Johannes Kepler
Antecedentes
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| Johannes Kepler | |
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 A 1.610 retrato de Johannes Kepler de un artista desconocido | |
| Nacido | 27 de diciembre 1571 Ciudad Libre Imperial de Weil der Stadt, cerca de Stuttgart , HRE (ahora parte de la Stuttgart Región de Baden-Württemberg, Alemania) |
| Murió | 15 de noviembre 1630 (58 años) Regensburg, Electorado de Baviera, HRE (ahora Alemania) |
| Residencia | Alemania |
| Nacionalidad | Alemán |
| Campos | Astronomía , astrología , matemáticas y filosofía natural |
| Instituciones | Universidad de Linz |
| Alma máter | Universidad de Tübingen |
| Conocido por | Leyes de Kepler Conjetura de Kepler |
Firma  | |
Johannes Kepler (alemán: [Kʰɛplɐ]; 27 de diciembre 1571 - 15 de noviembre 1630) fue un alemán matemático , astrónomo y astrólogo. Una figura clave en el siglo 17 revolución científica, que es más conocido por su epónimos leyes del movimiento planetario , codificadas por los astrónomos posteriores, basadas en sus obras Astronomia nova, Armonía del Mundo, y Epítome de astronomía copernicana. Estas obras también proporcionaron una de las bases de Isaac Newton teoría de la 's la gravitación universal.
Durante su carrera, Kepler fue un profesor de matemáticas en un escuela seminario en Graz, Austria, donde se convirtió en un socio de Príncipe Hans Ulrich von Eggenberg. Más tarde se convirtió en ayudante de astrónomo Tycho Brahe, y, finalmente, el matemático imperial de Emperador Rodolfo II y sus dos sucesores Matías y Fernando II. También fue profesor de matemáticas en Linz, Austria, y asesor de Wallenstein General. Además, él hizo el trabajo fundamental en el campo de la óptica , inventó una versión mejorada de la telescopio refractor (el Telescopio Kepler), y mencionó las telescópicas descubrimientos de su contemporáneo Galileo Galilei .
Kepler vivió en una época en que no había una distinción clara entre la astronomía y la astrología, pero había una fuerte división entre la astronomía (una rama de matemáticas dentro de la artes liberales) y la física (una rama de filosofía natural). Kepler también incorporó argumentos religiosos y razonamientos en su trabajo, motivada por la convicción y la creencia religiosa de que Dios había creado el mundo de acuerdo a un plan inteligible que es accesible a través de la luz natural de la razón. Kepler describió su nueva astronomía como "física celeste", como "una excursión a Aristóteles 's Metafísica ", y como" un suplemento a Aristóteles En los Cielos ", la transformación de la antigua tradición de la cosmología física mediante el tratamiento de la astronomía como parte de una física matemática universal.
Primeros años
Johannes Kepler nació el 27 de diciembre, el día de San Juan Evangelista, de 1571, en el Ciudad Libre Imperial de Weil der Stadt (ahora parte de la Región de Stuttgart, en el estado alemán de Baden-Württemberg, a 30 km al oeste del centro de Stuttgart). Su abuelo, Sebald Kepler, había sido alcalde de esa ciudad, pero, por el momento Johannes nació, tenía dos hermanos y una hermana y la fortuna de la familia Kepler estaba en declive. Su padre, Heinrich Kepler, se ganaba la vida precaria como mercenario, y él abandonó la familia cuando Johannes tenía cinco años. Se cree que han muerto en el Guerra de los Ochenta Años en los Países Bajos. Su madre Katharina Guldenmann, hija de un posadero, era un sanador y herbolario que más tarde fue juzgado por brujería. Nació prematuramente, Johannes afirmó haber sido débil y enfermizo como un niño. Sin embargo, a menudo se impresionó a los viajeros en la posada de su abuelo con su facultad matemática fenomenal.
Fue presentado a la astronomía a una edad temprana, y desarrolló un amor por lo que abarcaría toda su vida. A los seis años, observó la Gran Cometa de 1577, escrito que "fue tomada por la madre [su] a un lugar alto para mirarlo." A los nueve años, observó otro evento astronómico, un eclipse lunar en 1580, la grabación que él recordaba haber sido "llamado al aire libre" para verla y que la luna "parecía bastante rojo". Sin embargo, la infancia viruela lo dejó con visión débil y manos mutiladas, lo que limita su capacidad en los aspectos observacionales de la astronomía.
En 1589, después de pasar por la escuela primaria, escuela de latín, y seminario de Maulbronn, Kepler asistió Tübinger Stift en el Universidad de Tübingen. Allí, estudió filosofía bajo Vito Müller y teología bajo Jacob Heerbrand (un estudiante de Philipp Melanchthon en Wittenberg), quien también enseñó Michael Maestlin mientras era estudiante, hasta que se convirtió en Canciller en Tubinga en 1590. Él demostró ser un excelente matemático y se ganó una reputación como un astrólogo hábil, casting horóscopos para compañeros de estudios. Bajo la instrucción de Michael Maestlin, profesor de Tübingen de matemáticas 1583-1631, aprendió tanto el Sistema de Ptolomeo y la Sistema de Copérnico del movimiento planetario. Se convirtió en un copernicano en ese momento. En una disputa estudiante, defendió el heliocentrismo tanto desde una perspectiva teórica y teológica, manteniendo que el Sol era la principal fuente de fuerza motriz en el universo. A pesar de su deseo de convertirse en un ministro, cerca del final de sus estudios de Kepler fue recomendado para un puesto como profesor de matemáticas y astronomía en la escuela protestante de Graz (más adelante el Universidad de Graz). Él aceptó el cargo en abril de 1594, a la edad de 23.
Graz (1594-1600)
Mysterium Cosmographicum
Primer trabajo astronómico importante de Johannes Kepler, Mysterium Cosmographicum (El Misterio cosmográfico), fue la primera defensa publicada del sistema copernicano. Kepler afirmó haber tenido una epifanía el 19 de julio de 1595, mientras que la enseñanza en Graz, lo que demuestra el periódico conjunción de Saturno y Júpiter en el zodiaco; se dio cuenta de que polígonos regulares obligados uno inscrito y otro círculo circunscrito en proporciones definidas, que, razonó, podría ser la base geométrica del universo. Después de no poder encontrar un arreglo único de los polígonos que se ajustan conocidos observaciones astronómicas (incluso con planetas extra añadido al sistema), Kepler comenzó a experimentar con 3 dimensiones poliedros . Él encontró que cada uno de los cinco sólidos platónicos podrían inscritos y circunscritos por esférica única orbes; anidar estos sólidos, cada encerrado en una esfera, una dentro de otra produciría seis capas, correspondientes a los seis conocido planets- Mercurio , Venus , Tierra , Marte , Júpiter y Saturno. Al ordenar los sólidos correcta- octaedro , icosaedro, dodecaedro, tetraedro , cubo -Kepler encontró que las esferas podrían ser colocados a intervalos correspondientes (dentro de los límites de precisión de las observaciones astronómicas disponibles) a los tamaños relativos de la trayectoria de cada planeta, suponiendo que los planetas giran alrededor del Sol Kepler también encontró una fórmula que relaciona el tamaño de esfera de cada planeta a la longitud de su periodo orbital: de interior para planetas exteriores, la relación de aumento en el periodo orbital es el doble de la diferencia en el radio de esfera. Sin embargo, Kepler más tarde rechazó esta fórmula, porque no era lo suficientemente preciso.
A medida que se indica en el título, Kepler pensó que había revelado el plan geométrico de Dios para el universo. Gran parte del entusiasmo de Kepler para el sistema copernicano provenía de su convicciones teológicas sobre la conexión entre lo físico y lo espiritual; el propio universo era una imagen de Dios, con el Sol que corresponde al Padre, la esfera estelar al Hijo , y el espacio intermedio entre la Espíritu Santo. Su primer manuscrito de Mysterium contenía una extensa heliocentrismo capítulo reconciliadora con pasajes bíblicos que parecía apoyar el geocentrismo.
Con el apoyo de su mentor Michael Maestlin, Kepler recibió el permiso de la universidad de Tubinga Senado para publicar su manuscrito, en espera de la eliminación de la Biblia . exégesis y la adición de una simple descripción, más comprensible del sistema copernicano, así como nuevas ideas de Kepler Mysterium se publicó a finales de 1596, y Kepler recibieron sus copias y comenzaron a enviar a los astrónomos prominentes y clientes a principios de 1597; no fue muy leído, pero estableció la reputación de Kepler como un astrónomo altamente calificada. La dedicación efusivo, a patrones poderosos, así como a los hombres que controlaban su posición en Graz, también proporcionó una puerta fundamental en el clientelismo.
Aunque los detalles se modificarán a la luz de su obra posterior, Kepler nunca renunció a la poliédrica spherist cosmología platónica de Mysterium Cosmographicum. Sus posteriores trabajos astronómicos principales eran en cierto sentido sólo la evolución de la misma, preocupados con la búsqueda de dimensiones internas y externas más precisas para las esferas mediante el cálculo de las excentricidades de las órbitas planetarias dentro de ella. En 1621 Kepler publicó una segunda edición ampliada del Mysterium, la mitad del tiempo de nuevo como la primera, que detalla en las notas las correcciones y mejoras que había logrado en los 25 años desde su primera publicación.
En términos del impacto de Mysterium, que puede ser visto como un primer paso importante en la modernización de la teoría de Copérnico. No hay duda de que Copérnico "De Revolutionibus" busca avanzar en un sistema centrado en el Sol, pero en este libro tuvo que recurrir a dispositivos de Ptolomeo (a saber., Epiciclos y círculos excéntricos) con el fin de explicar el cambio en planetas 'orbital velocidad. Además, Copérnico siguió utilizando como punto de referencia el centro de la órbita de la tierra en lugar de la del sol, como él dice, "como una ayuda para el cálculo y para no confundir al lector por divergente demasiado de Ptolomeo". Por lo tanto, aunque la tesis de la "Mysterium Cosmographicum" estaba en un error, la astronomía moderna debe mucho a este trabajo ", ya que representa el primer paso en la limpieza del sistema copernicano de los restos de la teoría de Ptolomeo todavía se aferran a ella."
El matrimonio con Barbara Müller
En diciembre de 1595, Kepler fue introducido a Barbara Müller, una viuda de 23 años de edad (dos veces) con una pequeña hija, Gemma van Dvijneveldt, y comenzó a cortejarla. Müller, heredera de los bienes de su difunto esposo, era también la hija del dueño de un molino de éxito. Su padre Jobst inicialmente se opuso a un matrimonio a pesar de la nobleza de Kepler; aunque él había heredado la nobleza de su abuelo, la pobreza de Kepler él un partido inaceptable hizo. Jobst cedió después de Kepler completó su labor en Mysterium, pero el compromiso casi se vino abajo mientras que Kepler se distancia tiende a los detalles de la publicación. Sin embargo, los funcionarios de la iglesia-que habían colaborado en la constitución del partido-presionados de los Müller para honrar su acuerdo. Barbara y Johannes se casaron el 27 de abril 1597.
En los primeros años de su matrimonio, el Kepler tuvo dos hijos (Heinrich y Susanna), ambos de los cuales murieron en la infancia. En 1602, tuvieron una hija (Susanna); en 1604, un hijo (Friedrich); y en 1607, otro hijo (Ludwig).
Otras investigaciones
Tras la publicación de Mysterium y con la bendición de los inspectores escolares Graz, Kepler comenzó un ambicioso programa para ampliar y elaborar su trabajo. Planeó cuatro libros adicionales: uno sobre los aspectos estacionarios del universo (el Sol y las estrellas fijas); uno de los planetas y sus movimientos; uno en la naturaleza física de los planetas y la formación de características geográficas (especialmente enfocados en la Tierra); y uno de los efectos de los cielos sobre la tierra, a fin de incluir la óptica atmosférica, la meteorología y la astrología.
También buscó las opiniones de muchos de los astrónomos a quien le había enviado Mysterium, entre ellos Reimarus Ursus (Nicolaus Reimers Bär) -el matemático imperial de Rodolfo II y un amargo rival de Tycho Brahe. Ursus no respondió directamente, pero reeditado halagadora carta de Kepler para dedicarse a su disputa prioridad sobre (lo que ahora se llama) la Sistema de Tycho con Tycho. A pesar de este punto negro, Tycho también comenzó a cartearse con Kepler, comenzando con una dura crítica pero legítimo del sistema de Kepler; entre una multitud de objeciones, Tycho se opuso a la utilización de datos numéricos inexactas tomadas de Copérnico . A través de sus cartas, Tycho y Kepler discutieron una amplia gama de problemas astronómicos, que habita en los fenómenos lunares y teoría de Copérnico (particularmente su viabilidad teológica). Pero sin los datos significativamente más precisa de observatorio de Tycho, Kepler no tenía forma de abordar muchas de estas cuestiones.
En cambio, él dirigió su atención a cronología y "armonía", la relaciones numerología entre música, las matemáticas y el mundo físico, y sus astrológicos consecuencias. Al asumir la Tierra de poseer un alma (una propiedad que más tarde invocar para explicar cómo el sol hace que el movimiento de los planetas), estableció un sistema especulativo de conexión aspectos astrológicos y las distancias astronómicas a tiempo y otros fenómenos terrenales. Por 1599, sin embargo, volvió a sentir su obra limitada por la inexactitud de los datos disponibles, al igual que la creciente tensión religiosa también estaba amenazando su continuo trabajo en Graz. En diciembre de ese año, Tycho invitó Kepler a visitarlo en Praga ; el 1 de enero 1600 (incluso antes de que recibió la invitación), Kepler partió con la esperanza de que el patrocinio de Tycho podía resolver sus problemas filosóficos, así como sus seres sociales y financieros. Cuando él era un hombre viejo, se le permitió continuar su trabajo en su casa solo.
Praga (1600-1612)
Trabajar para Tycho Brahe
El 4 de febrero de 1600, Kepler encontró Tycho Brahe y sus ayudantes Franz Tengnagel y Longomontanus en Benátky nad Jizerou (35 km de Praga), el lugar donde se está construyendo nuevo observatorio de Tycho. Durante los próximos dos meses se quedó en calidad de invitado, el análisis de algunas de las observaciones de Tycho de Marte ; Tycho vigilado sus datos de cerca, pero quedó impresionado por las ideas teóricas de Kepler y de pronto le permitió un mayor acceso. Kepler planeaba probar su teoría de Mysterium Cosmographicum basado en los datos de Marte, pero se estima que la obra tardaría hasta dos años (ya que no se le permitió simplemente copiar los datos para su propio uso). Con la ayuda de Johannes Jessenius, Kepler intentó negociar un acuerdo de empleo más formal con Tycho, pero las negociaciones se rompió en una discusión enojado y Kepler fue a Praga el 6 de abril Kepler y Tycho pronto reconciliaron y finalmente llegó a un acuerdo sobre las medidas salariales y de vida, y en junio, Kepler volvió a casa a Graz para recoger a su familia.
Las dificultades políticas y religiosas en Graz frustradas sus esperanzas de regresar inmediatamente a Tycho; con la esperanza de continuar sus estudios astronómicos, Kepler buscó un nombramiento como matemático para Archiduque Fernando. Para ello, Kepler compone un ensayo dedicado a Ferdinand-en el que propuso una teoría basada en la fuerza del movimiento lunar: "En Terra inest virtus, quae Lunam CIET" ("No es una fuerza en la tierra que hace que la luna de mover "). Aunque el ensayo no le ganan un lugar en la corte de Fernando, que dio detalles sobre un nuevo método para medir los eclipses lunares , que aplicó durante el 10 de julio del eclipse en Graz. Estas observaciones fueron la base de sus exploraciones de las leyes de la óptica que culminarían en Astronomiae Pars Optica.
El 2 de agosto de 1600, después de negarse a convertirse al catolicismo, Kepler y su familia fueron desterrados de Graz. Varios meses más tarde, Kepler regresó, ahora con el resto de su hogar, a Praga. A través de la mayor parte de 1601, que fue apoyada directamente por Tycho, que le asigna a analizar observaciones planetarias y escribir un tratado contra (por entonces fallecido) rival, Ursus de Tycho. En septiembre, Tycho le aseguró una comisión como colaborador en el nuevo proyecto que había propuesto al emperador: la Tablas Rudolfinas que deban sustituir a la Tablas de Prutenic Erasmus Reinhold. Dos días después de la inesperada muerte de Tycho el 24 de octubre de 1601, Kepler fue nombrado su sucesor como matemático imperial con la responsabilidad de completar su trabajo sin terminar. Los próximos 11 años como matemático imperial serían los más productivos de su vida.
Asesor emperador Rodolfo II
Obligación principal de Kepler como matemático imperial era proporcionar asesoramiento astrológico al emperador. Aunque Kepler tuvo una mala opinión de los intentos de los astrólogos contemporáneos para predecir con precisión el futuro o eventos específicos divinas, que había estado echando horóscopos detallados bien recibidos por amigos, familiares y clientes desde su época de estudiante en Tübingen. Además de horóscopos para los aliados y líderes extranjeros, el emperador buscó el consejo de Kepler en momentos de dificultad política (aunque recomendaciones de Kepler se basaban más en el sentido común de las estrellas). Rudolph se interesó activamente en el trabajo de muchos de sus alumnos judiciales (incluyendo numerosos alquimistas ) y se mantiene al día con el trabajo de Kepler en la astronomía física.
Oficialmente, las únicas doctrinas religiosas aceptables en Praga eran católicos y Utraquist, pero Kepler de la posición en la corte imperial le permitió practicar su fe luterana sin obstáculos. El emperador nominalmente proporciona una amplia ingresos para su familia, pero las dificultades de la tesorería imperial sobre-extendida significaba que en realidad apoderarse de dinero suficiente para cumplir con las obligaciones financieras fue una lucha continua. En parte debido a problemas financieros, su vida en casa con Barbara era desagradable, estropeado con peleas y combates de la enfermedad. Vida de la corte, sin embargo, trajo Kepler en contacto con otros destacados académicos ( Johannes Matthäus Wackher von Wackhenfels, Jost Bürgi, David Fabricius, Martin Bachazek, y Johannes Brengger, entre otros) y el trabajo astronómico procedieron rápidamente.
Astronomiae Pars Optica
Mientras lentamente continuó analizando las observaciones-ahora Marte de Tycho disponibles para él en su totalidad, y comenzó el lento proceso de tabulación de las Tablas Rudolfinas, Kepler también se llevó la investigación de las leyes de la óptica de su ensayo lunar de 1600. Tanto lunar y solar eclipses fenómenos inexplicables presentados, tales como tamaños de sombras inesperadas, el color rojo de un eclipse total de Luna, y la luz de los informes, inusual rodea un eclipse solar total. Temas relacionados de refracción atmosférica aplica a todas las observaciones astronómicas. A través de la mayor parte de 1603, Kepler detuvo su otro trabajo para centrarse en la teoría óptica; el manuscrito resultante, presentado al emperador el 1 de enero de 1604, fue publicado como Astronomiae Pars Optica (la parte óptica de la Astronomía). En ella, Kepler describió la ley del cuadrado inverso que rige la intensidad de la luz, reflexión por espejos planos y curvos, y los principios de cámaras estenopeicas, así como las implicaciones astronómicas de la óptica como paralaje y los tamaños aparentes de los cuerpos celestes. También extendió su estudio de la óptica para el ojo humano, y es considerado generalmente por los neurocientíficos para ser el primero en reconocer que las imágenes se proyectan invertidas y revertidas por la lente del ojo en la retina . La solución a este dilema no era de particular importancia a Kepler como él no lo vio como pertenecientes a la óptica, aunque sí sugirió que la imagen fue posteriormente corregida "en los huecos del cerebro" debido a la "actividad del Alma. " Hoy en día, Astronomiae Pars Optica es generalmente reconocido como el fundamento de la óptica moderna (aunque el ley de la refracción brilla por su ausencia). Con respecto a los inicios de la geometría proyectiva, Kepler introdujo la idea de cambio continuo de una entidad matemática en este trabajo. Argumentó que si un foco de una sección cónica se les permitió moverse a lo largo de la línea que une los focos, la forma geométrica sería transformar o degenerado, uno en otro. De esta manera, una elipse se convierte en una parábola cuando un foco se desplaza hacia el infinito, y cuando dos focos de una elipse se fundan entre sí, se forma un círculo. Como los focos de una hipérbola se funden en uno al otro, la hipérbola se convierte en un par de líneas rectas. También asume que si una línea recta se extiende hasta el infinito que se reunirá en sí en una sola punto en el infinito, teniendo así las propiedades de un círculo grande. Esta idea fue posteriormente utilizado por Pascal , Leibniz , Monge y Poncelet, entre otros, y se hizo conocido como continuidad geométrica y como el Ley o principio de continuidad.
La supernova de 1604
En octubre de 1604, una brillante nueva estrella de la tarde ( SN 1604) apareció, pero Kepler no creía los rumores hasta que lo vio a sí mismo. Kepler comenzó a observar sistemáticamente la nebulosa. Astrológicamente, el final de 1603 marcó el comienzo de una ardiente trígono, el inicio de la ca. Ciclo de 800 años de grandes conjunciones; astrólogos asocian los dos de tales períodos anteriores con el ascenso de Carlomagno (ca. 800 años antes) y el nacimiento de Cristo (ca. 1600 años antes), y los eventos de este modo esperados de gran señal, especialmente en relación con el emperador. Fue en este contexto, como el matemático imperial y astrólogo al emperador, que Kepler describió la nueva estrella dos años más tarde en su De Stella Nova. En ella, Kepler abordó propiedades astronómicas de la estrella mientras toma un enfoque escéptico a las muchas interpretaciones astrológicas entonces en circulación. Señaló su luminosidad decoloración, especuló sobre su origen, y se utiliza la falta de observada paralaje para argumentar que fue en la esfera de las estrellas fijas, socavando aún más la doctrina de la inmutabilidad de los cielos (la idea aceptada desde Aristóteles que la esferas celestiales eran perfectos e inmutables). El nacimiento de una nueva estrella a entender la variabilidad de los cielos. En un apéndice, Kepler también discutió la reciente trabajo cronología del historiador polaco Laurentius Suslyga; calculó que, si Suslyga era correcto que aceptan plazos cuatro años de retraso, entonces el Estrella de Belén-análoga a la actual nueva estrella habría coincidido con la primera gran conjunción del ciclo anterior de 800 años.
Astronomia nova
La línea extendida de la investigación que culminó en Astronomia nova (A New Astronomy) -incluyendo las dos primeras leyes del movimiento planetario -comenzó con el análisis, bajo la dirección de Tycho, de Marte órbita '. Kepler calculados y recalculados varias aproximaciones de la órbita de Marte utilizando una ecuante (la herramienta matemática que Copérnico había eliminado con su sistema), creando finalmente un modelo que, en general estuvo de acuerdo con las observaciones de Tycho para dentro de dos minutos de arco (el promedio de error de medición). Pero él no estaba satisfecho con el resultado complejo y todavía poco inexacta; en ciertos puntos el modelo difiere de los datos por un máximo de ocho minutos de arco. La amplia gama de métodos tradicionales de la astronomía matemática haberle fallado, Kepler dedicó a tratar de encajar una órbita ovoide a los datos.
Dentro de vista religioso de Kepler del cosmos, el Sol (símbolo de Dios Padre) era la fuente de fuerza motriz en el sistema solar. Como una base física, Kepler llamó por analogía en William Gilbert teoría del alma magnético de la Tierra desde De Magnete (1600) y en su propio trabajo sobre óptica. Kepler supone que la fuerza motriz (o especies motrices) radiada por el Sol se debilita con la distancia, haciendo más rápido o más lento de movimiento como los planetas se mueven más cerca o más lejos de ella. Tal vez este supuesto implicaba una relación matemática que restaurar el orden astronómico. Sobre la base de mediciones de la afelio y perihelio de la Tierra y Marte, creó una fórmula en la que la tasa de un planeta de movimiento es inversamente proporcional a su distancia del Sol Verificación de esta relación a lo largo del ciclo orbital, sin embargo, se requiere muy extensa cálculo; para simplificar esta tarea, a finales de 1602 Kepler reformuló la proporción en términos de geometría: planetas barren áreas iguales en tiempos iguales la segunda ley de -Kepler del movimiento planetario.
Luego se dedicó a calcular toda la órbita de Marte, utilizando la ley de velocidad geométrica y asumiendo una forma de huevo órbita ovoide. Después de aproximadamente 40 intentos fallidos, a principios de 1605, por fin se le ocurrió la idea de una elipse , que había asumido previamente que una solución demasiado simple para los astrónomos anteriores a haber pasado por alto. Al comprobar que una órbita elíptica ajusta a los datos de Marte, de inmediato llegó a la conclusión de que todos los planetas se mueven en elipses, con el sol a primera ley uno de los focos de -Kepler del movimiento planetario. Porque él no empleó asistentes de cálculo, sin embargo, él no se extendió el análisis matemático más allá de Marte. A finales del año, completó el manuscrito de Astronomia nova, aunque no se publicó hasta 1609 debido a las disputas legales sobre el uso de las observaciones de Tycho, la propiedad de sus herederos.
Dioptrice, Somnium manuscrito y otros trabajos
En los años siguientes a la finalización de Astronomia Nova, la mayor parte de la investigación de Kepler se centró en los preparativos para las tablas de Rudolphine y un conjunto completo de efemérides (predicciones específicas de posiciones de planetas y estrellas), según la tabla (aunque ni se completarían durante muchos años). También intentó (sin éxito) para comenzar una colaboración con el astrónomo italiano Giovanni Antonio Magini. Algunos de sus otros trabajos trataron con cronología, especialmente la que data de los acontecimientos en la vida de Jesús, y con la astrología, sobre todo la crítica de las predicciones dramáticas de catástrofe como las de Helisaeus Roeslin.
Kepler y Roeslin participan en serie de ataques publicados y contraataques, mientras el médico Philip Feselius publicó un trabajo astrológico desestimando por completo (y el trabajo de Roeslin en particular). En respuesta a lo que Kepler vio como los excesos de la astrología por un lado, y el rechazo de exceso de celo en el otro, Kepler preparó Tertius interveniens (Las intervenciones de terceros). Nominalmente este trabajo presentado al patrón común de Roeslin y Feselius-era una mediación neutral entre los eruditos en disputa, sino que también establece puntos de vista generales de Kepler sobre el valor de la astrología, incluyendo algunos mecanismos hipotéticos de interacción entre los planetas y las almas individuales. Mientras Kepler considera la mayoría de las normas y métodos de la astrología tradicional para ser el "maloliente estiércol" en el que raspa "una gallina diligente", hubo un "grano de semilla de vez en cuando, de hecho, incluso una perla o una pepita de oro" para encontrarse por el astrólogo científico de conciencia.
En los primeros meses de 1610, Galileo Galilei -utilizando su nuevo y poderoso telescopio -discovered cuatro satélites en órbita alrededor de Júpiter . Tras la publicación de su cuenta como Sidereus Nuncius (Starry Messenger), Galileo buscó la opinión de Kepler, en parte para reforzar la credibilidad de sus observaciones. Kepler respondió con entusiasmo, con una respuesta publicada a corto, Dissertatio cum Nuncio sidéreo (Conversación con el mensajero de los astros). Respaldó las observaciones de Galileo y ofreció una serie de especulaciones sobre el significado y las implicaciones de los descubrimientos de Galileo y métodos telescópicas, para la astronomía y la óptica, así como la cosmología y la astrología. Más tarde ese año, Kepler publicó sus propias observaciones telescópicas de las lunas en Narratio de Jovis Satellitibus, con un mayor apoyo de Galileo. Para decepción de Kepler, sin embargo, Galileo nunca publicó sus reacciones (en su caso) a Astronomia Nova. :(
Después de enterarse de los descubrimientos telescópicos de Galileo, Kepler también comenzó una investigación teórica y experimental de la óptica telescópicas utilizando un telescopio prestado de duque Ernesto de Colonia. El manuscrito resultante se completó en septiembre de 1610 y publicado como Dioptrice en 1611. En ella, Kepler estableció la base teórica de doble convexa lentes convergentes y divergentes de doble cóncavos lentes y la forma en que se combinan para producir un Telescopio de Galileo como así como los conceptos de reales vs. imágenes virtuales, frente a imágenes invertidas en posición vertical, y los efectos de la distancia focal de ampliación y reducción. También describió un telescopio de ahora mejorada conocida como la astronomía o Telescopio Kepler -en el que dos lentes convexas pueden producir un aumento mayor de la combinación de Galileo de lentes cóncavas y convexas.
Alrededor de 1611, Kepler hizo circular un manuscrito de lo que eventualmente sería publicado (a título póstumo) como Somnium (El sueño). Parte del propósito de Somnium fue describir lo que la astronomía práctica sería como desde la perspectiva de otro planeta, para demostrar la viabilidad de un sistema no geocéntrico. El manuscrito, que desapareció después de haber cambiado de manos varias veces, describe un fantástico viaje a la luna; era alegoría parte, parte autobiografía, y parte tratado sobre los viajes interplanetarios (y algunas veces se describe como la primera obra de ciencia ficción). Años más tarde, una versión distorsionada de la historia pudo haber instigado el juicio por brujería en contra de su madre, como la madre de la narradora consulta a un demonio para aprender los medios de los viajes espaciales. Después de su eventual absolución, Kepler compuesto 223 notas a los tiempos pisos varios largos que el texto que real explicó los aspectos alegóricos, así como el contenido científico considerable (en particular con respecto a la geografía lunar) ocultos dentro del texto.
El trabajo en las matemáticas y la física
Como un regalo de Año Nuevo de ese año, él también compuso para su amigo y alguna vez patrona Baron von Wackher Wackhenfels un breve folleto titulado Strena Seu de Nive sexangula (regalo de Año Nuevo de la nieve hexagonal). En este tratado, publicó la primera descripción de la simetría hexagonal de los copos de nieve y, extendiendo la discusión en una hipotética base física atomista de la simetría y plantea lo que más tarde se conoció como la Conjetura de Kepler, una declaración sobre la disposición más eficiente para el embalaje de las esferas. Kepler fue uno de los pioneros de las aplicaciones matemáticas de infinitesimales, ver Ley de Continuidad.
Problemas personales y políticos
En 1611, la creciente tensión político-religioso en Praga llegó a un punto crítico. Emperador Rodolfo, cuya salud estaba fallando-se vio obligado a abdicar como Rey de Bohemia por su hermano Matías. Ambas partes solicitaron asesoramiento astrológico de Kepler, una oportunidad que utiliza para entregar asesoría política conciliadora (con poca referencia a las estrellas, excepto en los estados generales de desalentar una acción drástica). Sin embargo, estaba claro que las perspectivas futuras de Kepler en la corte de Matthias eran tenues.
También en ese año, Barbara Kepler contrajo Fiebre manchada húngaro, entonces empezó a tener convulsiones. Como Barbara estaba recuperando, los tres hijos de Kepler todos cayeron enfermos de viruela ; Friedrich, 6, murió. Tras la muerte de su hijo, Kepler envió cartas a los clientes potenciales en Württemberg y Padua. En el Universidad de Tübingen en Württemberg, la preocupación por Kepler de la perciben Herejías calvinistas en violación de la Confesión de Augsburgo y el Fórmula de Concordia impidió su regreso. La Universidad de Padua y en la recomendación de la salida buscada Galileo Kepler para llenar la cátedra de matemáticas, pero Kepler, prefiriendo mantener a su familia en el territorio alemán, en vez viajó a Austria para concertar una posición como profesor y matemático distrito en Linz. Sin embargo, Barbara volvió a caer en la enfermedad y murió poco después del regreso de Kepler.
Kepler pospuso el paso a Linz y permaneció en Praga hasta la muerte de Rudolph a principios de 1612, aunque entre la agitación política, la tensión religiosa, y la tragedia familiar (junto con la disputa legal por la herencia de su esposa), Kepler podría hacer ninguna investigación. En su lugar, monté un manuscrito cronología, Eclogae Chronicae , desde correspondencia y trabajos anteriores. Tras la sucesión como emperador del Sacro Imperio, Matthias reafirmó la posición de Kepler (y salario) como matemático imperial, sino que le permitió pasar a Linz.
Linz y en otros lugares (1612-1630)
En Linz, las responsabilidades primarias de Kepler (más allá de completar las tablas de Rudolphine ) enseñaban en la escuela del distrito y la prestación de servicios astrológicos y astronómicos. En sus primeros años allí, le gustaba la seguridad financiera y la libertad religiosa en relación con su vida en Praga, aunque fue excluido de la Eucaristía por su iglesia luterana sobre sus escrúpulos teológicos. Su primera publicación fue en Linz De vero Anno (1613), un tratado ampliado en el año del nacimiento de Cristo; también participó en las deliberaciones sobre la conveniencia de introducir el Papa Gregorio calendario reformado a tierras alemanas protestantes; ese año también escribió el tratado matemático influyente Nova stereometria doliorum vinariorum , en la medición del volumen de contenedores, como los barriles de vino, publicado en 1615.
Segundo matrimonio
El 30 de octubre de 1613, Kepler se casó a los 24 años de edad, Susanna Reuttinger. Tras la muerte de su primera esposa Barbara, Kepler había considerado 11 partidos diferentes. Finalmente regresó a Reuttinger (el quinto partido) quien, escribió, "me conquistó con amor, lealtad humilde, economía del hogar, la diligencia y el amor que ella le dio a los hijastros." Los tres primeros hijos de este matrimonio (Margareta Regina, Katharina y Sebald) murieron en la infancia. Tres más sobrevivieron hasta la edad adulta: Cordula (b 1.621.); Fridmar (b. 1623); y Hildebert (b. 1625). Según los biógrafos de Kepler, se trataba de un matrimonio más feliz que el primero.
Epítome de la astronomía copernicana, calendarios y el ensayo de la bruja de su madre
Desde que completó la Astronomia nova , Kepler había tenido la intención de componer un libro de texto de astronomía. En 1615, completó el primero de tres volúmenes de Epítome Astronomiae Copernicanae ( Epítome de Copérnico Astronomía ); el primer volumen (libros I-III) fue impreso en 1617, el segundo (libro IV) en 1620, y la tercera (libros V-VII) en 1621. A pesar del título, que se referían simplemente a heliocentrismo, libro de texto de Kepler culminó en su propio sistema basado en elipse. El Epítome convirtió en la obra más influyente de Kepler. Contenía todas las tres leyes del movimiento planetario y trató de explicar los movimientos celestes por causas físicas. A pesar de que se extendió de forma explícita las dos primeras leyes del movimiento planetario (aplicado a Marte en Astronomia nova ) a todos los planetas, así como la Luna y los satélites de Júpiter Medici, que no explicó cómo las órbitas elípticas se pudieran derivar de los datos de observación.
Como spin-off de las tablas de Rudolphine y los relacionados Efemérides , Kepler publicó calendarios astrológicos, que eran muy populares y ayudaron a compensar los costos de la producción de su otro trabajo, sobre todo cuando el apoyo de la tesorería imperial fue retenido. En sus calendarios y seis entre 1617 y 1624-Kepler pronostican posiciones planetarias y el clima, así como los acontecimientos políticos; estos últimos eran a menudo astutamente precisa, gracias a su aguda comprensión de las tensiones políticas y teológicas contemporáneas. Por 1624, sin embargo, la escalada de esas tensiones y la ambigüedad de las profecías significaron problemas políticos por sí mismo Kepler; su calendario final fue quemado públicamente en Graz.
En 1615, Ursula Reingold, una mujer en una disputa financiera con el hermano de Kepler Christoph, afirmó la madre de Kepler Katharina había hecho enferma con un brebaje mal. La disputa se intensificó, y en 1617, Katharina fue acusado de brujería; juicios por brujería eran relativamente comunes en el centro de Europa en este momento. A partir de agosto 1620 fue encarcelada durante catorce meses. Fue puesta en libertad en octubre de 1621, gracias en parte a la amplia defensa legal elaborado por Kepler. Los acusadores no tenían evidencia más fuerte que rumores, junto con una versión distorsionada, de segunda mano de Kepler Somnium , en el que una mujer mezcla pociones y alista la ayuda de un demonio. Katharina fue sometido a territio Verbalis , una descripción gráfica de la tortura a la espera de ella como una bruja, en un último intento de hacerla confesar. A lo largo del juicio, Kepler pospuso su otro trabajo para centrarse en su "teoría armónica". El resultado, publicado en 1619, fue Harmonices Mundi ("Armonía del Mundo").
Harmonices Mundi
Kepler estaba convencido "de que las cosas geométricas han proporcionado el Creador con el modelo para la decoración de todo el mundo." En Armonía , intentó explicar las proporciones de los -particularmente mundo los astronómicos y astrológicos naturales aspectos-en términos de música. El conjunto central de "armonías" fue la musica universal o "música de las esferas", que habían sido estudiados por Pitágoras , Tolomeo y muchos otros antes de Kepler; de hecho, poco después de la publicación de Harmonices Mundi , Kepler se vio envuelto en una disputa con prioridad Robert Fludd, que había publicado recientemente su propia teoría armónica.
Kepler comenzó explorando los polígonos regulares y sólidos regulares , incluyendo las cifras que vendrían a ser conocido como sólidos de Kepler. A partir de ahí, extendió su análisis armónico de la música, la meteorología y la astrología; armonía resultado de los tonos hechas por las almas de los cuerpos celestes, y en el caso de la astrología, la interacción entre los tonos y las almas humanas. En la parte final de la obra (libro V), Kepler trató movimientos planetarios, especialmente las relaciones entre velocidad orbital y la distancia orbital del Sol Relaciones similares habían sido utilizados por otros astrónomos, pero Kepler-con los datos de Tycho y sus propias teorías astronómicas ellos tratados con mucha mayor precisión y se adjunta un nuevo significado físico a ellos.
Entre muchas otras armonías, Kepler articula lo que llegó a ser conocida como la tercera ley del movimiento planetario . Luego trató muchas combinaciones, hasta que descubrió que (aproximadamente) " La plaza de los tiempos periódicos son entre sí como los cubos de las distancias medias . " A pesar de que da la fecha de esta epifanía (8 de marzo 1618), él no da ningún detalle acerca de cómo llegó a esta conclusión. Sin embargo, el significado más amplio de la dinámica planetaria de esta ley puramente cinemático no se dio cuenta hasta que la década de 1660. Porque cuando en conjunción con la ley Christian Huygens 'recién descubierto de la fuerza centrífuga que permitió a Isaac Newton , Edmund Halley y tal vez Christopher Wren y Robert Hooke para demostrar independientemente que la supuesta atracción gravitatoria entre el Sol y sus planetas disminuye con el cuadrado de la distancia entre ellos . Esto refuta la suposición tradicional de la física escolástica que el poder de atracción gravitacional se mantuvo constante con la distancia cada vez que se aplica entre dos cuerpos, como fue asumido por Kepler y Galileo en su ley universal errónea de que la caída gravitacional se acelera de manera uniforme, y también por estudiante de Galileo Borrelli en sus 1.666 mecánica celeste. William Gilbert , después de experimentar con imanes decidió que el centro de la Tierra fue un gran imán. Su teoría llevó a Kepler a pensar que una fuerza magnética del Sol condujo planetas en sus propias órbitas. Era una explicación interesante para el movimiento planetario, pero estaba equivocado. Antes los científicos podrían encontrar la respuesta correcta, que necesitaban saber más sobre el movimiento.
Tablas Rudolphiney sus últimos años
En 1623, Kepler completó por fin las tablas de Rudolphine , que en ese momento se consideró su obra principal. Sin embargo, debido a los requisitos de publicación del emperador y las negociaciones con el heredero de Tycho Brahe, sería no se imprimirá hasta 1627. Mientras tanto, la tensión-religioso de la raíz de los continuos Treinta Años Guerra-una vez más puso Kepler y su familia en peligro . En 1625, agentes de la Contrarreforma católica colocan la mayor parte de la biblioteca de Kepler en sobre sellado, y en 1626 fue sitiada la ciudad de Linz. Kepler se trasladó a Ulm, donde se organizó para la impresión de las Tablas a sus propias expensas.
En 1628, a raíz de los éxitos militares de los ejércitos del emperador Ferdinand menores general Wallenstein, Kepler se convirtió en un asesor oficial a Wallenstein. Aunque no es astrólogo de la corte del general per se, Kepler proporciona cálculos astronómicos para los astrólogos de Wallenstein y ocasionalmente escribió él mismo horóscopos. En sus últimos años, Kepler pasó gran parte de su tiempo viajando, de la corte imperial en Praga a Linz y Ulm a un hogar temporal en Sagan, y finalmente a Regensburg. poco de llegar a Regensburg, Kepler se enfermó. Murió el 15 de noviembre de 1630, y fue enterrado allí; su lugar de enterramiento se perdió después de que el ejército sueco destruyó el cementerio. Sólo la auto-autor epitafio poética de Kepler sobrevivió a los tiempos:
- Coelos Eram mensus, nunc terrae Metior umbras
- Mens coelestis erat, corporis umbra IACET.
- Medí los cielos, ahora las sombras que miden
- Skybound era la mente, Earthbound el cuerpo descansa.
Recepción de su astronomía
Las leyes de Kepler no fueron aceptadas inmediatamente. Varias figuras importantes, como Galileo y René Descartes ignorados por completo de Kepler Astronomia nova. Muchos astrónomos, entre ellos el maestro de Kepler, Michael Maestlin, se opusieron a la introducción de Kepler de la física en la astronomía. Algunas posiciones de compromiso adoptadas. Ismael Boulliau aceptadas órbitas elípticas pero reemplazados ley área de Kepler con movimiento uniforme con respecto al foco vacío de la elipse, mientras que Seth Ward, utiliza una órbita elíptica con movimientos definidos por un ecuante.
Varios astrónomos probaron la teoría de Kepler, y sus diversas modificaciones, en contra de las observaciones astronómicas Epítome de astronomía copernicana fue leído por los astrónomos de toda Europa, y tras la muerte de Kepler fue el principal vehículo para la difusión de las ideas de Kepler. Entre 1630 y 1650, fue el libro de texto de astronomía más utilizado, ganando muchos adeptos a la astronomía basada en la elipse. Sin embargo, pocos adoptaron sus ideas sobre la base física de los movimientos celestes. A finales del siglo 17, una serie de teorías astronómicas físicas dibujo de Kepler trabajo en particular los de Giovanni Alfonso Borelli y Robert Hooke-comenzó a incorporar fuerzas de atracción (aunque no la especie de motivo cuasi espiritual postulados por Kepler) y el concepto cartesiano de inercia. Esto culminó en Isaac Newton 's Principia Mathematica (1687), en el que Newton derivó las leyes de Kepler del movimiento planetario de una teoría basada en la fuerza de la gravitación universal. Más allá de su papel en el desarrollo histórico de la astronomía y la filosofía natural, Kepler ha cobrado mucha importancia en la filosofía y historiografía de la ciencia. Kepler y sus leyes del movimiento fueron centrales en las historias tempranas de la astronomía como las de Jean Etienne Montucla 1758 Histoire des Matemáticas y Jean-Baptiste Delambre de 1821 Histoire de l'astronomie moderne . Estas y otras historias escritas desde un Ilustración perspectiva tratados argumentos metafísicos y religiosos de Kepler con escepticismo y desaprobación, pero más tarde los filósofos naturales romántica de la época vieron estos elementos tan fundamentales para su éxito. William Whewell, en su influyente historia de las ciencias inductivas de 1837, Kepler encontrado para ser el arquetipo del genio científico inductivo; en su Filosofía de las ciencias inductivas de 1840, Whewell celebró Kepler como la encarnación de las formas más avanzadas de método científico. Del mismo modo, Ernst Friedrich Apelt-los primeros en estudiar ampliamente manuscritos de Kepler, después de su compra por parte de Catalina la Grande -identificada Kepler como una clave para el " Revolución de las ciencias ". Apelt, que vio las matemáticas de Kepler, sensibilidad estética, las ideas físicas, y de teología, como parte de un sistema unificado de pensamiento, produjo el primer análisis ampliado de la vida y la obra de Kepler. El debate sobre el lugar de Kepler en la revolución científica también ha producido una amplia variedad de tratamientos filosóficos y populares. Uno de los más influyentes es de Arthur Koestler 1959 Los sonámbulos , en el que Kepler es inequívocamente el héroe (moral y teológica, así como intelectualmente) de la revolución. Filósofos influyentes de la ciencia, tales como Charles Sanders Peirce, Norwood Russell Hanson, Stephen Toulmin, y Karl Popper volvieron -tienen varias veces para Kepler: ejemplos de inconmensurabilidad, el razonamiento analógico, la falsificación, y muchos otros conceptos filosóficos se han encontrado en la obra de Kepler. Físico Wolfgang Pauli incluso Kepler de segunda mano conflicto de prelación con Robert Fludd para explorar las implicaciones de la psicología analítica en la investigación científica. Un bien recibido, si fantasiosa, novela histórica de John Banville, Kepler (1981), exploró muchos de los temas desarrollados en la narrativa de no ficción de Koestler y en la filosofía de la ciencia. Algo más extravagante es una obra reciente de ficción, intriga Celestial (2004), lo que sugiere que Kepler asesinado Tycho Brahe para tener acceso a sus datos. Kepler ha adquirido una imagen popular como un icono de la modernidad científica y un hombre antes de su tiempo; divulgador de ciencia Carl Sagan lo describió como "el primer astrofísico y el último astrólogo científico. " El compositor alemánPaul Hindemith escribió una ópera sobre Kepler titulado Die Welt der Harmonie, y una sinfonía del mismo nombre se deriva de la música para la ópera. En Austria, Kepler dejó un legado histórico que fue uno de los motivos de la moneda de colección de plata: el 10-euro Johannes Kepler moneda de plata, acuñada el 10 de septiembre de 2002. El reverso de la moneda tiene un retrato de Kepler , que pasó algún tiempo enseñando en Graz y las áreas circundantes. Kepler estaba familiarizado con el príncipe Hans Ulrich von Eggenberg personalmente, y probablemente influyó en la construcción del Castillo de Eggenberg (el motivo del anverso de la moneda). Frente a él, en la moneda es el modelo de esferas anidadas y poliedros de Mysterium Cosmographicum . En 2009,la NASAnombró laMisión Kepler para las contribuciones de Kepler en el campo de la astronomía. EnNueva ZelandaParque Nacional de Fiordland s también hay una serie de montañas de El nombre de Kepler, llamado lasmontañas de Kepler y de tres días Walking Trail conocido como elKepler Track a través de las montañas del mismo nombre. Kepler es honrado junto conNicolás Copérnicocon un día de la fiesta en la calendario litúrgico de la Iglesia Episcopal (EE.UU.) el 23 de mayo. El legado histórico y cultural
Veneración
Obras
