"Kepler qonunlari" - bu ibora astronomiyani yaxshi ko'radigan har bir kishiga tanish. Bu odam kim? U qanday ob'ektiv voqelikning bog'liqligi va o'zaro bog'liqligini tasvirlagan? Astronom, matematik, ilohiyotchi, faylasuf, o'z davrining eng aqlli odami Iogannes Kepler (1571-1630) Quyosh tizimidagi sayyoralar harakati qonunlarini kashf etdi.
Sayohatning boshlanishi
Vayl der Shtadtda (Germaniya) tug'ilgan Yoxannes Kepler bu dunyoga 1571 yilning dekabrida kelgan. Zaif, zaif ko'rish bilan bola bu hayotda g'alaba qozonish uchun hamma narsani engdi. Bolaning o'qishi oilasi ko'chib kelgan Leonbergda boshlangan. Keyinchalik u til asoslarini oʻrganish uchun ilgʻor institutga, lotin maktabiga koʻchib oʻtdi va kelgusi nashrlarda undan foydalanishni niyat qildi.
1589 yilda Adelburg shahridagi Maulbronn monastirida maktabni tugatgan. 1591 yilda u Tyubingendagi universitetga o'qishga kirdi. Lyuteranizmning kirib kelishidan keyin gersoglar tomonidan samarali ta'lim tizimi yaratilgan. Kambag'allar uchun grantlar va stipendiyalar yordamida rasmiylar bunga harakat qilishdidiniy qarama-qarshiliklar davrida yangi e'tiqodni himoya qilishga qodir bo'lgan yaxshi ma'lumotli ulamolar sifatida tayyorlanishi mumkin bo'lgan abituriyentlar bilan universitetlarni ta'minlash.
O'quv muassasasida bo'lgan vaqtida Kepler astronomiya professori Maykl Möstlin ta'siriga tushdi. Ikkinchisi Kopernikning geliotsentrik (markazda Quyosh) olam g'oyasi haqidagi fikrlarini yashirincha baham ko'rdi, garchi u talabalarga "Ptolemeyga ko'ra" (markazda Yer) o'rgatgan. Polsha olimining g'oyalarini chuqur bilish Keplerda astronomiyaga katta qiziqish uyg'otdi. Shunday qilib, Kopernik nazariyasining yana bir tarafdori bor edi, u sayyoralarning Quyosh atrofidagi harakat qonunlarini shaxsan tushunishga intildi.
Quyosh tizimi san'at asari
G'alati, keyinchalik sayyoralar harakati qonunlarini kashf etgan kishi o'zini kasbi bo'yicha astronom deb hisoblamagan. Kepler butun umri davomida quyosh tizimi mistik hodisalar bilan to'lib-toshgan san'at asari ekanligiga ishongan va u ruhoniy bo'lishni orzu qilgan. Astronom Kopernik nazariyasiga bo'lgan qiziqishini o'z tadqiqotidan xulosa chiqarishdan oldin turli fikrlarni o'rganishi kerakligi bilan izohlagan.
Shunga qaramay, universitet o'qituvchilari Kepler haqida ajoyib aqlli talaba sifatida gapirishdi. 1591 yilda magistrlik darajasini olgan olim ilohiyot sohasida o'qishni davom ettirdi. Ular tugatishga yaqin bo'lganida, Gratsdagi Lyuteran maktabida matematika professori vafot etgani ma'lum bo'ldi. Tyubingen universiteti ushbu lavozimga barcha sohalarda iqtidorli shaxslarni ishga olishni tavsiya qildi.bitiruvchilik munosabatlari. Demak, sayyoralar harakati qonunlari bilan xayrlashasizmi?
Xudo nomi bilan
22 yoshli Iogann istamay ruhoniy bo'lishdan voz kechdi, ammo shunga qaramay Gratsda matematika o'qituvchisi vazifasini bajardi. O'z sinfida ma'ruza o'qiyotganda, boshlang'ich o'qituvchi doskada konsentrik doiralar va uchburchaklar ishtirokidagi ba'zi geometrik figuralarni tasvirlab berdi. Va to'satdan uning boshida bunday raqamlar uchburchak teng qirrali bo'lishi sharti bilan ikki doira o'rtasidagi ma'lum bir qat'iy nisbatni aks ettiradi degan fikr paydo bo'ldi. Ikki doira orasidagi maydon nisbati qanday? Fikrlash jarayoni jadallashib bormoqda.
Bir yil oʻtgach, gʻayrioddiy ilohiyot olimi oʻzining birinchi asari “Koinot siri”ni (1596) nashr etdi. Unda u diniy e'tiqodlar bilan mustahkamlangan olam sirlari haqidagi ijodiy qarashlarini bayon qilgan.
Sayyoralar harakati qonunlarini kashf etgan kishi buni Xudo nomidan qilgan. Olamning matematik rejasini ochib, tadqiqotchi shunday xulosaga keldi: oltita sayyora sferalarga o'ralgan bo'lib, ular orasida beshta oddiy ko'pburchaklar joylashgan. Albatta, versiya bor-yo‘g‘i 6 ta samoviy jism mavjudligi haqidagi “fakt”ga asoslangan edi. Kepler Yer orbitasi atrofida mukammal dodekaedr va Mars orbitasiga tegib turgan sharni chizdi.
Mukammal koʻp yuzli
Mars mintaqasi atrofida olim Yupiter orbitasiga tutash tetraedr va sharni tasvirlagan. Yerning orbital sferasidagi ikosahedrda Venera sferasi mukammal tarzda "mos keladi". Qolganidan foydalanishmukammal polyhedra turlari, qolganlari bilan ham xuddi shunday qilingan. Ajablanarlisi shundaki, Keplerning ichki sfera modelida taqdim etilgan qo'shni sayyora orbitalarining nisbati Kopernikning hisob-kitoblariga to'g'ri keldi.
Sayyoralar harakati qonunlarini kashf etgan holda, matematik aqlga ega ruhoniy birinchi navbatda ilohiy ilhomga tayangan. Uning argumentlar uchun haqiqiy asosi yo'q edi. "Olam sirlari" risolasining ahamiyati shundaki, u Kopernik tomonidan ilgari surilgan dunyoning geliotsentrik tizimini tan olish yo'lidagi birinchi hal qiluvchi qadam edi.
Taxminlar va yuqori aniqlik
1598-yil sentabr oyida katolik hukmdorlari Gratsdagi protestantlarni, jumladan Keplerni ham shahardan haydab chiqarishga majbur boʻldilar. Ioganning qaytishiga ruxsat berilgan bo'lsa-da, vaziyat juda keskinligicha qoldi. Qo'llab-quvvatlash izlab, u imperator Rudolf II saroyida matematik va astronom bo'lgan Tycho Brahega murojaat qildi. Olim o'zining ajoyib sayyora kuzatuvlari to'plami bilan mashhur edi.
U "Olam siri" asari haqida bilar edi. Ammo 1600 yilda uning yaratuvchisi Praga shahridan tashqarida joylashgan Tycho rasadxonasiga kelganida, yuqori aniqlikdagi (o'sha paytda) tadqiqotlar bilan shug'ullangan Brahe uni o'zining hamkasbi sifatida emas, balki ma'lum bir ishning muallifi sifatida kutib oldi.. Ularning o'rtasidagi qarama-qarshilik bir yil o'tgach sodir bo'lgan Daniya munajjimning o'limiga qadar davom etdi. Raqib boshqa dunyoga ketganidan so'ng, Keplerga o'z kuzatuvlari xazinasini qo'riqlash ishonib topshirilgan. Ular tadqiqotchiga harakat qonunlarini kashf etgan shaxs bo'lishiga katta yordam berdiquyosh atrofidagi sayyoralar.
Mars yo'li
Brajning sayyoralar harakati jadvalini yaratish boʻyicha soʻnggi tadqiqoti yakunlanmagan. Barcha umidlar vorisga bog'langan edi. U imperator matematiki etib tayinlandi. Marhum hamkasbi bilan keskin munosabatlarga qaramay, Kepler astronomiya bo'yicha o'z manfaatlarini ko'zlashda erkin edi. U Marsdagi kuzatishlarini davom ettirishga va bu sayyora orbitasi haqidagi tasavvurlarini tasvirlashga qaror qildi.
Iogann amin edi: murakkab Mars yo'lini ochib, boshqa barcha "koinot sayohatchilari"ning harakat yo'llarini ochish mumkin. Ommabop e'tiqoddan farqli o'laroq, u tavsifga mos keladigan geometrik figurani tanlash uchun Brahening kuzatishlaridan foydalanmadi. Kechagi ilohiyotchi o'z sa'y-harakatlarini "havosiz fazoda yashovchi opa-singillar" harakatining fizik nazariyasini ochishga yo'n altirdi, shundan ularning orbitalarini xulosa qilish mumkin. Titanik tadqiqotdan so'ng sayyoralar harakatining uchta qonuni paydo bo'ldi.
Birinchi qonun
I. Sayyoralarning orbitalari ellips bo'lib, fokuslardan birida Quyosh joylashgan.
Quyosh tizimidagi sayyoralar harakati qonuni sayyoralarning ellips bo'ylab harakatlanishini aniqladi. U Tycho Brahe tomonidan Mars yulduzining sayyoralar harakati kuzatuvlari asosida tuzilgan ma'lumotlar bazasi yordamida sakkiz yillik hisob-kitoblardan so'ng paydo bo'ldi. Iogann oʻz asarini “Yangi astronomiya” deb atadi.
Demak, Keplerning birinchi qonuniga koʻra, har qanday ellipsda fokuslar deb ataladigan ikkita geometrik nuqta bor (fokus birlikda). Sayyoradan har bir markazgacha bo'lgan umumiy masofa har doim umumlashtiriladisayyora qayerda harakatlanish yo'lida bo'lishidan qat'iy nazar bir xil. Kashfiyotning ahamiyati shundaki, orbitalarning mukammal doiralar emasligi haqidagi taxmin (geotsentrik nazariyadagi kabi) odamlarni dunyo tasvirini yanada aniqroq va aniqroq tushunishga yaqinlashtirdi.
Ikkinchi qonun
II. Sayyorani Quyosh bilan bog‘lovchi chiziq (radius vektori) sayyora ellips atrofida harakatlanayotganda teng vaqt oralig‘ida teng maydonlarni qamrab oladi.
Ya'ni, istalgan vaqt oralig'ida, masalan, 30 kundan so'ng, qaysi davrni tanlamasligingizdan qat'i nazar, sayyora bir xil hududni engib o'tadi. U Quyoshga yaqinlashganda tezroq, uzoqlashganda esa sekinroq harakat qiladi, lekin oʻz orbitasini aylanib oʻtganda doimo oʻzgarib turadigan tezlikda harakat qiladi. Eng "chaqqon" harakat perigelionda (Quyoshga eng yaqin nuqta) va eng "kuchli" afelionda (Quyoshdan eng uzoq nuqtada) kuzatiladi. Sayyora harakati qonunlarini kashf etgan kishi shunday fikr yuritdi.
Uchinchi qonun
III. Orbital vaqt umumiy davrining kvadrati (T) sayyoradan Quyoshgacha bo'lgan o'rtacha masofa (R) kubiga proportsionaldir.
Bu tamoyil ba'zan garmoniya qonuni deb ataladi. U sayyoralarning orbital vaqt davri va orbital radiusini taqqoslaydi. Kepler kashfiyotining mohiyati quyidagicha: harakat davrlari kvadratlari va Quyoshdan o'rtacha masofalar kublari nisbati har bir sayyora uchun bir xil.
Qayta takrorlash uchun, Keplerning sayyoralar harakati qonunlari uzoq muddatli jiddiy kuzatishlar vamatematik tarzda qayta ishlanadi. Qonuniylikni ko'rsatib, ular hodisalarning shartliligini ochib bermadi. Keyinchalik butun olam tortishish qonunining mashhur kashfiyotchisi Nyuton bu savolga javob jismlarning bir-birini o'ziga tortadigan jismoniy xususiyatida ekanligini isbotladi.
Tanamning soyasi shu yerda
Muvaffaqiyatiga qaramay, Kepler doimo moliyaviy muammolardan aziyat chekardi, tadqiqot uchun vaqt yo'q edi, diniy e'tiqodlari toqat qilinadigan joylarni qidirishda harakat qildi. Bir necha marta u Tyubingenda o'qituvchilik lavozimini egallashga uringan, ammo xoin, protestant sifatida qabul qilingan va rad etilgan.
Iogannes Kepler 1630-yil 15-noyabrda oʻtkir isitma xurujidan vafot etdi. U protestant qabristoniga dafn etilgan. Epitafiyada uning qonuniy o'g'li shunday deb yozgan: “Men osmonni o'lchash uchun ishlatardim. Endi men Yerning soyalarini o'lchashim kerak. Jonim jannatda bo'lsa ham, tanamning soyasi shu yerda."
Ha, dastlab oʻrta asr tushunchalari ruhida olim sayyoralar harakat qiladi, chunki ularning ruhi bor, bu shunchaki materiya boʻlaklari emas, balki tirik sehrdir, deb hisoblagan. Keyinchalik, u ilmiy yondashuv yanada oqlanganligini tushundi. Xo'sh, sayyoralar harakati qonunlarini kashf etgan ruhoniy va astronom idrok yo'lidan halol yurdi. Ammo keling, buni o'zimizga tan olaylik: ba'zida ilmiy olamda juda ko'p tasavvuf bordek tuyuladi!
