Johannes Kepler

Ngày nay, trẻ em cũng biết tên của các hành tinh, và việc du hành trong thái dương hệ không phải là chuyện không thể có. Thật khó mà tưởng tượng đã có thời người ta không biết gì về các hành tinh và chuyển động của chúng. Bước hiểu biết đầu tiên về chuyển động của các hành tinh xảy ra gần 400 năm trước, khi Johannes Kepler phân tích chuyển động của các hành tinh.

Kepler có việc làm đầu tiên ở Graz, Áo, ở đó nhiệm vụ của ông vừa là một nhà thiên văn vừa là chiêm tinh gia. Ông đưa ra sơ đồ để giải thích chuyển động của 5 hành tinh đã biết dựa trên 5 vật thể hình học. Sơ đồ huyền bí này, trùng hơp ngẫu nhiên với điều đã biết vào thời bấy giờ, làm cho công chúng biết đến ông và dẫn đến sự hợp tác với Tycho Brahe vào năm 1600. 18 tháng sau cái chết của Brahe, Kepler sở hữu các số liệu của Brahe.

Kepler đã bỏ ra gần 10 năm cố gắng để làm khớp các quan sát của Tycho về vị trí của sao Hỏa vào một quĩ đạo tròn, hay là một sự phối hợp nào dó của các vòng tròn. Ông đã đạt được sự phù hợp đến mưc sai số giữa tính toán và số liệu quan sát chỉ khoảng 8 phút góc. Góc này ứng với việc nhìn một đồng xu ở khoảng cách 56cm. Nhưng các phép đo của Tycho ít nhất tốt hơn hai lần, tương ứng với việc đồng xu đạt ở xa 112cm. Kepler rất tin tưởng vào độ chính xác của các quan sát của Tycho do đó ông biết rằng bản thân tính toán của ông là sai. Ông từ bỏ công trình của mình và bắt đầu lại nhiều lần, cuối cùng đạt được cái ngày nay chúng ta gọi là các định luật Kepler về chuyển động của các hành tinh. Kepler đã phát minh hai định luật đầu tiên trong khi cố gắng tìm hiểu quĩ đạo của sao Hoả. Hai định luật này xuất hiện trong tác phẩm Astronomia Nova (Thiên văn mới) của Kepler vào năm 1609. Định luật thứ ba xuất hiện vào năm 1609 trong cuốn Harmonices Mundi (Sự hài hoà của thế giới). Kepler là một trong những nhà khoa học kiệt xuất của thời bấy giờ với niềm tin là thế giới vận hành theo những qui luật có thể khám phá và tìm hiểu được.

Kepler không phải là người duy nhất hưởng được lợi ích từ các phép đo chính xác của Tycho. Năm 1582, lịch mới xuất hiện gọi là lịch Gregorian đã được giáo hoàng Gregory XIII thiết lập một phần dựa trên các số liệu chính xác này. Nguyên tắc cơ bản của hệ thống lịch này hầu như không thay đổi từ đó đến nay.

Bởi vì các định luật của Kepler dựa trên các định luật tổng quát hơn của tự nhiên, bao gồm định luật vạn vật hấp dẫn của Newton, chúng áp dụng được cho cả các hệ thống ngoài Thái Dương Hệ. Quỹ đạo của Mặt Trăng cũng tuân theo định luật Kepler. Quỹ đạo của các vật thể quay quanh Trái Đất cũng tuân theo định luật Kepler. Khi được đặt vào đúng quỹ đạo, các vệ tinh truyền thông sẽ giữ nguyên vị trí đối với Trái Đất (vệ tinh điạ tĩnh). Các đài truyền hình và các tivi có thể nhận tín hiệu bằng cách hướng antenna tới vệ tinh (Hình P.202).

(Theo Vật Lí và thế giới quanh ta)

Về trang chính

Giôhan Keplê, nhà thiên văn người Đức, ông là một trong những người sáng lập khoa thiên văn học hiện đại, sinh năm 1571 tại Uơtenbe (Wurtenberg). Cha mẹ ông có một quán trọ nhỏ và Giôhan khi còn niên thiếu đã từng là cậu bé giúp việc. Cuộc sống nặng nhọc và khốn khổ trong căn nhà người cha đã làm cho cậu bé hay ốm đau phải tìm nơi nương tự cạnh người chị cả.

Sau một cơn bệnh nặng, không thể đủ sức để làm việc được nữa, năm 1584 một hội từ thiện đã gởi ông vào một trường Tin lành, nơi đây ông được chú ý nhờ năng lực của mình.

Là học sinh giỏi, Keplê được miễn phí để vào trường Đại học tổng hợp Tubingien (Tubingien); ở đó ông có những tiến bộ lớn, năm 22 tuổi, ông được phong làm giáo sư toán ở Gơra (Graz). Ông kết hôn với một phụ nữ đẹp, tưởng rằng cuối cùng sẽ tìm thấy hạnh phúc và một cuộc sống yên lành. Nhưng tính tình khó khăn của người phụ nữ này đã làm cho cuộc đời của ông trở thành địa ngục.

Gia đình tăng thêm người, nhà giáo sư trẻ đã phải làm việc ngày đêm để đủ sống. Những điều không may cứ đuổi theo ông: bị giáo hội đuổi khỏi Gơra vì ông theo đạo tin lành; cuộc sống túng thiếu, vợ bị điên, con mất đứa này đến đứa khác, mẹ bị cáo buộc là phù thuật và bị giáo hội theo dõi.

Keplê mất hết hy vọng, Tisô Bơrahê (Tycho Brahé) tìm được cho ông một việc làm ở Praha. Cái chết của Bơrahê năm 1601 hình như đã thay đổi một ít tình trạng vật chất của nhà bác học. ông thay thế vị trí của người bảo trợ mình và trở thành nhà thiên văn của hoàng đế Rôđônphơ (Rodophe) đệ Nhị, về sau được phong làm giáo sư toán ở Linz. Người ta trả tiền cấp dưỡng cho ông quá ít và để kiếm sống Keplê đã làm số tử vi cho các quí tộc và nhà giàu.

Nhưng Keplê đã thừa nhận hệ thống lấy mặt trời là trung tâm của Côpecnic, bắt đầu nghiên cứu các định luật chuyển động của các thiên thể. Nếu Côpecnic đã chứng minh chuyển động kép của các hành tinh quay quanh nó và quay quanh mặt trời thì Keplê đã công bố những định luật chi phối chuyển động này.

Sao Hỏa đã lôi cuốn sự chú ý của ông nhiều nhất do chuyển động không đều của nó. Nhà bác học đã lao động tận lực, sau nhiều quan sát và tính toán đã đi đến công thức hóa giả thiết cho rằng những quỹ đạo của các hành tinh là những hình bầu dục (ellip) chứ không phải những đường tròn như Côpecnic đã quan niệm. Do đó năm 1609, ông công bố trong tác phẩm thiên văn mới của mình hai định luật đầu tiên về chuyển động của các hành tinh, những định luật đã làm sống mãi tên tuổi của ông:

1. Những quỹ đạo của các hành tinh là những hình ellip mà mặt trời là một trong các tiêu điểm.

2. Những diện tích do các bán kính vectơ tạo ra tỉ lệ với thời gian.

Giáo hội ở Linz ngược đãi ông vì ông có những ý niệm tân giáo, nhưng với tư cách là nhà thiên văn của vua, Keplê không thể bị thương tổn. Lúc ấy giáo hội xoay sang chống mẹ của ông để trả thù. Giới tăng lữ tố cáo bà là phù thuật và bắt bà giam vào tù. Keplê đã khó khăn lắm mới cứu được mẹ. nhà thờ hăm dọa đốt sống bà hoặc ít nhất cũng hành hạ bà.

Sự ngược đãi vẫn tiếp tục. Nhà bác học khốn khổ luôn luôn túng thiếu, đắm mình trong việc nghiên cứu bầu trời, trong các phép tính để quên nỗi buồn, cảnh nghèo và những đau khổ của cuộc đời. Năm 1618, ông công bố định luật thứ ba, định luật đã cho ông nhiều nổi vui mừng: bình phương thời gian quay của hành tinh tỉ lệ với lập phương các trục lớn của quỷ đạo. Như vậy, những công trình của Keplê đã mở đường cho Niutơn (Newton) phát minh định luật hấp dẫn của vũ trụ.

Để có một ý niệm về khối lượng lao động khổng lồ của nhà bác học, chúng ta nhắc lai câu nói của chính ông: “Nếu bạn cảm thấy nó (phương pháp tính toán đó) nặng nề và chán nản, bạn hãy thương hại tôi đã phải làm những phép tính ấy đến 70 lần và bạn cũng không ngạc nhiên rằng tôi đã trãi qua 5 năm về thuyết này đối với Sao Hỏa.”

Ông cũng đã chú ý nhiều đến chuyển động của Sao Thủy và đã thông báo rằng vào năm 1631 Sao Thủy sẽ đi vào khoảng giữa Trái Đất và Mặt Trời và người ta có thể nhìn thấy nó như một chấm đen trên Mặt Trời của chúng ta. Các cuộc quan sát của các nhà thiên văn đã xác nhận tiên đoán thiên tài này của nhà bác học.

Keplê đã giành trọn khoảng thời gian gần cuối đời mình để thiết lập bản vị trì của các hành tinh (1627) đòi hỏi một khối lượng tính toán khổng lồ.

Người ta cũng tìm thấy trong những tác phẩm của Keplê nhiều ý niệm xác đáng và sâu sắc về trọng lực hay sức hút của Trái Đất, về nguyên nhân của thủy triều.

Vào thời kì này xảy ra cuộc chiến tranh 30 năm. Quê hương ông rực lửa và đẫm máu. Keplê bị bắt ép phải từ bỏ chức giáo sư. Không còn tiền bạc, ông chịu nhiều thống khổ vô cùng đen tối. Ông đã mất đột ngột ở Rơgienbơ (Regensburg) năm 1631. vì chỉ tìm thấy trong người ông một số tiền quá ít ỏi, nên người ta đã mai táng ông chung với những người nghèo và sau này ngôi mộ đơn sơ của ông cũng chẳng để lại dấu vết gì. Năm 1808, người ta dựng tượng đài bán thân của ông bằng đá hoa Rơgienbơ. Một pho tượng khác được xây dựng ở Uây (weil) năm 1870.

Những phát minh của ông về sau càng vẻ vang hơn với sự ra đời của những phát minh của Niutơn và Laplaxơ (Laplace). Ông quả xứng đáng với danh hiệu “nhà lập pháp của bầu trời”.

Cũng cần nói thêm rằng thành phố Xanh Pêtecbua nước Nga còn lưu giữ những bản thảo của nhà bác học vĩ đại này.

(Nguồn: Internet)

Về trang chính