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Johannes Kepler


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Johannes Kepler (* 27. Dezember 1571 in Weil der Stadt ; † 15. November 1630 in Regensburg ) war ein deutscher Mathematiker Astronom und Optiker .

Er entdeckte die Gesetze der Planetenbewegung nach ihm Keplersche Gesetze genannt werden.

Inhaltsverzeichnis

Leben

Johannes Kepler wurde am 27. Dezember in der deutschen Kleinstadt Weil der Stadt Württemberg geboren. Seine Mutter weckte Keplers Interesse Astronomie: Sie zeigte ihm den Kometen von 1577 und die Mondfinsternis von 1580 . Trotz bescheidener familiärer Verhältnisse und einer Natur konnte er 1591 ein Theologiestudium am Evangelischen Stift in Tübingen beginnen. An dieser Universität hörte er den astronomischen Ideen des Nikolaus Kopernikus . Kepler wollte ursprünglich protestantischer Geistlicher werden nahm jedoch auf Grund seiner mathematischen Begabung Jahre 1594 einen Lehrauftrag für Mathematik an der Universität Graz an.

In seinem 1596 veröffentlichten Buch Mysterium Cosmographicum (Das Weltgeheimnis) versuchte Kepler die Bahnen damals bekannten fünf Planeten mit der Oberfläche fünf platonischen Körper in Beziehung zu setzen. Die Umlaufbahn Saturns stellte er sich dabei als Großkreis einer Kugel vor (noch nicht als Ellipse ) welche einen Würfel umschließt. Der Würfel wiederum eine Kugel welche die Jupiterbahn beschreiben Diese Kugel umhüllt ein Tetraeder welches die umhüllt und so fort... Diese Arbeit war Keplers Entdeckung des erstem nach ihm benannten - spätestens aber nach der Entdeckung entfernterer - nur noch von historischem Interesse. [Anmerkung dem Vorwort zum "Lehrbuch der Mathematischen Physik Band 1 - Klassische Dynamische Systeme" von Thirring: "Ja sogar diese Keplerschen Gesetze welche Radien der Planetenbahnen bestimmen und die man mystischen Unsinn gerne verschwieg scheinen in Richtung Wahrheit zu deuten die sich oberflächlicher Betrachtung Schachtelungen vollkommener platonischer Körper führet zu Verhältnissen Radien die irrational sind aber algebraischen Gleichungen Ordnung genügen. Gerade solche Irrationalzahlen lassen sich schlechtesten durch rationale approximieren und Bahnen mit Radiusverhältnis sind gegenüber gegenseitigen Störungen am robustesten sie am wenigsten unter Resonanzeffekten leiden."]

Im April 1597 heiratete Kepler Barbara Mühleck. Da Kepler seiner Frau auf Grund des Drucks religiöser der katholischen Kirche Graz verlassen musste nahm im Jahre 1600 das Angebot einer Assistenz an welches der Hofastronom des Kaisers Rudolf II Tycho Brahe 1599 unterbreitet hatte. Die Zusammenarbeit in Prag gestaltete sich kompliziert. Beiden war bewusst sich ihre verschiedenen Begabungen ergänzten. Brahe war ein exzellenter Beobachter seine mathemathischen Fähigkeiten waren begrenzt. Der hervorragende Mathematiker Kepler hingegen konnte wegen seiner Kurzsichtigkeit präzise Beobachten durchführen. Brahe fürchtete allerdings mit umfangreichen Lebenswerk den Aufzeichnungen astronomischer Beobachtungen der und Hunderter Sterne allein Keplers Ruhm zu Hinzu kam dass Brahe die astronomischen Ansichten Kopernikus und Kepler nur ansatzweise teilte.

Nach Brahes Tod im Jahre 1601 wurde Kepler dessen Nachfolger als kaiserlicher und Astronom.

1604 beobachtete Kepler die Supernova 1604 und veröffentlichte seine Beobachtungen im Buch De Stella nova in pede Serpentarii ("Vom neuen Stern im Fuße des

Als Nachfolger Brahes erhielt Kepler vollen zu dessen Aufzeichnungen. Im Verlauf dieser Auswertungen Kepler dass die Bewegung des Mars kein Kreis sondern eine Ellipse ist. ist nicht offensichtlich da die Bahn der Planeten fast kreisförmig verläuft. Kepler bemerkte dass in einem der beiden Brennpunkte der Ellipse die Sonne befindet (erstes Keplersches Gesetz). Je ein Planet von der Sonne entfernt ist so langsamer bewegt er sich (zweites Keplersches Diese beiden Gesetze veröffentlichte er im 1609 Werk Astronomia Nova (Neue Astronomie).

Eine der bedeutendsten Arbeiten Keplers war Dioptrice . Mit diesem 1611 erschienen Werk legte Kepler die Grundlagen die gesamte Optik als Wissenschaft. Die Erfindung des Kepler-Fernrohres erscheint fast als ein Abfallprodukt seiner Erkenntnisse zur Brechung des Lichtes und der optischen Abbildung .

Keplers Frau verstarb 1611 und hinterließ zwei Kinder. Nachdem im 1612 Kaiser Rudolf II. starb nahm Kepler Stelle als Landschaftsmathematiker in Linz an.

Nach intensivem Studium der Angaben zur des Mars entdeckte Kepler am 15. Mai 1618 das dritte der nach ihm benannten welches er in dem im Jahr 1619 Werk Harmonices Mundi (Weltharmonik) erläuterte: Danach ist das Verhältnis dritten Potenz der durchschnittlichen Entfernung eines Planeten der Sonne d zum Quadrat seiner Umlaufzeit unveränderlich: <math> d^3 / t^2 </math> ist alle Planeten gleich. So beträgt das Quadrat Umlaufzeit des Jupiters (11 8 Erdjahre) fast Jupiter ist etwa 5 2-mal sonnenferner als Erde. Die dritte Potenz der Entfernung (5 mal 5 2 mal 5 2) ergibt etwa 140.

Kepler spricht von einem harmonischen Gesetz da er glaubt dass es eine Harmonie enthüllt die der Schöpfer im Sonnensystem Ich fühle mich von einer unaussprechlichen Verzückung ob des göttlichen Schauspiels der himmlischen Harmonie. Denn wir sehen hier wie Gott gleich menschlichen Baumeister der Ordnung und Regel gemäß die Grundlegung der Welt herangetreten ist. Keplers Anschauungen entsprachen dem was man als anthropisches Prinzip bezeichnet. In einem Manuskript beschrieb er Zusammenstellung von Übereinstimmungen zwischen der Bibel und Sachverhalten. Auf Grund des Drucks seitens der konnte der Aufsatz nicht veröffentlicht werden. Derartige begleitete Keplers Familie häufig. Im Gegensatz zur der Himmelskörper die Kepler studierte war diese von Hass Angst und Intoleranz geprägt. Kepler ein tief religiöser Mensch: Ich glaube dass die Ursachen für die Dinge in der Welt aus der Liebe zu den Menschen hergeleitet werden können. In dieser Zeit tobt der Dreißigjährige Krieg zwischen katholischen und protestantischen Parteien. Da mit keiner der beiden Seiten übereinstimmte musste mit seiner Familie mehrmals fliehen um Verfolgungen entkommen.

Aufgrund Keplers Roman Somnium (dt. "Der Traum") der eine magische zum Mond beschreibt wurde Keplers Mutter im 1620 der Hexerei angeklagt. Die Anklage erkannte einer zaubernden Romanfigur Keplers Mutter wieder. Kepler ihre Verteidigung und konnte im Oktober 1621 ihre Freilassung erreichen. Er konnte aber verhindern dass sie der Folter ausgesetzt wurde; sie starb im darauffolgenden

Neben den astronomischen Werken beschrieb Kepler ein Verfahren zur Volumenbestimmung (Keplersche Fassregel) welche einer der Vorläufer der Integralrechnung gilt. Darüber hinaus verfasste Kepler einen zur Symmetrie von Schneeflocken. Kepler entdeckte dass Kräfte - nicht nur in Schneeflocken - Wachstum regulärer geometrischer Strukturen bewirken. Konkret bemerkte dass zwar jede Schneeflocke ein einzigartiges Gebilde ist andererseits Schneeflocken einer Drehung um jeweils 60 Grad ihr behalten (sechszählige Symmetrie ). Dies führte Kepler zu Berechnungen der Dichte von Kreisanordnungen und Kugelpackungen . Diese frühen Arbeiten fanden in der unter anderem Anwendung in der Kristallographie sowie in der Kodierungstheorie einem Teilgebiet Nachrichtentechnik . Kepler vermutete dass die dichteste Art aufzustapeln darin besteht sie pyramidenförmig übereinander anzuordnen. mathematisch zu beweisen wurde von Mathematikern 400 lang vergeblich versucht. Am 8. August 1998 der Mathematiker Thomas Hales einen Beweis für Vermutung an. Auf Grund der Komplexität des steht eine endgültige Überprüfung trotz jahrelanger Bemühungen Gutachter noch aus. Von Johannes Kepler stammt die Definiton des Antiprismas .

Gegen Ende seines turbulenten Lebens veröffentlichte Kepler im Jahre 1627 sein letztes großes Werk die Tabulae Rudolfinae (Rudolphinische Tafeln). Es wertete die Aufzeichnungen Brahes aus und beschrieb die Planetenbahnen in dahin unerreicht hoher Genauigkeit. Diese Planetentafeln sowie himmelsmechanischen Gesetze dienten später Isaac Newton als Grundlage zur Herleitung der Gravitationstheorie .

Am 15. November 1630 starb Kepler Alter von 59 Jahren in Regensburg.

Werke

  • Mysterium Cosmographicum (Das Weltgeheimnis)
  • Harmonices Mundi (Die Weltharmonie)
  • Dioptrice
  • Tabulae Rudolfinae (Die Rudolfinischen Tafeln)
  • Astronomia Nova (Neue Astronomie)
  • Somnium (Der Traum)

Literatur

  • Mechthild Lemcke: Johannes Kepler . Rowohlt Taschenbuch Verlag 1995 ISBN 3499505290
  • Anna Maria Lombardi: Johannes Kepler. Einsichten in die himmlische Harmonie . Verlag Spektrum der Wissenschaft Weinheim Dezember

Weblinks


Siehe auch: Astronomie Bahnbestimmung Kepler-Gleichung Keplersche Gesetze Linsenfernrohr Okular Tycho Brahe



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