Johannes Kepler

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk
Johannes Kepler
Johannes Kepler
Et portrett av Johannes Kepler fra 1610, malt av ukjent kunstner
Født 27. desember 1571
Den frie riksstad Weil der Stadt nær Stuttgart, Det tysk-romerske rike (nå del av Region Stuttgart i Baden-Württemberg, Tyskland)
Død 15. november 1630 (58 år)
Regensburg, Kurfyrstedømmet Bayern, Det tysk-romerske rike (nå Tyskland)
Yrke
  (Keplers lover for planetenes bevegelser)
Religion Lutherdom
Bopel Württemberg; Steiermark; Bohemia; Oberösterreich
Institusjoner Universitetet i Linz
Alma mater Eberhard-Karls-Universität Tübingen
Fagfelt Astronomi, astrologi, matematikk og naturfilosofi
Kjent for Keplers lover for planetenes bevegelser
Signatur
Johannes Keplers signatur

Johannes Kepler (født 27. desember 1571 i den frie riksstad Weil der Stadt nær Stuttgart, død 15. november 1630 i Regensburg) var en tysk matematiker, astronom og astrolog. Han var en av nøkkelpersonene under den vitenskapelige revolusjonen på 1600-tallet og er best kjent for for hans selvtitulerte lover om planetenes bevegelser, kodifisert av senere astronomer, og basert på hans verker Astronomia nova, Harmonices Mundi og Epitome Astronomiae Copernicanae. Disse verkene ga også grunnlaget for Isaac Newtons teori om universell gravitasjon.

I løpet av karrieren underviste Kepler i matematikk ved en seminarskole i Graz, Østerrike, hvor han ble medarbeider til Hans Ulrich von Eggenberg. Senere ble han assistent til den danske astronomen Tycho Brahe, og til slutt for den keiserlige matematikeren Rudolf II og hans to etterfølgere Matthias og Ferdinand II. Han var også matematikklærer i Linz, Østerrike, og en rådgiver for General Wallenstein. I tillegg gjorde han grunnleggende arbeider innen optikk, oppfant en forbedret refraktor og nevnte de teleskopiske funnene til Galileo Galilei.

Kepler levde i en æra hvor det ikke fantes noe klart skille mellom astronomi og astrologi, men det fantes et sterkt skille mellom astronomi (en gren av matematikken innenfor de frie kunstene) og fysikk (en gren av naturfilosofien). Kepler innlemmet også religiøse argumenter og resonnementer i sitt arbeid, motivert av religiøs overbevisning og tro om at Gud hadde skapt verden i følge en forståelig plan tilgjengelig gjennom naturlig lys av fornuft.[1] Kepler beskrev hans nye astronomi som «himmelfysikk»,[2] som «en utflukt i Aristoteles' metafysikk»[3] og som et supplement til Aristoteles' På himmelen,[4] og han forandret den gamle tradisjonen med fysisk kosmologi ved å behandle astronomien som en del av en universell matematisk fysikk.[5]

Biografi[rediger | rediger kilde]

Huset i Weil der Stadt hvor Kepler ble født.
Den store kometen i 1577 som Kepler så som barn, og som vakte mye oppmerksomhet i hele Europa.

Oppvekst og utdannelse (1571-1594)[rediger | rediger kilde]

Hans far Heinrich Kepler var soldat. Hans mor, Katharina Guldenmann, var datter av borgermesteren i landsbyen Eltingen. Voelkel skriver at han vokste opp i et hjem med en ubehagelig atmosfære, og at det mest var moren som oppfostret han. Kepler selv beskrev henne som en med skarp tunge som var kranglesyk, og det er ingen tvil om at hun var en kvinne som folk ikke likte.[6]

Fire år gammel fikk han synet og hendene skadet av sykdommen kopper. Fem år gammel flyttet familien til byen Leonberg. Her fikk han adgang til det gode utdanningssystemet i hertugdømmet Württemberg. Han begynte på ordinær tysk skole men ble tidlig overført til latinskolen, som forberedte elevene på universitetsutdannelse.

Han ble tidlig introdusert for astronomi. I 1577 så han den store kometen som viste seg, han skriver at moren tok ham med til et høyt sted for å se den; og i 1580 fikk han se en måneformørkelse.[7] Hans reduserte syn begrenset imidlertid mulighetene til astronomiske observasjoner.

Han likte å gjøre utfordrende mentale øvelser, som f.eks. å memorere de lengste salmene i Bibelen, og han hadde glede av å skrive dikt der han benyttet anagrammer og akrostika. På skolen var det svært viktig for ham å være best i klassen.

Württemberg var protestantisk område, og i tiårene etter reformasjonen var det vanlig at det ble diskutert og markert hva som skilte dem fra katolikkene og fra andre protestantiske retninger. Voelkel skriver at han som gutt aldri aksepterte det som ble sagt i kirken før han selv hadde vurdert argumentasjonen og undersøkt hva Bibelen sa.[8] Han kombinerte elementer fra ulike kristne retninger og også fra gresk filosofi. Han opplevde også et kall til å bli prest.

Etter studier ved seminaret i Maulbronn, fikk han i 1589 av hertug Ludwig av Württemberg stipend til universitetet i Tübingen, noe som også innebar en livslang tjeneste hos hertugen. Han var da kommet til den delen av studiet som kaltes quadrivium og som inkluderte astronomi og matematikk, dette var fag han var svært interessert i. Gjennom sin lærer i matematikk og astronomi Michael Mästlin ble han overbevist kopernikaner, dvs. at Kopernikus' modell av det heliosentriske verdensbildet var en fysisk beskrivelse av universet og ikke utelukkende en praktisk regnemodell. Han fulgte vanlig studieprogresjon og begynte på teologistudiet i 1591.

Graz (1594-1600)[rediger | rediger kilde]

1594 ble han bedt om å avbryte studiet og bli lærer i matematikk og astronomi i Graz i Østerrike. Til tross for motforestillinger, blant annet fordi han opplevde et kall til å bli prest, aksepterte han likevel stillingen. Dette ble det første skritt i en karriere som gjorde Kepler til en av de viktigste naturforskerne i sin tid.[9] Som matematiker var han en av de mest begavede matematikere i sin tid.

1596 publiserte han sin bok Det kosmografiske mysterium, som var en beskrivelse av det kopernikanske system, side om side med filosofi som koblet kristne idéer med idéer fra Platon og Pytagoras. Særlig viktig for oss er hans tre kapitler om at planetenes hastighet ser ut til å minke når avstanden til sola øker, og at Kepler dermed regnet solen for å være planetenes drivende kraft.

1596 møtte han Barbara Müller, som han året etter giftet seg med, og som han fikk tre barn sammen med.

1598 påbød erkehertug Ferdinand, som en del av motreformasjonen, at alle protestantiske prester og skolelærere måtte forlate «indre Østerrike». Få uker etter bidro imidlertid den katolske jesuittordenen til at Kepler ble gjeninnsatt som lærer i Graz.[10]

Praha (1600-1612)[rediger | rediger kilde]

År 1600 ble han tilbudt stillingen som Tycho Brahes assistent hos keiser Rudolf II i Praha, noe han takket ja til. Da Brahe døde i 1601, ble Kepler utnevnt til keiserlig matematiker. Dermed fikk han tilgang til alle Brahes observasjoner.

Boken Den nye astronomi (1609), Astronomia nova, blir regnet som hans mesterverk.

1610 fikk han fra erkebiskop Ernst av Köln et teleskop, som han naturlig nok hadde stor glede av. I 1604 hadde Kepler utgitt en bok om optikk, Astronomiae Pars Optica. I 1611 utgav han den første detaljerte optiske teori om et overlegent teleskop med to konvekse linser, i boken Dioptrice. Denne typen teleskop blir i dag kalt astronomisk eller keplersk teleskop.

Personlige belastninger[rediger | rediger kilde]

Så kom noen år som var utfordrende på det personlige plan. Hans kone Barbara døde av en smittsom febersykdom 1611. Ved Rudolfs død i 1612 valgte Kepler å bli lærer i matematikk i Linz i Østerrike, en by som lignet på Graz. Her giftet han seg med Susanna Reuttinger 1613. En sønn han fikk med Barbara og en datter han fikk med Susanna døde av sykdom. Og hans mor ble anklaget for hekseri.

Monument over Tycho Brahe og Johannes Kepler in Praha.

Anklagene mot hans mor hadde å gjøre med hennes personlighet, og Kepler selv mente hun var støyende og sta.[11] Hennes interesse for folkemedisin og urtemedisin gjorde henne også til et enkelt mål for beskyldninger om trolldom. Anklagene ble i første rekke fremsatt av en ustabil kvinne som het Ursula Reinbold.[12] 1620 ble moren arrestert, og Kepler reiste til sin hjemby for å forsvare moren. Det tok mer enn et år før moren ble frikjent, Kepler var i Württemberg det aller meste av denne tiden.

Selv om det var kjent at Kepler både var protestant og kopernikaner, arbeidet han mest i katolske områder. Han opplevde ingen større problemer med hverken å undervise i eller publisere sitt solsentrerte verdensbilde, men som en konsekvens av kontroversen mellom Den katolske kirke og Galilei i 1616 ble også noen av Keplers bøker satt på Index librorum prohibitorum.

Linz (1612-1626)[rediger | rediger kilde]

Han skrev flere bøker frem til 1621. I 1623 fullførte han et 538-siders manuskript til nye planettabeller basert på Keplers prinsipper.

1625 ble motreformasjonen innledet i denne delen av Østerrike. Som keiserlig matematiker var Kepler beskyttet, men pga. urolighetene forlot han likevel Linz for godt i 1626.

Blant annet pga. forhandlinger med Tycho Brahes arvinger ble planettabellene utgitt først i 1627. Tabellene kalte han Rudolfinske tabeller. Kepler hadde satt september som frist slik at han kunne ta med boken til bokmessen i Frankfurt, noe han lyktes med.

Kepler og Wallenstein[rediger | rediger kilde]

I 1628 flyttet han til området styrt av general Wallenstein, Wallenstein mente som Kepler at ulike trosretning måtte kunne leve fredfullt side om side. Etter dette brukte Kepler mye av sin tid på å reise, blant annet til Praha og Linz. Under et besøk i Regensburg ble han syk. Han døde 15. november og ble gravlagt der.

Den nye astronomi (1609)[rediger | rediger kilde]

Illustrasjon til Keplers 1. og 2. lov

Kepler ble år 1600 tilbudt stillingen som Tycho Brahes assistent. Brahe hadde gjennom mange år gjort svært nøyaktige og systematiske observasjoner av stjernehimmelen og hadde hadde behov for en dyktig matematiker.

Kepler fikk i oppgave å beregne planeten Mars' bane. Først forsøkte Brahe på ulike måter å kombinere sirkulære baner med jevn fart, slik astronomer hadde gjort gjennom to tusen år. Det nærmeste han kom var et avvik på 8 bueminutter (0,13 grader), og han visste at med Brahes nøyaktige observasjoner var dette for mye. Deretter forsøkte han med ujevn fart, og så med ovale baner. Kepler skrev at han forsøkte tjue ulike måter.[13] Da han forsøkte med ellipser, fant han en bane der teorien stemte med observasjonene. Han skrev at det var

«som om jeg våknet fra en drøm og så et nytt lys.»[14]

Dermed kunne han forklare planetenes baner med én ellipseformet bane for hver planet, uten bruk av episykler. Dette var en langt enklere teori enn Kopernikus' kompliserte modell. Det var også et brudd med en tradisjon i alle fall siden Platon og Aristoteles om sirkulære baner.

1605 var det meste av boken Den nye astronomi ferdig, boken ble utgitt først i 1609 pga. uenighet med Brahes arvinger. Kepler beskriver i boken Mars' elliptiske bane. Her beskriver han også det som kalles Keplers 1. og 2. lov. Disse prinsippene betydde et radikalt brudd med tidligere astronomisk tenkning.

Han visste at han ikke hadde noe bevis for at de ellipseformede planetbanene rundt solen var en fysisk realitet. Han var likevel selv overbevist om dette, og han fant støtte i Galileis bok Sendebud fra stjernene som ankom Praha mars 1610.[15] Med Kepler, og også med Galilei, ble det for alvor satt på dagsordenen at de fysiske lovene over månens bane er de samme som de fysiske lovene under månens bane.

Boken inneholdt matematikk som de fleste i samtiden ikke var kjent med og var svært vanskelig å lese.

Hvordan Keplers modell ble mottatt[rediger | rediger kilde]

De nye planettabellene, Rudolfinske tabeller, viste seg etter hvert for de fleste planetene å være atskillig mer nøyaktig enn tidligere tabeller. Disse tabellene var en viktig grunn til at Keplers prinsipper i løpet av 1600-tallet ble akseptert av de fleste.[16] Imidlertid ble Kepler oversett av både Galilei og Decartes. De elliptiske banene var generelt akseptert rundt 1655.[17]

Før sin død forutsa Kepler en Merkurpassasje i 1631. Dette var den første planetpassasjen som ble observert, og tidspunktet var bare fem timer feil i forhold til tabellene, noe som var svært imponerende. Jeremiah Horrock forbedret Keplers planettabeller og forutsa korrekt en Venuspassasje i 1639.

Som fysisk teori stod Keplers lover i lang tid som isolerte beskrivelser. Da Newton formulerte sin gravitasjonsteori, kunne Keplers lover integreres som konsekvenser av mer generelle prinsipper.[18]

Keplers tre lover[rediger | rediger kilde]

1. Planetene går i ellipsebaner med sola i det ene brennpunktet.

2. Baneradiene sveiper over like store flater på like lange tider.

3. Forholdet mellom kvadratet av omløpstid og middelradius i tredje potens er det samme for alle planeter.

Verker[rediger | rediger kilde]

  • Mysterium Cosmographicum (Det kosmiske mysterium), 1596
  • De Stella nova in pede Serpentarii (Om den nye stjernen i Slangens fot), 1604
  • Astronomiae Pars Optica (Den optiske siden ved astronomien), 1604
  • Astronomia nova (Den nye astronomi), 1609
  • Dissertatio cum Nuncio Sidereo, 1610
  • Dioptrice, 1611
  • Harmonices Mundi (Verdens harmonier), 1619
  • Epitome astronomiae Copernicanae, utgitt i tre deler 1618-1621
  • Tabulae Rudolfinae, 1627
  • Somnium, 1634
  • Nova stereometria doliorum vinariorum

Referanser[rediger | rediger kilde]

  1. ^ Barker og Goldstein. «Theological Foundations of Kepler's Astronomy», s. 112–13.
  2. ^ Kepler. New Astronomy, title page, tr. Donohue, s. 26–7
  3. ^ Kepler. New Astronomy, s. 48
  4. ^ Epitome of Copernican Astronomy i Great Books of the Western World, Vol 16, s. 845
  5. ^ Stephenson. Kepler's Physical Astronomy, s. 1–2; Dear, Revolutionizing the Sciences, s. 74–78
  6. ^ Voelkel (1999), s. 11.
  7. ^ Koestler, Arthur: The Sleepwalkers: A History of Man's Changing Vision of the Universe. (1959), s. 234.
  8. ^ Voelkel (1999) s. 15.
  9. ^ Strømholm (1984), s. 60.
  10. ^ Voelkel (1999) s. 43.
  11. ^ Voelkel (1999), s. 99.
  12. ^ Voelkel (1999), s. 99.
  13. ^ Voelkel (1999) s. 66.
  14. ^ Sitert i Voelkel (1999) s. 66.
  15. ^ Voelkel (1999) s. 69.
  16. ^ For planetene Jupiter og Saturn stemte imidlertid ikke Keplers planettabeller bedre enn tidligere tabeller, dette problemet ble først løst av Laplace i 1785, da han viste at planetens massene virker inn på hverandre og kompliserer banene, Linton (2004) s. 227.
  17. ^ Linton (2004), s. 220.
  18. ^ Strømholm (1984), s. 68.

Litteratur[rediger | rediger kilde]

  • Brynildsen, Aasmund: Johannes Kepler. Stjernen og tanken. Oslo 1961.
  • Linton, Christopher M.: From Eudoxus to Einstein. A History of Mathematical Astronomy, 2004.
  • Strømholm, Per (1984): Den vitenskapelige revolusjonen 1500-1700, 1984.
  • Voelkel, James R.: Johannes Kepler and the New Astronomy, 1999. [I serien Oxford Portraits in Science]

Eksterne lenker[rediger | rediger kilde]

Commons Commons: Johannes Kepler – bilder, video eller lyd