Johanes Kepler

Johann Kepler byl astronom německého původu, který zjistil, že planety obíhají okolo Slunce po oběžných drahách ve tvaru elips a že Slunce je hlavní silou, která určuje tvar těchto oběžných drah

Životopis:

Narodil se 27. prosince 1571 ve svobodném městě Svaté říše římské Weil der Stadt nedaleko Württenburgu. Jeho otec byl žoldnéř, matka byla dcerou hostinského. Johannes byl jejich první dítě. Svého otce viděl naposledy, když mu bylo 5 let - zemřel ve válce. Ve svých šesti letech pozoruje Kepler na obloze výraznou kometu a to v něm probouzí zájem o astronomii. V roce 1588 dokončuje svá první studia na universitě v německém Tübingenu, kde studoval, s úmyslem stát se knězem luteránské církve. O rok později začíná studovat filosofii, matematiku a astronomii na téže universitě. Zde studoval astronomii u významného astronoma té doby Michaela Maestlina. Roku 1591 ji absolvuje a začíná se připravovat na teologické povolání. Po třech letech myšlenku stát se knězem opouští a nastupuje jako učitel matematiky a astronomie v rakouském Štýrském Hradci.
V roce 1595 vytváří kalendář astrologických předpovědí pro tento rok (tvorbou astrologického kalendáře si vylepšoval svůj příjem). Rok na to vydává Mysterium cosmographicum (Záhady vesmíru). Najdeme zde jeho předpoklad, že vzdálenosti všech šesti známých planet od Slunce mohou být porovnány s pěti pravidelnými geometrickými tělesy (čtyřstěn, krychle, osmistěn, dvanáctistěn a dvacetistěn).
Roku 1598 je Kepler kvůli pronásledování protestantů katolíky přinucen opustit Hradec. Rok stráví v Praze a opět se vrací do Štýrského Hradce. Odtud je následujícího léta opět vyhnán a vrací se do Prahy. Stává se pomocníkem dánského astronoma Tychona Brahe. V roce 1601 Brahe umírá a Kepler po něm přebírá jeho funkci dvorního matematika císaře Svaté říše římské, Rudolfa II.
V říjnu 1604 pozoruje supernovu, která je od té doby známa jako Keplerova nova. Roku 1609 vydává Astronomia nova (Nová astronomie), ve které ukazuje, že planety se pohybují kolem Slunce po eliptických drahách, v jejichž ohnisku leží Slunce. Plochy, opsané průvodičem planety, jsou si pro stejný časový úsek rovné. Tato tvrzení jsou dnes známa jako Keplerův první a druhý zákon. Dva roky nato publikuje Dioptrice, spis věnovaný optice a návrhu dalekohledů. Jeho návrh, jak konstruovat dalekohled se stává v astronomii standardem. Po smrti císaře Rudolfa II. (1612) Kepler odchází do Lince a stává se vrchním matematikem Horních Rakous. Roku 1617 vychází první tři knihy Keplerova sedmisvazkového díla Epitome astronomiae copernicanae (Souhrn koperníkovské astronomie). Je to systematický, velmi vlivný pohled na heliocentrický model. Další svazky vycházejí v letech 1620-21. V roce 1619 vydává Harmonia mundi (Harmonie světa), kde uvádí vztah mezi vzdáleností planety od Slunce a její oběžnou dobou. Tento vztah je znám jako třetí Keplerův zákon. Roku 1627 dokončuje Tabulae rudolphinae (Rudolfínské tabulky), katalog 1 005 hvězd. Katalog započal již Tycho Brahe. Obsahuje efemeridy (tabulky předpovězených poloh) planet podle Keplerových nových zákonů.
V roce 1628 se stává soukromým matematikem Albrechta z Valdštejna, vévody Frýdlantského a velitele císařské armády Ferdinanda II. 15. listopadu 1630 v důsledku horečky na cestě do Řezna v Bavorsku umírá. Rok po jeho smrti vychází jeho sci-fi příběh Solemnium, který napsal o 20 let dříve. Popisuje sen o cestě na Měsíc.
Keplerovy zákony:

I. Keplerův zákon popisuje tvar trajektorie planety

Planety se pohybují kolem Slunce po elipsách, které jsou málo odlišné
od kružnic, v jejichž společném ohnisku je Slunce.

II. Keplerův zákon vysvětluje pohyb planety

Obsahy ploch opsaných průvodičem planety za jednotku času jsou
konstantní.

Průvodič planety rozumíme úsečku, která spojuje střed planety se středem Slunce. Délka průvodiče se mění při pohybu planety od nejmenší hodnoty v perihéliu (přísluní) do nejdelší v aféliu (odsluní). Plochy opsané tímto průvodičem jsou stejné. Z toho vyplívá, že pohyb planety v trajektorii je nerovnoměrný. Rychlost v perihéliu P je maximální (vp), následně klesá až je v aféliu A minimální (va). Země je například v perihéliu v lednu a v aféliu v červenci. Důsledkem toho je zimní půlrok na severní polokouli kratší než letní.

III. Keplerův zákon vyjadřuje vztah mezi oběžnými dobami planet a délkami hlavních poloos
eliptických trajektorií.

Poměr druhých mocnin oběžných dob dvou planet se rovná poměru
třetích mocnin hlavních poloos jejich trajektorií.

Matematicky vyjádřeno: T²1/T²2 = a³1/a³

Kde a1, a2 jsou délky hlavních poloos a T1, T2 jsou jejich oběžné doby kolem Slunce.

Závěr:

Kepler svými objevy prolomil staleté názory a tradice. Jeho tři zákony o pohybu planet, známé jako Keplerovy zákony, měly hluboký a základní vliv na následující generace astronomů a zůstávají dodnes základem pro pochopení sluneční soustavy. Kepler byl jedním z nejvýznamnějších obhájců heliocentrické teorie sluneční soustavy.

Literatura:

Dr. Pešková - prof. Kropáčková a kol.: Přehled středoškolského učiva Fyzika. Praha,
nakladatelství ORFEUS 1992

Lank; Vladimír – Vondra; Miroslav: Fyzika v kostce. Havlíčkův Brod, nakladatelství
FRAGMENT 1996

Kinderslei; D.: Encyklopedie vesmíru. Praha, vydavatelství Multimédia 1997

www.hyperlink.cz/bures/o_kepler.htm

www.aldebaran.cz