Μαθηματικός, αστρονόμος και αστρολόγος για να μπορέσει να ζήσει ο Γιόχαν Κέπλερ γεννήθηκε στο Weil το 1571. Από μικρός έδειχνε μεγάλο ενδιαφέρον για τα ουράνια φαινόμενα και την παρατήρησή τους. Μπορεί αρχικά να επιθυμούσε να σπουδάσει Θεολογία, τελικά όμως σπούδασε θετικές επιστήμες στο Τύμπινγκεν. Το 1594 του προτάθηκε να διδάξει μαθηματικά στο Γκρατς της Αυστρίας, θέση την οποία και αποδέχτηκε.
Μετά από δύο χρόνια, το 1596, ο Κέπλερ δημοσίευσε το πρώτο αστρονομικό βιβλίο του υπό τον τίτλο «Mysterium Cosmographicum» (Κοσμογραφικό Μυστήριο), με το οποίο θεμελίωσε την υπόθεση του Κοπέρνικου για το ηλιοκεντρικό πλανητικό σύστημα.
Ο συνδυασμός των θεολογικών σπουδών που δεν πρόλαβε να τελειώσει, των μαθηματικών και του μυστικισμού (ανιμισμός) που εκφραζόταν από διάφορα φιλοσοφικά ρεύματα εκείνη την εποχή ώθησαν τον Κέπλερ να αναζητήσει το λόγο για τον οποίον ο Θεός επέλεξε να κατασκευάσει το σύμπαν με έξι αντί για επτά πλανήτες. Σύμφωνα με το ηλιοκεντρικό σύστημα του Κοπέρνικου, η σελήνη ήταν δορυφόρος της γης, ενώ, σύμφωνα με τον γεωκεντρισμό, η σελήνη ήταν πλανήτης. Υποστήριξε ότι αυτό οφειλόταν στην ύπαρξη μιας «μυστικής αρμονίας» μεταξύ των πλανητών και των γεωμετρικών σχημάτων. Τα γεωμετρικά σχήματα, τα οποία, σύμφωνα με τον Κέπλερ, μπορούσαν να εκφράσουν την αρμονία της δομής του σύμπαντος, ήταν τα πέντε πλατωνικά κανονικά πολύεδρα: το τετράεδρο, ο κύβος, το οκτάεδρο, το δωδεκάεδρο και το εικοσάεδρο. Ο Κέπλερ θεώρησε πώς, αν υπάρχουν μόνο πέντε κανονικά πολύεδρα, τότε δεν είναι δυνατόν παρά να υπάρχουν έξι πλανήτες.
Στο Mysterium cosmographicum προσπάθησε να αποδώσει τις σχέσεις μεταξύ των ακτινών των πλανητών και των γεωμετρικών σχημάτων. Κατασκεύασε ένα σύστημα με πολύεδρα και εγγεγραμμένους σε αυτά κύκλους, αποδεικνύοντας μεταξύ άλλων ότι οι άνισες αποστάσεις που χωρίζουν τις τροχιές των έξι γνωστών τότε πλανητών μπορούν να καθοριστούν ακριβώς από τα πέντε κανονικά πολύεδρα. Υποστήριξε ότι η γη ήταν το μέτρο των πάντων και κατασκεύασε γύρω από αυτήν ένα εγγεγραμμένο δωδεκάεδρο.
Ο κύκλος που περιέβαλλε το δωδεκάεδρο ήταν ο Άρης, ενώ γύρω από αυτόν εγγραφόταν ένα τετράεδρο. Ο κύκλος που περιέβαλλε το τετράεδρο ήταν ο Δίας και γύρω του κατασκεύασε έναν εγγεγραμμένο κύβο. Ο κύκλος που περιέβαλλε τον κύβο ήταν ο Κρόνος. Στο εσωτερικό τη γης, ο Κέπλερ σχεδίασε ένα εικοσάεδρο, ενώ ο κύκλος που το περιέβαλλε ήταν η Αφροδίτη. Μέσα στην Αφροδίτη κατασκεύασε ένα οκτάεδρο και ο κύκλος που το περιέβαλλε ήταν ο Ερμής.
Το Mysterium cosmographium αποτελεί έναν ενδιαφέροντα συνδυασμό των, νεοπλατωνικής επιρροής, φιλοσοφικών απόψεων του Κέπλερ και της νέας κοπερνίκειας αντίληψης για τον κόσμο. Η γεωμετρία και η Αναγέννηση συντίθενται δημιουργικά σε ένα μεγάλης έμπνευσης έργο. Στα επόμενα έργα του, ο Κέπλερ, θα αφιερωθεί στο υλικό των αστρονομικών του παρατηρήσεων. Οι ίδιες οι παρατηρήσεις θα υπερβούν την μεταφυσική του.
Ο Κέπλερ αργότερα πείστηκε ότι ο ήλιος βρίσκεται στο κέντρο του ηλιακού συστήματος, και αφαίρεσε την απαίτηση που υπήρχε μέχρι τότε ότι οι πλανήτες κινούνται σε κυκλικές τροχιές με σταθερές ταχύτητες. Ο Κέπλερ είχε επηρεαστεί από τον Κοπέρνικο, αλλά και από τις γενικότερες φιλοσοφικές του καταβολές.
Για τον μυστικιστή Κέπλερ, ο ήλιος ήταν η πηγή της ζωής και της κίνησης. Μέσα του κρυβόταν μια κινητήρια δύναμη, η anima motrix [κινητήρια ψυχή], η οποία μπορούσε να προκαλέσει όλες τις κινήσεις των ουράνιων σωμάτων. Αν και είχε βαθιά πίστη σε κάτι που δεν μπορούσε να το παρατηρήσει αλλά διαισθανόταν την ύπαρξή του, αποφάσισε να ελέγξει κατά πόσον η πίστη του σε μια φιλοσοφική αντίληψη μπορούσε να επιβεβαιωθεί από τις ίδιες τις ακριβείς παρατηρήσεις. Ο Κέπλερ ήθελε να κατανοήσει τις κινήσεις των πλανητών όχι βασιζόμενος σε μεταφυσικές αρχές, όπως συνήθιζαν οι προγενέστεροι αστρονόμοι, οι οποίοι συναρτούσαν τα αποτελέσματα των παρατηρήσεών τους με αυτά πίστευαν, αλλά βασιζόμενος σε φυσικές εξηγήσεις.
Όμως οι ανώμαλες τροχιές των πλανητών και πάλι δεν μπορούσαν να εξηγηθούν ικανοποιητικά με τη μετατόπιση του Κοπέρνικου. Το τελικό πλανητικό μοντέλο του δημιουργήθηκε μόνο αφού εξάντλησε κάθε συνδυασμό κυκλικών κινήσεων που θα μπορούσε να συλλάβει.
Το 1600 μετακόμισε στην Πράγα, όπου συνεργάστηκε με τον Τύχο Μπράχε και μετά το θάνατο του τελευταίου το 1601, πήρε τη θέση του ως αυλικός αστρονόμος του αυτοκράτορα Ροδόλφου Β’.
Βασίζοντας την εργασία του στις λεπτολογείς και υπερβολικά ακριβείς παρατηρήσεις που έκανε με τα μάτια του, ο Δανός αστρονόμος Tycho Brahe, ο Κέπλερ προσπάθησε περισσότερο από μια δεκαετία να ταιριάξει με τις θέσεις του Άρη με κάποιο είδος κυκλικής κίνησης.
Ο Μπράχε πριν πεθάνει είχε αναθέσει στον Κέπλερ να μελετήσει τις τροχιές των πλανητών, κυρίως όμως να υπολογίσει εκ νέου την τροχιά του Άρη. Η φαινομενική τροχιά του Άρη παρουσίαζε τις μεγαλύτερες δυσκολίες ως προς την ερμηνεία βάσει των επικύκλων. Με το θάνατο του Μπράχε, ο Κέπλερ είχε στην κατοχή του το σύνολο των αστρονομικών παρατηρήσεων του, ένα τηλεσκόπιο και ενθουσιασμό για να ανακαλύψει την αλήθεια.
Αλλά μόνο όταν αντικατάστησε τον κύκλο με την έλλειψη, μπόρεσε να ταιριάξει τις θέσεις του Άρη στο νέο μοντέλο του, όπως και τους άλλους πλανήτες. Η ελλειπτική τροχιά των πλανητών ήταν ο 1ος νόμος του Κέπλερ, στον οποίο κατέληξε ο Κέπλερ το 1605. Σύμφωνα με αυτόν, οι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από τον ήλιο διαγράφοντας επίπεδες τροχιές. Οι τροχιές αυτές είναι ελλείψεις των οποίων ο ήλιος καταλαμβάνει μία από τις εστίες.
Ο Κέπλερ προσπαθούσε να βρει μήπως υπάρχει κάποια σχέση, ένας νόμος, ο οποίος να προκαθόριζε τις θέσεις των πλανητών μέσα στο χώρο του ηλιακού μας συστήματος. Σημειώνουμε ότι την εποχή του ήταν μόνο οι 6 από τους 9 πλανήτες γνωστοί. Οι Ερμής, Αφροδίτη, Γη, Άρης, Δίας και Κρόνος.
Υπολογίζοντας τις αποστάσεις των πλανητών αυτών από τον Ήλιο, ο Κέπλερ βρήκε πως αυτές παίρνοντας ως μονάδα μέτρησης την απόσταση Γης – Ηλίου, είναι οι ακόλουθες: Ερμής 0,39, Αφροδίτη 0,72, Γη 1, Άρης 1,52, Δίας 5,2, και Κρόνος 9,55.
Αλλά βλέποντας την αναλογία αυτών των αποστάσεων, εύρισκε πως η απόσταση μεταξύ Άρη και Δία ήταν υπερβολικά μεγάλη, υπήρχε δηλαδή κάποιο κενό. Γι’ αυτό, κατά τη θεωρητική μελέτη του θέματος, υπολόγισε πως οπωσδήποτε μεταξύ Άρη και Δία πρέπει να υπάρχει ένας ακόμη άγνωστος πλανήτης, γι’ αυτό και έγραφε το 1596 στο σύγγραμμά του "Κοσμογραφικό Μυστήριο" τη φράση: "Μεταξύ Άρη και Δία νέον πλανήτη θέτω". Αλλά οι σοφοί εκείνης της εποχής απέρριπταν τη γνώμη αυτή του Κέπλερ γι’ αυτό και γρήγορα ξεχάστηκε και από αυτόν ακόμη τον ίδιο.
Αργότερα αντιμετώπισε το πρόβλημα των μεταβολών των ταχυτήτων των πλανητών. Καθόρισε ότι ένας πλανήτης ταξιδεύει γρηγορότερα όταν έρχεται πιο κοντά στον ήλιο και κινείται πιο αργά όταν είναι πολύ μακριά από τον ήλιο (2ος νόμος του Κέπλερ). Σύμφωνα με τον οποίο οι ταχύτητες των πλανητών στις τροχιές τους δεν είναι σταθερές αλλά μεταβάλλονται κατά τρόπον ώστε η ευθεία γραμμή (η επιβατική ακτίνα) που ενώνει τον πλανήτη με τον ήλιο να διαγράφει σε ίσα χρονικά διαστήματα ίσες επιφάνειες (εμβαδά). Τα αποτελέσματα αυτών των μελετών δημοσιεύτηκαν το 1609 στο έργο του Astronomia nova [Νέα αστρονομία].
Το 1619 εξέδωσε το έργο Harmonice mundi [Αρμονία των Κόσμων] στο οποίο εξηγούσε ότι οι κινήσεις των πλανητών ακολουθούν τους νόμους της μουσικής αρμονίας και διατύπωσε τον νόμο σύμφωνα με τον οποίο τα τετράγωνα των χρόνων περιφοράς των πλανητών γύρω από τον ήλιο είναι ανάλογα με τους κύβους των μέσων αποστάσεων τους από τον ήλιο.
Ήταν ο 3ος νόμος της πλανητικής κίνησης που δίνει την ακριβή σχέση μεταξύ της απόστασης ενός πλανήτη από τον ήλιο και του χρόνου περιστροφής του.
Αλλά και στην Οπτική, ο Κέπλερ προσέφερε σημαντικά, διατυπώνοντας θεωρίες για τους οπτικούς φακούς και το τηλεσκόπιο με δύο κυρτούς φακούς. Μετά το θάνατο τού αυτοκράτορα Ροδόλφου επεξεργάστηκε μία εκτεταμένη «Πραγματεία για την Αστρονομία τού Κοπέρνικου» (1618 – 1822), παρότι το βιβλίο του Κοπέρνικου είχε τεθεί από το 1616 στη λίστα των απαγορευμένων της καθολικής εκκλησίας.
Το 1627 δημοσίευσε τους λεγόμενους «Ροδόλφιους πίνακες», οι οποίοι αντικατέστησαν ουσιαστικά μετά από περίπου 1.500 χρόνια και για περίπου 200 χρόνια τους άτλαντες του Πτολεμαίου.
Στην 300η επέτειο του θανάτου του Κέπλερ, ο Αϊνστάιν είπε για τον σοφό άντρα:
«Ο Κέπλερ, ήταν εξαιρετικός και πράος επιστήμονας… Τόσο μεγάλη ήταν η πίστη του στη λειτουργία φυσικών νόμων, ώστε είχε τη δύναμη να αφιερώσει ολόκληρες δεκαετίες επίπονης και υπομονετικής εργασίας, στην εμπειρική έρευνα της κίνησης των πλανητών, καθώς και στους μαθηματικούς νόμους που κυβερνούν αυτή την κίνηση, ένα τεράστιο έργο που το έφερε εις πέρας εντελώς μονάχος, με την υποστήριξη κανενός και με την κατανόηση τόσων ολίγων…».
Πηγές: Focus, δίκτυο
Leave a Comment