Johannes Kepler

Johannes Kepler

27. 12. 1571–15. 11. 1630

Německý matematik a astronom Johannes Kepler se narodil 27. prosince 1571 ve svobodném říšském městě Weil der Stadt, dnes v německém Bádensku-Württembersku. V době, kdy žil, nebyla hranice mezi astronomií a astrologií tak ostrá jako dnes; Kepler se astrologií zabýval také, ale jeho trvalý význam spočívá především v matematickém popisu pohybu planet.

Kepler pocházel ze skromných poměrů. Jeho otec Heinrich Kepler byl žoldnéř a rodinu opustil, když bylo Johannesovi asi pět let; později pravděpodobně zemřel ve válce v Nizozemí. Matka Katharina, rozená Guldenmannová, byla dcerou hostinského a bylinkářka.

Kepler navštěvoval místní školy a později luteránský seminář. Roku 1589 zahájil studia na univerzitě v Tübingenu, kde jej výrazně ovlivnil astronom Michael Maestlin, zastánce Koperníkova heliocentrického systému. Kepler se původně připravoval na teologickou dráhu, ale roku 1594 přijal místo učitele matematiky ve Štýrském Hradci.

V letech 1594–1600 vyučoval matematiku na protestantské škole ve Štýrském Hradci. V té době vydal své první významné astronomické dílo Mysterium Cosmographicum (1596), v němž se pokusil obhájit Koperníkův heliocentrický systém.

Celý svůj život byl Johannes Kepler velmi nábožensky založený. Ve svých dílech se často odvolával na Boha.

Keplerův podpis
Keplerův podpis

Kepler a Praha

Do Prahy přišel Kepler v roce 1600, aby spolupracoval s dánským astronomem Tychonem Brahem. Po Brahově smrti v roce 1601 byl jmenován císařským matematikem na dvoře Rudolfa II. V Praze strávil jedno z nejplodnějších období svého života.

Kepler využil mimořádně přesná pozorování Tycha Braha, zejména údaje o pohybu Marsu. Právě snaha vysvětlit zdánlivě malé odchylky mezi pozorováním a teorií jej dovedla k závěru, že planety se nepohybují po kružnicích, ale po elipsách. Roku 1609 vydal spis Astronomia Nova, v němž formuloval první dva zákony pohybu planet.

Model sluneční soustavy
Keplerův model sluneční soustavy, 1596

Keplerovy zákony

První Keplerův zákon
Planety se pohybují kolem Slunce po elipsách; Slunce leží v jednom z ohnisek každé takové elipsy.
Druhý Keplerův zákon
Spojnice planety se Sluncem opíše za stejné časové intervaly stejné plochy.
Třetí Keplerův zákon (1619)
Poměr druhých mocnin oběžných dob dvou planet se rovná poměru třetích mocnin velkých poloos jejich drah.

T12 / T22 = a13 / a23

a1, a2
velké poloosy eliptických drah dvou planet
T1, T2
jejich oběžné doby kolem Slunce
Johannes Kepler
Johannes Kepler, 1610

Po smrti Rudolfa II. odešel Kepler roku 1612 do Lince, kde působil jako zemský matematik a učitel. Toto období bylo vědecky plodné, ale osobně obtížné: zemřela mu první manželka Barbara i některé děti, později musel hájit svou matku Katharinu, obviněnou z čarodějnictví. V Linci však dokončil řadu významných prací, včetně Harmonices Mundi.

V roce 1619 publikoval Kepler v díle Harmonices Mundi (Harmonie světa) svůj třetí zákon pohybu planet.

Keplerovy zákony byly formulovány pro pohyb planet kolem Slunce, ale v Newtonově mechanice se používají obecněji pro pohyb těles v gravitačním poli centrálního tělesa – například pro měsíce planet nebo umělé družice obíhající Zemi.

Další Keplerovo dílo

V roce 1615 vydal Kepler dílo Nova Stereometria Doliorum Vinariorum, v němž se zabýval určováním objemů sudů a těles vzniklých rotací kuželoseček. Práce bývá připomínána jako jeden z předchůdců pozdějších metod integrálního počtu.

V letech 1618–1621 vydal Epitome Astronomiae Copernicanae, systematický výklad koperníkovské astronomie založený na vlastních výsledcích.

Roku 1627 vydal Tabulae Rudolphinae (Rudolfinské tabulky), přesné astronomické tabulky založené na pozorováních Tycha Braha a Keplerových výpočtech. Patřily k nejdůležitějším astronomickým pomůckám 17. století.

Kepler významně přispěl také k optice. Ve spise Astronomiae Pars Optica (1604) zkoumal šíření světla, vidění a optické zobrazení; později popsal konstrukci dalekohledu se dvěma spojnými čočkami, dnes označovanou jako Keplerův dalekohled.

V roce 1626 odešel Kepler z Lince a v Ulmu dokončoval tisk Rudolfinských tabulek. Později působil ve službách Albrechta z Valdštejna. Zemřel po krátké nemoci 15. listopadu 1630 v Řezně.

Souvislosti