有姿势的天文史话第三期:开普勒

2022-04-14 12:01:12

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”

“老师，广天联这期有姿势要推我了！”

“真的？你又没钱又没社保又近视他们干嘛要推你？”

“老师你这样说我好伤心啊TAT”

“啊不要害怕，虽然你又没钱又没社保又近视，但是你还是我的好徒弟。放心去吧！我的勒勒徒弟！”

所以各位观众老爷~

猜到本期有姿势的主角是谁了吗？

没错！！

继上期的高富帅贵族老爷第谷之后

本期有姿势将隆重推出

第谷老爷的得意门生

没钱没社保还近视眼

却在天文史上闯出一片青天的

世界级励志人物

约翰尼斯•开普勒

(Johanns Ke-pler)

1571年12月27日-1630年11月15日

说起开普勒先生

想必大家一定不陌生！

这一位，可是物理课本里的老面孔了

都是老朋友了，来打个招呼吧~

开普勒在物理书的第一次华丽出场

带来的是开普勒三大定律

恰巧，这个三大定律

便是开普勒最伟大&最著名的成果

那么，既然是最伟大的

按照套路，就应该好好讲讲

那我们就按照提出顺序简单说一下

用理论阐述天体运行的三大定律！

开普勒第二定律

又称等面积定律

小编也不知道为什么

第一个提出的要叫第二定律

不过这并不重要！

（开普勒第二定律示意图）

面积定律指的是

太阳系中太阳和运动中的行星的连线

在相等的时间内扫过的面积相等

即如图，同一行星运行同样时间中S1=S2

很容易理解对吧~

但是

就是这么这一条看上去很简单的定律

否认了行星做匀速运动的古老观点

这才是等面积定律最重大的意义

PS:其实这个定律的发现一点都不简单

有兴趣的同学可以自行了解下提出过程哦

不要带坏小孩！

我们继续看下一个！

开普勒第一定律

又称椭圆轨道定律

（开普勒第一定律示意图）

这一条的定义

听起来就更简单了！

每一行星沿各自的椭圆轨道环绕太阳

而太阳则处在椭圆的一个焦点上

才不是呢！

在开普勒之前的所有天文学家

坚信着所有行星轨道均为完美的圆形

也正是因为这一种错误的观念

包括托勒密、哥白尼、第谷

一众牛逼哄哄的人物

都没有摆脱本轮和均轮的折磨

即第一期中

托勒密体系和哥白尼体系中的小圈圈

在经过大量计算和验证后

开普勒才勇敢的提出

行星轨道是椭圆的！

鼓完掌

我们来看最后一条

开普勒第三定律

又称周期定律

该定律的文字描述是：

各个行星绕太阳公转周期的平方

和它们的椭圆轨道的半长轴的立方

成正比

这条定律是开普勒用了10年的时间

奔走在第谷大大的观测数据库和数学世界

呕心沥血才提炼出来的

很有趣的是

这个定律也被称为“和谐定律”

因为它表明

各行星的运动速度和轨道大小之间

很有节奏的比例关系

就象音乐中的和声一样。

而在《世界的和谐》这本书中

开普勒就是用乐谱的形式

把六颗行星在远日点和近日点之间

角速度的变化情况表征为一首“行星协奏曲”

懂音乐的朋友们可以试一下演奏这一首哦

（这好像不是我们用的那一种乐谱吧？）

正是因为这三大定律

开普勒先僧被誉为“天空立法者”

正是因为这三大定律

天文不再象以前那样

单纯靠经验性的观测进行摸索

而有了科学的数学基础与具体的计算方法

正是因为这三大定律

直接为牛顿发现万有引力定律

并创立天体力学提供了科学基础

某种意义上来说

这是天文学、力学、数学

进一步发展的一个新起点

（由开普勒第三定律推导万有引力定律过程）

另外，不知各位客官是否听闻

开普勒的《鲁道夫星表》？

开普勒三大定律的确立

简直就像是给这份星表打了催化剂

其准确性蹭蹭蹭的往上提高

虽说也并不是绝对准确

但直接秒杀被它取代掉的哥白尼星表

还是分分钟的事儿

（哥白尼星表在数量上就错了30倍的）

小编仿佛看到了哥白尼大大的尴尬脸

听起来都很是牛逼哄哄的样子...

那开普勒是不是也像他师傅第谷一样

有着神一般的观测能力？

嘿嘿

令各位观众老爷失望了

开普勒4岁得了一场天花

视力受到了损伤

他根本没办法和拥有雷达眼的第谷相比

不过没关系

不能用自己的眼睛

没说不能用别的眼睛“作弊”啊！

在经过刻苦研究后

开普勒阐述了近代望远镜理论

把伽利略望远镜的凹透镜目镜

改成小凸透镜

改造了一台望远镜

也正是这一小小的改动

造就了后世所称的开普勒望远镜

说到这里

想必大家一定就明白了

为何拉普拉斯会评论开普勒：

他是大自然给予科学的

罕见人物之一

他使若干世纪工作所预备的

伟大理论开花结果

鉴于开普勒惊人的杰出成就

NASA将用于寻找系外行星的太空望远镜

命名为开普勒空间望远镜（KST）

相信大家对这台东西也是相当的熟悉了

毕竟大部分发现的疑似可居行星

都是这台东西发现的

（开普勒空间望远镜示意图）

好了，按照惯（tao）例（lu）

说完正事儿

我们就来唠嗑唠嗑勒勒同志

相比起开普勒在科学上的辉煌

他的一生艰辛的让人心疼

4岁患天花损伤视力同时一只手拉下残疾

17岁丧父，12个孩子中大部分因穷困死亡

在新教当教师37年

却只拿到了8个月工资

日常只能靠给贵族占星算命维持生活

最后不幸丧命在讨薪的道路上

（高烧致死）

尽管开普勒一生坎坷

他的人生中同样也有过一段幸福的时光

那就是与第谷共事的短短一年

在这一段时间里

开普勒的生活得到了保障（第谷资助）

同时能够快乐的从事他的天文事业

那“天空立法者”开普勒就讲到这啦~我们下期所要讲的是一位与开普勒同一时代的伟人，也是跺跺脚科学界就要抖三抖的重量级人物——“近代科学之父”伽利略。

嘿嘿嘿，是不是很期待咧~

别急，我们下期再聊~

本期有点长~

给耐心看到这儿的亲们鞠个躬~

而如果各位观众老爷想回顾之前的推送

可以直接在公众号会话界面中

留言“哥白尼”或“第谷”

回顾他们的文章噢~~

更正：在上一期中，经天文学史专业的大大RegulusOne提醒，由于小编们的疏忽，使用了“他还是拒绝承认地球是绕着太阳转的”这一个有歧义的表述。在今天的故事中想必各位观众老爷已经知道第谷与开普勒他们两个只合作了短短的一年，而开普勒论证太阳才是太阳系天体运行绕转的中心时，第谷已经离开了人世。也就是说到第谷逝世，他也并不知道自己的观测记录和相关数据最终成为了他不承认的理论的最大支持。在这里也向RegulusOne大大表示感谢，我们一定会在史料考证上和表述上更用心的，给大家奉献更好的文章！

文章作者：汤圆sama、黑瞳、柴郡小貓

文案策划：光暗、柴郡小貓、Katakio

文章编辑：HPP、汤圆sama、CYY、GY

This is not an End。

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