklar utan som ellipser.
Kepler visar att de Tychonian , Ptolemaic och Copernican system är omöjliga att särskilja på basis av enbart observationer. Alla tre modellerna förutsäger samma positioner för planeterna på kort sikt, men kan inte förutsäga planeternas framtida positioner i längre perioder. Kepler presenterar här sitt berömda diagram över Mars rörelse i förhållande till jorden om jorden förblev orörlig i mitten av sin bana. Diagrammet visar att Mars omloppsbana i detta fall aldrig kommer att följa samma väg.
Kepler diskuterar sitt enorma arbete genom hela boken. I synnerhet i det 16:e kapitlet skriver han och riktar sig till läsaren:
Om du är uttråkad av att läsa om denna utmattande beräkningsmetod, tyck synd om mig, eftersom jag var tvungen att upprepa den minst sjuttio gånger och slösa bort enormt mycket tid.
- [10].
Kepler ifrågasätter antagandet att planeterna rör sig runt mitten av sin bana med samma hastighet. Tanken att planeter rör sig med hastigheter som varierar med planetens avstånd från solen var revolutionerande och låg till grund för Keplers andra lag (som han härledde tidigare än den första). I sina beräkningar, som ledde Kepler till slutsatsen av den andra lagen, gjorde han några misstag, som "mirakulöst" kompenserade för varandra [10] .
I kapitel 33 konstaterar Kepler att solen är en sorts "motor" som förflyttar planeterna. Enligt Kepler avger solen någon form av fysisk emanation, liknande ljuset som "skjuter" planeterna. Kepler antar också att varje planet har en andra kraft som drar den mot solen, och därmed skyddar planeten från att dra sig tillbaka i rymden.
Slutligen försöker Kepler hitta den sanna formen av planetbanorna och definierar den som en ellips . I sitt första försök att bestämma Mars omloppsbana i form av en ellips hade Kepler bara 8 minuter fel , men detta räckte för att skapa ett nytt system för planetrörelse. Kepler gick igenom flera möjliga banformer, inklusive formen av ett ägg, och slog sig till slut på en ellips:
Jag lade [den ursprungliga ekvationen] åt sidan och gick tillbaka till ellipsen, och trodde att det var en annan hypotes, samtidigt, som jag ska bevisa i nästa kapitel, var det samma hypotes ... Åh, vilken dumhet brud jag var!
— [11]The New Astronomy innehåller en beskrivning av de två första av de tre principerna som idag är kända som lagarna för planetarisk rörelse :
Kepler upptäckte sin andra lag före den första. Beskrivningen av den andra lagen presenteras i boken i två olika former. Sålunda, i kapitel 32, hävdar Kepler att en planets hastighet varierar med planetens avstånd från solen, och därför kunde han mäta förändringar i planetens position genom att lägga till alla avstånd eller genom att uppskatta arean av omloppsbågen. Detta är den så kallade "avståndslagen". I kapitel 59 konstaterar Kepler att radievektorn som förbinder solen och planeten beskriver lika arealer med lika tidsintervall, den så kallade "arealagen".
Keplers "arealag" gjorde det dock inte lättare att beräkna planeternas positioner. Kepler kunde dela omloppsbanan i ett godtyckligt antal delar, beräkna planetens position för var och en av dem och sedan sammanfatta den i en enda tabell, men han kunde inte bestämma planetens position i varje ögonblick, eftersom hastigheten på planeten förändras alltid. Denna paradox, kallad " Keplers problem ", ledde till vidareutvecklingen av matematisk analys .
Kepler upptäckte sin tredje lag bara tio år efter publiceringen av "New Astronomy" och publicerades i verket av 1619 Harmonices Mundi ("Harmony of the World").
| Johannes Kepler | ||
|---|---|---|
| Vetenskapliga landvinningar | ||
| Publikationer |
| |
| En familj |
| |