Μπορείτε να φανταστείτε να περιγράφετε την κίνηση των αστεριών με βάση το μελωδία που εκπέμπουν? Ακούγεται τρελό, σωστά; Ξέρετε καλά ότι για τον αστρονόμο Τζον Κέπλερ ήταν πραγματικότητα. Και αυτός ο οραματιστής επιστήμονας του 17ου αιώνα ανέπτυξε τη σκέψη του σε μια εποχή που οι τροχιές των πλανητών πιστευόταν ότι ήταν κυκλικές και θεϊκά τέλειες, αν και τα αστρονομικά δεδομένα δεν συνέπιπταν πλήρως με αυτήν την πεποίθηση. Αμφισβήτησε καθιερωμένες ιδέες, βρίσκοντας μια αρμονική σχέση σε αυτά τα κινήματα και εκφράζοντας την στο έργο του. Harmonics Mundi.
Το ξυράφι του Ockham, ή η υπεράσπιση της πιο απλής εξήγησης
Είναι ένα βιβλίο που εκδόθηκε το 1619, γραμμένο εξ ολοκλήρου στα λατινικά. Σε όλες τις σελίδες του, ο Κέπλερ συζητά, συζητά και επιχειρηματολογεί για το θέμα αρμονία, μουσικότητα και συνάφεια γεωμετρικών σχημάτων και φυσικών φαινομένων. Το έργο φτάνει στο αποκορύφωμά του στην τελευταία ενότητα, όπου ο επιστήμονας συλλαμβάνει τη μεγαλύτερη ανακάλυψή του, που αργότερα ονομάστηκε Τρίτος νόμος της κίνησης των πλανητών.
JOHANNES KEPLER: ΕΠΑΝΑΣΤΑΤΗΣ ΣΚΕΠΤΟΣ
Ο Τζον Κέπλερ είναι ένας επιστήμονας που στάθηκε αντάξιος της φήμης του: ήταν ένα βασικό πρόσωπο στην επιστημονική επανάσταση, καθώς και ένας από τους καλύτερους στοχαστές και αστρονόμους της εποχής του. Στο Πανεπιστήμιο του Tübingen της Γερμανίας, όπου σπούδασε θεολογία και αστρονομία, ο καθηγητής των μαθηματικών τον έφερε σε άμεση επαφή με ηλιοκεντρικό σύστημα αναπτύχθηκε από Κοπέρνικος το έτος 1543 ενώ οι υπόλοιποι μαθητές πίστευαν ότι το γεωκεντρικό σύστημα του Πτολεμαίου, που τοποθετούσε τη Γη στο κέντρο του Σύμπαντος, ήταν αληθινό.
Νικόλαος Κοπέρνικος, ο ιερέας που μετέφερε το κέντρο του Σύμπαντος
Έτσι ο Κέπλερ έγινε οπαδός της κοπερνίκειας σκέψης και αφιέρωσε μεγάλο μέρος της ζωής του στη μελέτη και κατανόηση των κινήσεων των πλανητών. Άρχισε λοιπόν προτείνοντας μια θεωρία βασισμένη στην Πυθαγόρεια γεωμετρία και στην ιδέα ότι οτιδήποτε δημιουργείται από τον Θεό πρέπει να είναι θεϊκό και πλήρες, η οποία έλεγε ότι Οι αποστάσεις των πλανητών από τον Ήλιο δόθηκαν από σφαίρες μέσα σε τέλεια πολύεδρα.
Το τέλειο πολυεδρικό μοντέλο του Kepler για να εξηγήσει τις αποστάσεις στο Ηλιακό Σύστημα.
Ωστόσο, αφού μελέτησε τα δεδομένα που είχε στη διάθεσή του, συνειδητοποίησε ότι οι πλανητικές κινήσεις δεν μπορούσε να εξηγηθεί από αυτό το μοντέλοΛοιπόν, κάτι δεν πήγαινε καλά. Πιστός στην ιδέα του για τέλειους κύκλους, δοκίμασε όλες τις υπάρχουσες σφαίρες και κυκλικά σχήματα, χωρίς να καταφέρει να αποκτήσει ένα μοντέλο προσαρμοσμένο στην πραγματικότητα. Απογοητευμένος, πρότεινε ένα οβάλ μοντέλο, το οποίο επίσης απέτυχε. Τελικά, χρησιμοποιώντας ελλείψεις ως θεμέλιο της πλανητικής κίνησης, βρήκε πειστικά αποτελέσματα με πειραματικά δεδομένα.
Έτσι, χρησιμοποιώντας αυτό το νέο μοντέλο ελλειπτικών τροχιών, ο Κέπλερ έφερε επανάσταση στην αστρονομία της στιγμής προτείνοντας τρεις νόμοι της κίνησης των πλανητών ο οποίος κατάφερε να εξηγήσει, τελικά, από τι συνίσταται η δυναμική των πλανητών και των αστεριών και ποια ήταν η ίδρυσή τους. Ωστόσο, μακριά από το να είναι ευχαριστημένος με την ανακάλυψή του, ο Κέπλερ λέγεται ότι υιοθέτησε ένα αίσθημα απογοήτευσης και συνέχισε να αναρωτιέται: «Γιατί ελλείψεις όταν υπάρχουν κύκλοι;»
Η ΜΟΥΣΙΚΗ ΤΩΝ ΣΦΑΙΡΩΝ
Από αυτούς τους νόμους, ο πιο εντυπωσιακός ήταν ο τρίτος, στο ότι εφαρμόστηκε συσχετίζουν τις τροχιές των πλανητών μεταξύ τους. Λέγεται έτσι: «Το τετράγωνο των περιόδων της τροχιάς των ουράνιων σωμάτων είναι ανάλογο με τον κύβο της απόστασης από τον Ήλιο». Δηλαδή, διαιρώντας το τετράγωνο του χρόνου που χρειάζεται για να περιφερθεί γύρω από τον Ήλιο με τον κύβο αυτού που μετρά ο ημικύριος άξονας της τροχιάς του θα είναι πάντα σταθερά.
Πώς η μουσική μας κάνει πιο ανθρώπους
Ονομαζόταν το αρμονικός νόμος και ήταν ένα ορόσημο στην αστρονομία, αφού επέτρεψε να ενοποιηθούν, να προβλεφθούν και να κατανοηθούν όλες οι κινήσεις των άστρων. Για να το αναπτύξει, ο Κέπλερ εμπνεύστηκε από μια φιλοσοφική ιδέα γνωστή ως την αρμονία των σφαιρώνπου βασίζεται στο γεγονός ότι οι κινήσεις των ουράνιων σωμάτων είναι στην πραγματικότητα μια μορφή μουσικής.
Portrait of Kepler (1620), έργο άγνωστου καλλιτέχνη.
Ο πρώτος που απέδειξε αυτή την ιδέα ήταν ο μαθηματικός Πυθαγόρας, ο οποίος εντόπισε ότι το ύψος μιας μουσικής νότας ήταν αντιστρόφως ανάλογο με το μήκος της χορδής που παρήγαγε τον ήχο. Σύμφωνα με αυτή την προσέγγιση, πρότεινε ότι ο Ήλιος, η Σελήνη και οι υπόλοιποι πλανήτες Έκαναν το δικό τους «buzz» όταν κινείται μέσα από την πλανητική τροχιά, όντας ένας ήχος που εξαρτάται από αυτή την κίνηση.
Η ΑΡΜΟΝΙΑ ΤΩΝ ΚΟΣΜΩΝ
Έτσι, στο πενταμερές έργο του του 1619, Harmonices MundiΉ Η αρμονία των κόσμωνΟ Κέπλερ υποστηρίζει ότι τα μουσικά διαστήματα και οι διαφορετικές αρμονίες είναι αυτά που περιγράφουν την κίνηση των μόνο έξι πλανητών που ήταν τότε γνωστοί. Προφανώς δεν πίστευε ότι ο ήχος που εξέπεμπαν ήταν αντιληπτός στα αυτιά ή ακουστός, ωστόσο, αν ισχυριζόταν ότι θα μπορούσε να είναι ακούγεται από την ψυχή με μεταφυσικό τρόπο. Στο έργο, στην πραγματικότητα, συλλαμβάνουμε την ιδέα ότι ένας χριστιανός δημιουργός, ένας κεντρικός Θεός, είναι ο συγγραφέας αυτού του συστήματος, εκείνου που δημιουργεί μια τέτοια τέλεια σύνδεση μεταξύ γεωμετρίας, αστρονομίας και μουσικής.
Στο πρώτο και στο δεύτερο μέρος του βιβλίου, ο Κέπλερ δίνει μια σύντομη ανάλυση της αρχικής του ιδέας, σύμφωνα με την οποία οι τροχιές και οι αποστάσεις των πλανητών θα μπορούσαν να εξηγηθούν με δομή τέλειων πολύεδρων. Στο τρίτο, ο αστρονόμος επιστρέφει στην ανακάλυψη που έκανε ο Πυθαγόρας σχετικά με τη σχέση μελωδίας και εγχόρδων, αναπτύσσοντας την ιδέα ότι λόγω αυτού του τύπου σχέσης ακούγοντας μουσική είναι τόσο ευχάριστο για τους ανθρώπους.
Σελίδα από Harmonics Mundi όπου εμφανίζονται οι κλίμακες των έξι γνωστών πλανητών και η Σελήνη που ίδρυσε ο Κέπλερ.
Στο τέταρτο κεφάλαιο, ο Κέπλερ δημιουργεί μια μεταφυσική βάση για αυτό το σύστημα και καθιερώνει α αναλογία μεταξύ των ταχυτήτων των πλανητών και της πολυφωνικής μουσικής. Στη συνέχεια δηλώνει ότι οι πλανήτες με μεγαλύτερη εκκεντρότητα, που πρέπει να έχουν μεγαλύτερη διακύμανση στην ταχύτητά τους, παράγουν περισσότερες νότες. Για παράδειγμα, δηλώνει ότι η μέγιστη και η ελάχιστη ταχύτητα της Γης είναι σε αναλογία 16 προς 15 και, ως εκ τούτου, ποικίλλουν κατά ένα ημίτονο, το οποίο μεταφράζεται σε αυτό ο πλανήτης μας «τραγουδάει» τις νότες Μι-Φα-Μι.
Τέλος, στο πέμπτο μέρος της δουλειάς του, ο Κέπλερ αναλογίζεται τη σχέση που υπάρχει μεταξύ αυτών των τροχιακών ταχυτήτων για κάθε πλανήτη, επαληθεύοντας ότι, συγκρίνοντάς τις, δημιουργούνται ορισμένες μαθηματικές αρμονίες. Από αυτή τη δήλωση αναπτύσσει άμεσα τα περίφημά τουΤρίτος νόμος της κίνησης των πλανητών.