Johannes Kepler

Johannes Kepler
Kepler 1610-ben
Életrajzi adatok
Ismeretes mint	a bolygók mozgástörvényeinek leírója
Nemzetiség	német
Született	Weil der Stadt 1571. december 27.
Elhunyt	Regensburg 1630. november 15. (58 évesen)
Pályafutása
Szakterület	matematika, csillagászat és optika

Johannes Kepler

Johannes Kepler arcképe, rézmetszet

Kepler korai Naprendszer-modellje

A Kepler által megfigyelt szupernóva maradványa a Hubble-űrtávcső és a Chandra képeiből összeállítva

A Kepler által készített Tabulae Rudolfinae világtérképe

Kepler lakóháza Regensburgban, ma múzeum

Johannes Kepler (magyarul ismert Kepler János néven is, Weil der Stadt, 1571. december 27. – Regensburg, Bajorország, 1630. november 15.) német matematikus, csillagász és optikus volt, aki felfedezte a bolygómozgás törvényeit, amelyeket róla Kepler-törvényeknek neveznek.

Életrajz

Johannes Kepler 1571. december 27-én született Weil der Stadtban a német szabad birodalmi városban (kb. szabad királyi város). Anyja keltette fel az érdeklődését a csillagászat iránt: megmutatta neki az 1577-es üstököst és az 1580-as holdfogyatkozást. 1591-ben teológiát kezdett el tanulni Tübingenben. Itt az egyetemen hallott először Kopernikusz csillagászati világképéről. Kepler eredetileg protestáns lelkész szeretett volna lenni, de – mivel ismert volt matematikai tehetsége – a Grazi Egyetemre meghívták matematikát és csillagászatot tanítani 1594 áprilisában (23 éves volt ekkor). Érdekes magyar vonatkozás, hogy 1598-tól ott, a Grazi Egyetemen tanított Pázmány Péter is.

Az 1596-ban kiadott könyvében, a Mysterium Cosmographicum-ban (Das Weltgeheimnis) Kepler az akkor ismert hat bolygó pályáját az öt platóni testtel hozta kapcsolatba. Úgy gondolta, hogy az egyes bolygópályák gömbjei között a kocka, a tetraéder, az oktaéder, a dodekaéder, az ikozaéder tartja a távolságot.

1597 áprilisában vette feleségül Barbara Mühlecket (máshol Barbara Müller von Mühlegg, apja vízimalom molnára volt, aki később lovag lett, innen a von Mühlegg [1]). Kepler 1600-ban lett Tycho Brahenak, II. Rudolf császár udvari csillagászának segédje. A közös munkájuk Prágában bonyolultan alakult. Mindketten tudták, hogy a különböző adottságaik kiegészítik egymást. Brahe nagyon kitűnő megfigyelő volt, megfigyeléseiben a légkör fénytörését is korrigálta, matematikai képességei viszont elég korlátozottak voltak. A kitűnő matematikus Kepler pedig rövidlátása miatt alig tudott pontos megfigyeléseket tenni. Brahe az ifjú matematikatehetséggel szerette volna világképét kidolgozni, melyben a Nap a Föld körül kering, és a Nap körül a bolygók.

1601-ben Brahe halála után Kepler lett az udvari matematikus és csillagász. Ebben az időszakban jó barátságba került a magyar származású Jeszenszky Jánossal, aki a császár orvosa volt.

1604-ben megfigyelte a fényes szupernóvát, és a megfigyeléseit a De Stella nova in pede Serpentarii ("A Kígyótartó lábában megjelent új csillagról") című könyvében jelentette meg.

Kepler felhasználva Brahe – Brahe rokonaitól nehezen megszerzett – adatait kimutatta, hogy a Mars pályája nem kör, hanem ellipszis, és annak egyik gyújtópontjában van a Nap (Kepler első törvénye). Megfigyelte azt is, hogy a bolygók a Naphoz közelebb járva gyorsabban mozognak, mint távol. Levezette a megfigyelésekből, hogy azonos idők alatt azonos területet súrol a bolygók vezérsugara (második törvény). A két törvényt az 1609-ben megjelenő Astronomia Nova („Új csillagászat”) című művében közölte. Munkája során felhasználta a pergai Apollóniosz kúpszeletekről írt geometriai művét.

Kepler egyik legjelentősebb munkája a Dioptrice („Optika”) volt, melyben az egész optikát tudományos szintre emelte. 1611-ben megjelent művében az általa feltalált Kepler-távcső csak mellékes dolognak tűnik a fénytöréssel és az optikai leképezéssel kapcsolatos eredményeihez képest.

Kepler felesége 1611-ben meghalt, két gyermeket hagyva maga után. Miután 1612 januárjában II. Rudolf meghalt, Kepler Linzben talált matematikusi állást.

A megfigyelési adatok – elsősorban a Mars pályaadatainak – kitartó tanulmányozásával 1618. május 15-én összefüggést talált a bolygók keringési ideje és a Naptól való távolságuk között, amelyet ma Kepler harmadik törvényének nevezünk: a bolygók Naptól való átlagos távolságainak (a, a pálya fél nagytengelye) köbei úgy aránylanak egymáshoz, mint a keringési idejük (T) négyzetei, azaz az a³ / T² hányados minden naprendszerbéli bolygó esetén ugyanakkora. Ezt a törvényt az 1619-ben írt Harmonices Mundi ("A világ harmóniája") című művében közölte.

Például a Jupiter keringési idejének (11,8 földi év) négyzete majdnem 140. A Jupiter majdnem 5,2-szer van távolabb a Naptól, mint a Föld; ennek köbe (5,2-ször 5,2-ször 5,2) szintén majdnem 140.

1620 augusztusában Katherinét, Kepler anyját Leonbergben boszorkánysággal vádolták, 14 hónapra bebörtönözték. Abban, hogy 1621 októberében elengedték, nagy szerepe volt Kepler közbenjárásának és Kepler hírnevének. Anyja a következő évben meghalt.

Élete vége felé 1627-ben adta ki Kepler Tabulae Rudolfinae-t („Rudolf-féle táblázatok”-at), élete utolsó nagy művét. Kiértékelte Tycho Brahe megfigyeléseit és az addigi legpontosabb bolygópálya-leírásokat adta meg. Ez a bolygótáblázat szolgált később alapul Kepler törvényei mellett Isaac Newton számára, hogy megalkossa a gravitációs és mozgástörvényeit.

Mivel éveken keresztül nem kapott fizetést, ezért 1628-ban felkereste Albrecht von Wallensteint, aki asztrológusként alkalmazta. 1630. november 15-én 59 éves korában Kepler lázban, nyomorúságos körülmények között halt meg Regensburgban, ahol jeltelen sírba temették.

További eredményei

Prágában munkatársa volt J. Brügi, a logaritmustáblázat szerzője, ők vezették be a tizedes törteknél a vesszőt az egész és a tört részek különválasztására. Foglalkozott térfogatszámítással. Arkhimédész nyomán – a boroshordók űrtartalmának megállapítása céljából – a forgástestek térfogatának kiszámítására a határozott integrálhoz nagyon hasonló általános számítási eljárást dolgozott ki, s ezzel az integrálszámítás előfutárának is tekinthető. A hópelyhek szimmetriáját vizsgálva észrevette, hogy bár egyedi alakúak, az ágak 60 fokos szöge mindegyikre jellemző. Ez vezette el ahhoz a problémához, hogy hogyan lehet gömböket és köröket legsűrűbben elhelyezni. Ezeknek a vizsgálatoknak ma a kristálytanban és a kódoláselméletben (a híradástechnika részében) van szerepe. Kepler megsejtette, hogy akkor tudjuk a gömböket legsűrűbben elhelyezni, ha piramisszerűen helyezzük őket egymásra. Ezt csak 400 év múlva 1998-ban bizonyította be Thomas Hales matematikus.

Kepler emléke a művészetben, tudományos és műszaki alkotásokban

• Legismertebb magyar vonatkozása Kepler hatásának Madách Imre: Az ember tragédiája című drámájának két prágai színe, melyek közrefogják a párizsi színt. Német, cseh és angol nyelvű filmek is készültek róla.
• Kráter őrzi emlékét a Holdon és a Marson.
• A 1134 Kepler kisbolygót róla nevezték el.
• A NASA 2009-ben fölbocsátott Kepler-űrszondája egy űrtávcső, melynek segítségével exobolygókat kutatnak majd.
• Hindemith: A világok harmóniája című operájának Kepler a főszereplője.
• Carl Sagan: Cosmos című 13 részes TV-film sorozatában a 3. epizód főszereplője Kepler. (Ennek az egy órás filmnek is A világok harmóniája a címe.)

Kepler írott művei

• Mysterium cosmographicum (A Kozmosz szent titka) (1596)
• Astronomiae Pars Optica (A csillagászat optikai része) (1604)
• De Stella nova in pede Serpentarii (Új csillag a Kígyótartó lábánál) (1604)
• Astronomia nova (Új csillagászat) (1609)
• Tertius Interveniens (1610)
• Dissertatio cum Nuncio Sidereo (Beszélgetések a csillaghirnökkel) (1610)
• Dioptrice (Dioptria) (1611)
• De nive sexangula (A hatszögletű hópehelyről) (1611)
• De vero Anno, quo aeternus Dei Filius humanam naturam in Utero benedictae Virginis Mariae assumpsit (1613)
• Eclogae Chronicae (Krónika fejezetek) (1615)
• Nova stereometria doliorum vinariorum (A boroshordók új térfogatméréséről) (1615)
• Epitome astronomiae Copernicanae (Kivonat a kopernikuszi csillagászatról) (három részben 1618–1621 között)
• Harmonice Mundi (Világok harmóniája) (1619)
• Mysterium cosmographicum (A Kozmosz szent titkai) Második kiadása (1621)
• Tabulae Rudolphinae (Rudolf-táblázatok) (1627)
• Somnium (Az álom) (1634)

Külső hivatkozások

Magyar linkek

• Zdenek Horsky: Kepler Prágában, Fizikai Szemle 1990
• Kepler törvényei (mozgó képpel)

Könyvek

• Száva I.: Az ég törvénye, Móra Könyvkiadó, Budapest, 1973.
• John Banville: Kepler, Európa Könyvkiadó, Budapest, 1981, (regény)
• Arthur Koestler: Alvajárók, Európa Kiadó, Budapest, 1996.
• Rosemaria Schuder: A boszorkány fia, Kossuth Könyvkiadó, Budapest, 1988, ISBN 963-09-3175-3, (regény)
• L'udo Zúbek: Doktor Jesenius, Szlovákiai Szépirodalmi Könyvkiadó-Móra Ferenc Könyvkiadó, Pozsony-Budapest, 1958, (regény)
• L'udo Zúbek: Doktor Jesenius, Mladé Letá Könyvkiadó-Móra Ferenc Könyvkiadó, Pozsony-Budapest, 1966, (regény)
• Kepler, Johannes, (1966): Strena, seu, de nive sexangula. (The six-cornered snowflake; - edited and translated from the Latin by Colin Hardie, with essays by L. L. Whyte and B. F. J. Mason - Clarendon Press, Oxford