天空的立法者(上)~克卜勒

刊登於攝理新聞台
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在天文學不發達的年代,人們對與天體的預測搭配著強大的想像力,有著許多不一樣的詮釋,但是對於現代人來說:地球繞著太陽轉
這是一種連小朋友都可以輕鬆回答的問題,但是這真的很不容易,畢竟天體的觀察並不容易,此外文化背景的關係,這樣的理論一旦提出,往往被當時的人反對。
所以來回顧看看幾位地動說背後的重要推手
攝理教三十個論日月停止
第一位當然是哥白尼(1473~1543):
察覺地心說和某些學術觀察結果不符、無法解釋所有的天文現象,生前提出日心假說,亦即假設太陽並沒有真的繞著地球轉,至於詳細原因,哥白尼本人並不清楚。

第二個人是伽利略(1564~1642),他就來得科學許多,他透過天文的觀察,直接證實日心說,此外地心說並沒有違背聖經的解釋,與教廷產生了宗教上的爭論,有現代觀測之父的美名。

第三位就是我們今天的主角:克卜勒
不過在介紹他之前還要再介紹他的老師:地谷.布拉(1546~1601)
攝理教三十個論日月停止
他擅長精準的天文測量,在丹麥國王資助下,設立自己的觀測站Uraniborg。
收了許多的學生講授天文,主張自己的「地谷說」是界於日心說與地心說之間的理論,克卜勒曾多次說服老師相信日心說,但並未成功。

攝理教三十個論日月停止
克卜勒是一個學數學出生的人,其實在天文上的悟性並不高,但很幸運的是他遇上了善於天文量測的地谷.布拉,當時做了對地球以及火星的觀測,所得的數據以現在的觀點來說是出奇的精準
(以天文的尺度上,他量測的誤差值與實際值相比不到0.01%)
在老師逝世後,由擔任助手的克卜勒得到了所有關於火星的數據,包含了運轉週期、軌道半徑,以及相關的天文現象觀測。
克卜勒對天文雖然不拿手,但是對於數字的敏銳度卻是無人能比,因此他著手針對這些數據分析十年後,1609年發表第一、第二定律,再過十年1619年發表第三定律。

第一定律:行星繞橢圓軌道,太陽其中一個焦點。

第二定律:行星與太陽的連線,單位時間掃過的面積相等。

第三定律:行星繞行太陽的週期T,和橢圓的半長軸R,T^3:R^2為定值。

這三個定律看似神奇但是只要用牛頓的萬有引力公式代入,就可以輕鬆的解釋其背後的原理,有興趣的人可以參考這篇文章

但是問題來了,對照一下兩個人的歷史年代,克卜勒(1571~1630),牛頓1643年才剛出生……
怎麼可能!!!也就是說在克卜勒提闡述了天體運行的法則五十年後,才有理論能夠證明,難道說克卜勒是「先知」嗎?
攝理教三十個論日月停止

下回將提到克卜勒如何解開天體運行的封印,以及他的信仰真情告白
天空的立法者(下)~克卜勒

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