Johannes Kepler

Johannes Kepler bol astronóm nemeckého pôvodu, ktorý zistil, že planéty obiehajú okolo Slnka po obežných dráhach v tvare elíps, a že Slnko je hlavnou silou, ktorá určuje tvar týchto obežných dráh . Kepler tak prelomil storočné názory a tradície. Jeho tri zákony o pohybu planét, známe ako Keplerove zákony, mali hlboký a základný vplyv na nasledujúce generácie astronómov a zostávajú dodnes základom pre pochopenie slneční sústavy. Bol jedným z najvýznamnejších obhajcov Kopernikovej heliocentrickej teórie slnečnej sústavy.

Johannes Kepler, objaviteľ zákonov pohybov planét sa narodil v roku 1571 vo Weil der Stadt na juhovýchode Nemecka. Jeho otec bol vojak - žoldnier a zomrel, keď bol Johannes äťročný. Matka bola dcérou hostinského. Johannes bol ich prvorodené dieťa.

Od roku 1574 do roku 1576 žil Johannes so svojimi starými rodičmi. V roku 1577 pozoruje na oblohe výraznú kométu a to v ňom prebúdza záujem o astronómiu. Najprv navštevoval latinskú školu, od roku 1584 protestanský seminár v Adelbergu a v roku 1589 začal študovať na Protestantskej univerzite v Tübingene. Študoval tu filozofiu, matematiku a astronómiu s úmyslom stáť sa kňazom luteránskej cirkvi. Keplerov učiteľ matematických vied bol Michal Maestlin, ktorý bol jedným z prvých astronómov hlásiacim sa ku Kopernikovmu heliocentrickému modelu, hoci svojich študentov učil len o Ptolemaiovom geocentrickom systéme. Len vo výberových seminároch učil nadšených študentov, medzi nimi aj Keplera, o technických detailoch Kopernikovho systému. Ako Kepler neskôr priznal, stal sa Kopernikovcom z "fyzikálnych alebo ak chcete z metafyzikálnych dôvodov." V roku 1588 získal nižšiu akademickú hodnosť bakalára a tri roky nato, v roku 1591, vyššiu hodnosť majstra slobodných umení.

V roku 1594 opúšťa myšlienku stať sa kňazom a nastupuje ako učiteľ matematiky a astronómie v rakúskom Štajerskom Hradci. Vo voľnom čase sa sám vzdelával v oblasti astronómie a astrológie. V roku 1597 sa Kepler oženil s Barbarou Müllerovou.Ešte predtým, v roku 1596 píše svoju prvú vedeckú prácu, knihu o astronomií, Mysterium cosmographicum - záhady vesmíru. Aj keď sa teória, ktorú v tejto knihe predložil, neskôr ukázala ako úplne nesprávná, jasne ukázala jeho matematické schopnosti a originalitu myšlienok.Nájdeme tu jeho predpoklad, že vzdialenosti všetkých šiestich známych planét od Slnka môžu byť porovnávané s piatimi pravidelnými geometrickými telesami (štvorsten, kocka, osemsten, dvanásťsten a dvadsaťsten).

Kepler zotrval v Grazi do roku 1600, keď všetci protestanti bolo v rámci reformy nútení prestúpiť na katolícku vieru alebo museli odísť.
Keplerov matematický talent predvedený v jeho knihe však nezostal nepovšimnutý,v tom istom roku ho Tycho de Brahe pozval do Prahy, aby sa stal jeho asistentom a vypočítal nové orbity podľa Tychových pozorovaní.

V roku 1601 Brahe umiera a Kepler po ňom prebral jeho funkciu dvorného matematika cisára Svätej rímskej ríše, Rudolfa II. Po Tychovi zdedil Kepler obsiahle záznamy pozorovaní známých planét, zvlášť Marsu, ktoré Tycho robil mnoho rokov. Tieto záznamy mali pre tú dobu neoceniteľnú hodnotu a Kepler veril, že mu dôkladny matematický rozbor Tychových záznamov umožní nezvratne určiť, ktorá teória pohybu planét je správná, či Kopernikova heliocentrická, Ptolemaiova geocentrická, alebo tretia teória, podaná Tychom. Kepler sa tak na mnoho rokov ponoril do úmorných výpočtov a do intenzívneho štúdia všetkých troch teorií. Kepler na svoje zdesenie prišiel na to, že ani Kopernikova ani Ptolemaiova teória nie je úplne správna. Preto se Kepler zameral na teóriu Brahovu. Po dlhom bádaní a overovaní objavil, že Mars neobieha, ako si väčšina vtedajšich astronómov myslela, po kruhovej dráhe, ale že Mars, a tým pádom najskôr väčšina planét, obieha po dráhe eliptickej a že Slnko je umiestnené v jednom z ich ohnísk.

V októbri roku 1604 pozoruje supernovu, ktorá je od tej doby známa ako Keplerova nova.
Po objavení základného princípu sa ešte mnoho mesiacov zaoberal zložitými a zdĺhavými výpočtami, aby sa presvedčil, či jeho teória odpovedá Tychovým pozorovaniam. Až v r. 1609 vydáva svoje prvé dva zákony v diele Astronomia nova (Nová astronómia). Okrem tejto knihy počas svojho pôsobenia v Prahe publikoval ešte diela Astronomia pars Optica, kde sa zaoberal refrakciou atmosféry, brúsením šošoviek a tiež podal moderné vysvetlenie práce oka a v roku 1606 De Stella Nova, informácie o novej hviezde objavenej v roku 1604.

Kým ostatní astronómovia sa v štúdiu venovali starým problémom v kinamatike, Kepler sa pozeral už aj na dynamický prístup, uviedol fyziku na nebo.

V roku 1610 sa Kepler dozvedel o Galileiho objavoch s lupou. Rýchlo mu napísal podporný list, ktorý publikoval ako Dissertatio cum Nuncio Siderio a o rok neskôr, keď sa dostal k vhodnému teleskopu, publikoval svoje pozorovania Jupiterových mesiacov pod názvom Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus. Tieto traktáty boli mohutne podporované Galileom, ktorého objavy mnohí odsudzovali. Obidva Keplerove traktáty boli opäť vytlačené vo Florencii.

V roku 1611 publikuje Dioptrice, spis venovaný optike a návrhu ďalekohľadov. Jeho návrh, ako skonštruovať ďalekohľad sa stal v astronómii štandardom.
Po smrti cisára Rudolfa II (1612) Kepler odchádza do Linzu a stáva sa vrchným matematikom Horných Rakúz. Jeho žena a dvaja synovia umierajú. Znova sa žení, ale prenasledujú ho osobné a finančné problémy. Zomierajú mu dve malé dcéry.
V Linzi Kepler publikoval prvú prácu o chronológii a o roku Ježišovho narodenia. Bola v nemčine a viac podrobne bola publikovaná v roku 1614 po latinsky:De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam in Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit. V tomto roku Kepler ukázal, že kresťanský kalendár sa mýli o päť rokov a že Ježiš sa narodil v roku 4 pred n.l., záver, ktorý sa dnes všeobecne uznáva.

V rokoch 1615 - 1616 bol v Keplerovom rodisku hon na bosorky a jeho vlastné mama bola označená za bosorku. Až v roku 1620 bola zbavená obžaloby - obhajobu viedol jej syn Johannes.

V roku 1617 vychádzajú prvé tri knihy Keplerovho sedemzväzkového diela Epitome astronomiae Copernicanae (Súhrn Kopernikovskej astronómie). Je to systematický, veľmi vplyvný pohľad na heliocentrický model. Stalo sa jedným z najrozšírenejších a najuznávanejších vedeckých pojednávaní o astronomií Evropy, ktorá značnou mierou prispela k výrobe prvých teleskopových šošoviek. Táto práca obsahovala výklady objavov Novy.Ďalšie zväzky vychádzajú v rokoch 1620 – 1621.
Medzitým v roku 1619 vydal ešte dielo Harmonicae Mundi, v ktorom odvodil heliocentrické vzdialenosti planét a ich periód vychadzajúc z hudobnej harmónie. V tomto diele taktiež našiel svoj tretí zákon o pomere obežných dôb planét a polomeroch obežných dráh.

V roku 1618 začala Tridsaťročná vojna, ktorá sužovala celú nemeckú a rakúsku oblasť. V období Protireformácie sa pozícia Keplera prudko zhoršila. Avšak keďže Kepler bol členom oficiálneho dvora v Linzi, bol ochránený zbavenia funkcie, ale napriek tomu trpel prenasledovaním.

Počas tlače Keplerových Tabulae Rudolphinae (Rudolfínske tabuľky) založenými na presných pozorovaniach Tycha de Braha vypukla sedliacka vzbura. Linz bol obsadený, tlačiareň zhorela s väčšinou výtlačkov. Vojaci sa usadili v Keplerovom dome. On a jeho rodina preto v roku 1626 opustili Linz. Tabulae Rudolphinae boli vydané v roku 1627 v Ulme. Je to vlastne katalóg 1 005 hviezd. Obsahuje efemeridy (tabuľky predpovedaných polôh) planét podľa Keplerových nových zákonov.

Kepler nemal ani svoje miesto ani svoj plat. Snažil sa získať priazeň mnohých dvorov. Vrátil sa do Prahy a snažil sa získať svoj plat zarobený počas jeho funkcie Ríšskeho matematika.V roku 1628 sa stal súkromným matematikom Albrechta z Valdštajnu, vojvodu Frýdnlatského a veliteľa cisárskej armády Ferdinanda II. Zomrel 15. novembra 1630 v dôsledku horúčky v bavorskom Regensburgu. Popri dielach spomenutých vyššie, Kepler publikoval množstvo menších diel na rôzne témy.Rok po jeho smrti vychádza jeho sci-fi príbeh Solemnium, ktorý napísal o 20 rokov skôr. Popisuje sen o ceste na Mesiac.

Vzhľadom k významu Keplerových výsledkov je prekvapujúce, že ich spočiatku takpovediac nikto nebral na vedomie, dokonca ani taký velký vedec ako Keplerov priateľ Galileo. Ale Keplerovi nevadilo, že jeho výsledky iní vedci nebrali na vedomie a veril, že v budúcnosti vedecký svet úplne docení Keplerove objavy. A naozaj, v priebehu pár desiatok rokov, začal byť význam Keplerovho diela vedeckému svetu zrejmý. Keplerov osobný príspevok k rozvoji astronómie sa skoro dá prirovnať ku Kopernikovmu. V istom smere boli Keplerove výsledky ešte impozantnejšie. Jeho dielo je totiž úplne originálne a Kepler sa vyrovnal s náročnými matematickými výpočtami, a to bez akýchkoľvek technických pomôcok, ktoré by jeho prácu uľahčili.
Keplerove zákony podávajú v podstate úplný a správný popis pohybu planét okolo Slnka, a tým vyriešili jeden zo základných problémov astronómie, ktorého rozlúštenie unikalo aj takým géniom, ako boli Kopernik a Galileo Galilei. Kepler síce nevysvetlil, prečo sa planéty pohybujú po obežných dráhach tak, ako sa pohybujú, ale tento problém vyriešil o pár desaťročí neskôr Isaac Newton, pričom Keplerovy zákony boly dôležitým podkladom pre Newtonove hypotézy.