یوهان کپلر که بود؟ زندگینامه یوهان کپلر
- کپلر در سال 1600 به عنوان دستیار تیکو براهه، ریاضیدان سلطنتی آلمان در پراگ مشغول به کار شد.کپلر در سال 1601 و پس از مرگ براهه جایگاه او را به ارث برد.
- در سال 1609 کتاب نجوم جدید را منتشر کرد که شامل دو مورد از قوانین او در مورد حرکت سیاره‌ای بود.
- در سال 1611 اثری به نام دیوپتریک را منتشر کرد که نخستین اثر نور شناخت یا اپیتیک هندسی به شمار می‌آید.
- در سال 1619 اثری را با عنوان هماهنگ‌های جهان منتشر کرد که شامل قانون سوم حرکت سیاره‌ای او بود.
ریاضیدان آلامانی، یوهان کپلر، که احتمالاً به اندازه کوپرینک پرآوازه نیست، یکی از عوامل اساسی به‌شمار می‌آید که سبب شد تا آرای آن ستاره‌شناس لهستانی (کپرنیک) بالاخره به طور گسترده‌ای پذیرفته شود. آنچه که کوپرنیک با عنوان مدل خورشید مرکزی منظومه شمسی پیشنهاد آن را شروع کرده بود، از این قرار است که سیارات در واقع خورشید را دور می‌زنند و کپلر را با فراهم آوردن دلایل حسابی و بصری در جهت تأیید این نظریه به پایان رساند.
کپلر بخش عمده‌ای از موفقیت خود را به معروفت‌ترین ستاره‌شناس نیمه دوم قرن شانزدهم، تیکو براهه دانمارکی، مدیون بود. براهه از توانایی کپلر پس از مطالعه یادداشتی که او در دوران اشتغال در دانشگاه توبینگن نوشته بود آگاهی یافت. پس از این‌که کپلر مجبور به ترک سمتش به عنوان استادیار علم ریاضی در گراتس اتریش شد، براهه از او دعوت کرد تا در پراگ که تحت فرومانروایی رودولف دوم که حکمران امپراتوری مقدس روم بود، دستیاری او را بپذیرد. کپلر این موقعیت را در سال 1600 پذیرفت و یک ارتباط پرثمر و تا حدی پرتشنج را با براهه پایه‌گذاری کرد.
یکی از دلایل بحث این دو با هم از این قرار بود که براهه آشکارا نظریه کوپرینکی عالم را که کپلر احترام زیادی برای آن قائل بود و تقریباً در نظریهٔ گردش سیارات تردید روا می‌کرد و هرگز هم مورد پسند عام مردم واقع نشد، رد می‌کرد. براههٔ دانمارکی نظریه جایگزین خود را تنظیم کرده بود. اگرچه در نهایت تاریخ ثابت کرد که براهه اشتباه می‌کرده، ولی اهمیت نظر او برای کپلر و به طور کلی در علم ستاره‌شناسی در این بود که او ناظر زیرک آسمان‌ها بود و یادداشت‌هایی پرارزش را ثبت کرد. هنگامی که براهه در سال 1601 درگذشت، کپلر نه تنها جایگاه او را در دادگاه رودولف به عنوان ریاضیدان سلطنتی، بلکه به طور قطع یادداشت‌های او را نیز در زمینه ستاره‌شناسی به ارث برد.
کپلر و محاسبه مدار مریخ
کپلر با استفاده از آنچه که براهه از بیست سال تا آن زمان ثبت کرده بود تلاش کرد تا مدار سیاره مریخ را محاسبه کند و توضیح دهد. متاسفانه به علت تلفیق کردن دیدگاه کوپرنیکی مبنی بر این‌که سیارات در مدارهایی دایره‌ای شکل در گردش‌اند، این دانشمند آلمانی طی هشت سال بعدی مجبور به مبارزه شد تا به نتیجه‌ای رضایت‌بخش دست یابد. یک روز او از خواب برخواست و یک شکست نور جدید را مشاهده کرد و بلافاصله تشخیص داد که مسیر گردش سیارات کاملاً دایره‌ای شکل نیست. آن‌ها مسیری بیضوی را می‌پیمایند که در واقع دایره‌ای کشیده است که دارای دو مرکز بسیار نزدیک به هم است. با یک حرکت، توضیح ریاضیاتی ساده‌ای فراهم شده بود که کوپرنیک و بطلیموس آن را هنگامی که سعی در پیش‌بینی حرکت سیاره‌ها داشتند رعایت نکرده بودند.
قوانین کپلر
کپلر در سال 1609 یافته‌های خود را در قالب مجموعه‌ای به نام نجوم جدید منتشر کرد تا دو قانون او در آن تبلور یافته بود و تأثیر بنیادی بر درک ما از عالم نهادند. در کتاب بعدی‌اش در سال 1619 به نام هماهنگی‌های جهان قانون مهم دیگری را نیز ارائه کرد. این سه قانون در کنار هم قوانین حرکت سیاره‌ای کپلر را تشکیل می‌دهند. قانون اول به کشف ابتدایی او رسمیت داد که حرکت سیارات را در مدارهای بیضی شکل توضیح می‌دهد، در حالی که خورشید در یکی از کانون‌های آن قرار دارد. بنابر قانون دوم، تمامی سیارات سطوحی مساوی را در مدت زمان مساوی جارو می‌کنند، مستقل از این‌که در چه موضعی از مدارشان قرار دارند.
این امر مهم است زیرا وقتی خورشید فقط در یکی از دو مرکز مدار یک سیاره قرار داشته باشد این امر موجب می‌شود که این سیاره گاهی نسبت به مواقع دیگر در فاصله نزدیک‌تری نسبت به خورشید قرار داشته باشد. در حالی که هنوز همان ناحیه را جارو می‌کند. یعنی این‌که، حرکت یک سیاره باید در هنگامی که نزدیک به خورشید است سرعت بگیرد و هنگامی که از آن دور می‌شود کندتر شود. بنابر قانون سوم کپلر، که مجذور زمان گردش (زمانی که طول می‌کشد تا یک گردش کامل صورت گیرد-مثلاً یک سال برای زمین) یک سیاره برابر است با مکعب فاصله سیاره تا خورشید (برحست یکای نجومی).
به این اعتبار می‌توان فاصلهٔ سیارات را فقط از مشاهده گردش‌های آن‌ها تعیین کرد. احتمالاً یافته‌ای کپلر همچون ارائه یک راه حل باور نکردنی برای پیش‌بینی حرکت سیاره‌ای که قبلاً به سختی اثبات شده بود، به عنوان انگیزه‌ای برای طرح پرسش‌هایی بود که بعدها به ارائه نظریه گرانش از جانب آیزاک نیوتون انجامید.
دستاوردهای دیگر
واپسین اثر عمدهٔ کپلر تدوین جدول‌های رودولفین در سال 1627 بود که عبارت‌اند از رشته جدول‌هایی که با زحمت زیادی تدوین شدند و به نحو پردامنه‌ای در قرن بعد به منظور محاسبه موضوع سیارات مورد استفاده قرار گرفتند. او به کشفیات مهمی نیز در زمینه اپتیک (نورشناسی) نائل آمد و نظریه پرتو نور را ارائه داد.
او اثری در زمینهٔ داستان‌های علمی-تخیلی، به نام یک رؤیا یا ستاره‌شناسی ماه در سال 1643 منتشر کرد. تا آن زمان فقط دو ستاره جدیدی که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده بودند کشف شده بود. دومین ستاره توسط کپلر در سال 1604 مشاهده شد.