lunes, 7 de abril de 2014

Johannes Kepler




La labor de este astrónomo alemán hay que entenderla en un tiempo histórico bastante particular, pues se dieron en cascada una serie de acontecimientos que precedieron, tal como la manera que se sucedió en la teoría de Kepler se envuelve en la teoría de Copérnico y lo que no hace uno lo complementa el otro, de igual forma lo que hace Kepler y en donde no logra acertar como el de la fuerza que atrae a los astros y no les permite divagar libremente por el espacio, tema que intrigó a Kepler lo encontró Newton al desarrollar la teoría de la gravedad. Kepler se dio cuenta de que las órbitas circulares no se ajustaban a las observaciones y buscó otras curvas que sí lo hicieran. Al utilizar la elipse, comprobó que la opción era correcta. La elipse es una curva que parece una circunferencia aplastada. Tiene dos ejes, uno más largo que el otro. Y en lugar de centro, como la circunferencia, tiene dos puntos, llamados focos, que se encuentran a la misma distancia del punto en donde se cruzan los ejes. Como se ve estos descubrimientos llevaron a la moderna astronomía a explicar el movimiento de los planetas y a cambiar con esto todo nuestro sistema de pensamiento, por eso dedicamos este espacio a este gran trabajo de este talentoso científico.

“ Cuanto más adelanta el hombre en la penetración de los secretos de la Naturaleza, mejor se descubre la universalidad del plano eterno”


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(Würtemburg, actual Alemania, 1571-Ratisbona, id., 1630) Astrónomo, matemático y físico alemán. Hijo de un mercenario –que sirvió por dinero en las huestes del duque de Alba y desapareció en el exilio en 1589– y de una madre sospechosa de practicar la brujería, Johannes Kepler superó las secuelas de una infancia desgraciada y sórdida merced a su tenacidad e inteligencia.
Tras estudiar en los seminarios de Adelberg y Maulbronn, Kepler ingresó en la Universidad de Tubinga (1588), donde cursó los estudios de teología y fue también discípulo del copernicano Michael Mästlin. En 1594, sin embargo, interrumpió su carrera teológica al aceptar una plaza como profesor de matemáticas en el seminario protestante de Graz.
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En 1594 marchó de Tübingen a Graz, en Austria, donde ejerció la docencia en la Universidad como Profesor de Aritmética, Geometría y Retórica, dedicando sus tiempos libres a la Astronomía. Allí, durante 1597, contrajo matrimonio con Barbara Müller, y ese mismo año publicó Mysterium Cosmographicum, dejando constancia de las ventajas que desde el punto de vista geométrico ofrecía la Teoría Heliocéntrica.  Por ese entonces aún consideraba que las órbitas planetarias eran circulares.
En 1600 los protestantes de Austria fueron obligados a convertirse al catolicismo o exilarse. Pasó entonces a Praga (hoy capital de la República Checa), invitado por el famoso astrónomo Tycho Brahe, quien se puso en contacto con él luego de leer su libro. El maestro murió al año siguiente y Kepler lo reemplazó como matemático y astrónomo de la corte del emperador.
Tycho Brahe mantenía un sistema combinado, heliocéntrico y geocéntrico. Kepler redujo sus descripciones geocéntricas al heliocentrismo. A pesar de ello, seguía encontrando graves desacoples entre el desplazamiento que, según sus cálculos, los cuerpos celestes debían realizar y el que efectivamente realizaban. Esta situación lo llevó a pensar que, siendo el Sol el agente que ejerce la fuerza que hace girar a los planetas a su alrededor, al aumentar la distancia entre un planeta y el Sol, la velocidad de su desplazamiento debía disminuir. Para afirmar esto tuvo que rechazar la milenaria concepción de las órbitas circulares.
En 1609 publicó su obra Astronomía Nova, dedicada a exponer sus cálculos sobre la órbita de Marte. En ella expone dos de sus tres famosas "leyes del movimiento de los planetas", hoy llamadas "leyes de Kepler": los planetas giran en órbitas elípticas con el Sol en un de sus focos y lo hacen con mayor velocidad cuanto más cerca del Sol se encuentran (recorren áreas iguales en tiempos iguales).
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En 1610 publicó Dissertatio cum Nuncio Sidereo, sobre las observaciones de Galileo y, al año siguiente, realizó sus propias observaciones de los satélites descriptos por el italiano con la ayuda de un telescopio, publicando los resultados de dichas observaciones en su obra Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus.
En 1612 falleció su esposa. El segundo de sus tres hijos había fallecido el año anterior. Ese mismo año fue nombrado matemático de los estados de la Alta Austria (distrito de Linz). A pesar de sus descubrimientos, Kepler no estaba satisfecho. Convencido de que la armonía y la simplicidad gobiernan el Universo, pretendía encontrar una relación simple entre los tiempos de revolución de los planetas (períodos orbitales) y su distancia al Sol. Más de nueve años le tomó encontrar esta relación y formular su tercera ley del movimiento de los planetas: el período es proporcional al semieje mayor de la elipse elevado a 3/2.
En 1615 su madre fue acusada de brujería ante la Inquisición y Kepler asumió su defensa. Le tomó seis años conseguir su liberación.
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En 1619 publicó Harmonice mundi, obra en la que hizo pública su tercera ley: la relación lineal entre el cubo de la distancia promedio de un planeta al Sol y el cuadrado de su período de revolución. Dice Kepler, en el libro V de esta obra: […] he demostrado que la órbita de un planeta es elíptica, y que el Sol, la fuente del movimiento, está en uno de los focos de esta elipse. Resulta así que cuando el planeta ha completado un cuarto de su circuito total, comenzando en el afelio, está a una distancia del Sol exactamente igual al promedio entre la distancia máxima en el afelio y la distancia mínima en el perihelio.[…] los períodos de revolución de dos planetas cualesquiera son entre sí como los cubos de las raíces cuadradas de sus distancias medias. Se debe tener en cuenta, sin embargo, que el promedio aritmético entre los dos diámetros de la órbita elíptica es un poco menor que el diámetro mayor. Así, si se toma la raíz cúbica del período, por ejemplo, de la Tierra, que es un año, y del período de Saturno, de treinta años, y se eleva al cuadrado el cociente, se obtiene la razón exacta de las distancias medias del Sol a la Tierra y a Saturno.”
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En Linz contrajo segundas nupcias con Susana Reuttinger. Publicó un trabajo sobre la fecha del nacimiento de Jesús con el título De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam in Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit (en 1613 en alemán y en 1614 en latín), demostrando que el calendario estaba errado y que Jesús había nacido en el año 4 a.C.
En 1621 publicó Epitome astronomiae copernicanae, reuniendo todos sus descubrimientos, obra que ayudó a difundir el heliocentrismo copernicano durante la primera mitad el siglo XVII. En 1625 publicó las “Tablas Rudolfinas”, tablas del movimiento planetario basadas en los datos de Brahe que reducían notablemente los errores de las tablas anteriores respecto de la posición de los planetas.
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Kepler se destacó también por sus aportes a la óptica: formuló la Ley Fundamental de la Fotometría, descubrió la reflexión total, formuló la primera Teoría de la Visión moderna, afirmando que los rayos forman sobre la retina una imagen pequeñísima e invertida. Además, desarrolló un Sistema Infinitesimal, antecesor del Cálculo Infinitesimal de Leibnitz y Newton.
Murió en 1630 en Ratisbona, mientras viajaba con su familia de Linz a Sagan. En su lápida fue grabado el siguiente epitafio, compuesto por él mismo: “Medí los cielos, y ahora las sombras mido. En el cielo brilló el espíritu. En la tierra descansa el cuerpo.”
Recién a partir del siglo XIX Kepler comenzó a recibir el reconocimiento que merecía por sus aportes al desarrollo de la Astronomía. Antes de ello, y basándose en sus teorías sobre el movimiento de los planetas, Newton formuló la Ley de la Gravitación Universal.
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Las tres leyes básicas que permitieron a Newton formular la ley de la gravitación universal, están lejos de ser los únicos aportes dados por Kepler a la ciencia. Este hombre extraordinario, voluntarioso científico y agudo investigador, también enriqueció la óptica con importantes investigaciones: encontró la ley fundamental de la fotometría, descubrió el fenómeno de la reflexión total, y creó la primera teoría moderna de la visión, explicando cómo los rayos que pasan por medios refringentes del ojo forman sobre la retina una minúscula imagen invertida.
El carácter esotérico de sus obras lo hizo ser poco conocido en su tiempo. Recién el siglo XIX vino a reparar la injusticia histórica cometida con Kepler. Franciso Arago, astrónomo francés, escribió: "La gloria de Kepler está escrita en los cielos y ningún progreso de la ciencia puede oscurecerla. Los planetas en la sempiterna sucesión de sus movimientos lo proclamarán siglo tras siglo."
Veamos ahora un extracto de la serie Cosmos en donde Carl Sagan relata los trabajos de Kepler.






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