Johannes Kepler: quién fue, biografía, leyes, aportes
¿Quién fue Johannes Kepler?
Johannes Kepler (1571-1630) fue un astrónomo alemán cuyo principal aporte fueron las leyes fundamentales del movimiento de los planetas. Él mismo no las consideró leyes, sino parte de una armonía celestial que reflejaba la influencia de Dios en el Universo.
Los descubrimientos de Kepler hicieron que se pasara del modelo de Nicolás Copérnico (1473-1543) -con el Sol como el centro del Universo-, a un Universo dinámico, con planetas girando alrededor del Sol en órbitas no circulares.
Además, desarrolló una explicación del comportamiento de la luz, descubrió nuevos poliedros semirregulares y propuso nuevos principios para la astronomía.
Biografía de Johannes Kepler
Nacimiento
Johannes Kepler nació en Weil der Stadt, Würtemburg, Alemania, el 27 de diciembre de 1571 y falleció en Ratisbona, ciudad ubicada en la Baviera alemana, el 15 de noviembre de 1630.
Creció en el seno de una familia protestante luterana que alguna vez tuvo renombre, pero ya en decadencia cuando Kepler nació.
Su padre, Heinrich Kepler, fue un mercenario al servicio del duque de Alba. Su madre, Katharina Guldenmann, era hija de un posadero y se desempeñaba como curandera. Fue acusada de brujería por sus conocimientos en herboristería.
Kepler fue un niño enfermizo y a los 3 años casi muere por causa de la viruela, que lo dejó con deficiencias en la vista durante toda su vida. No obstante, superó las consecuencias de una infortunada infancia gracias a su tesón e inteligencia.
Estudios
Motivado por sus padres, desde muy pequeño se vio inmerso en el estudio y observación de los astros y el universo.
Debido a la difícil situación económica de la familia, tuvo que abandonar la escuela para trabajar como jornalero, pero siempre fue estudioso. En 1584 entró al seminario protestante de Adelberg.
Su inteligencia y fascinación por el Universo eran tan grandes que se ganó una beca para estudiar en la Universidad de Tübingen. Allí realizó estudios de filosofía, matemáticas, ética, astronomía y física, entre otros. Tiempo después estudió ciencias humanas y teología.
En 1591 su profesor, el astrónomo Michael Maestlin (1550-1631), le enseñó el sistema heliocéntrico de Nicolás Copérnico, el cual contradecía el sistema de Ptolomeo.
En 1594 interrumpió sus estudios de teología y viajó a Graz (Austria), donde se desempeñó como profesor de matemáticas en la escuela protestante. Durante su estadía como docente en Graz, publicó un calendario con predicciones astrológicas, que él mismo escribía.
Órbitas elípticas
En julio de 1595, Kepler tuvo una revelación importante y elaboró una hipótesis geométrica compleja para explicar las distancias entre las órbitas planetarias, concluyendo que sus órbitas son elípticas.
Aseguraba que el Sol ejercía una fuerza que impulsa a los planetas a desplazarse alrededor de sus órbitas.
En 1596, publicó un tratado titulado El misterio cósmico, que defiende el sistema copernicano. En él explica todas sus doctrinas relacionadas sobre cosmología con su visión de la existencia y sabiduría de Dios en el modelo cosmológico.
Matrimonio
El 27 de abril de 1597 contrajo matrimonio con Bárbara Müller. Al poco tiempo, un edicto del archiduque Fernando en contra de los protestantes le obligó a abandonar Austria, y en octubre de 1600 se trasladó a Praga acogido por el astrónomo danés Tycho Brahe.
Relación con Tycho Brahe
Tycho Brahe era un matemático constructor del observatorio de Praga, en donde se realizaron las mejores observaciones del Sistema Solar. Cuando Kepler llegó a Praga, Tycho Brahe le entregó el estudio de la órbita de Marte.
Brahe y Kepler habían llegado a una relación de colaboración perfecta que lastimosamente se vio interrumpida con la muerte inesperada de Brahe.
Al morir Brahe en 1602, Kepler lo reemplazó como matemático imperial de Rodolfo II y en calidad de consejero astrológico, ocupación a la cual apeló frecuentemente para sobrevivir.
Leyes de Kepler
Una de sus obras más importantes durante este periodo fue Astronomia Nova, publicada en Praga en 1609, donde explicaba el resultado de sus estudios durante 5 años para calcular la órbita de Marte y el movimiento planetario. En este libro se presentan las dos primeras Leyes de Kepler.
Después de realizar varios estudios a partir de sus dos primeras leyes, relacionó la trayectoria de los planetas entre sí, conocida también como ley del movimiento planetario, y formuló su tercera ley.
Segundo matrimonio
En 1612 los luteranos fueron expulsados de Praga, por lo que Kepler se trasladó a Linz tras la reciente muerte de su esposa y sus dos hijos. Posteriormente se volvió a casar pero tuvo muchos problemas personales y financieros.
En 1617, su madre Katharina fue acusada de ser una bruja. Gracias en parte a la amplia defensa legal que Kepler preparó para ella, fue liberada en octubre de 1621.
Ese año, Kepler completó el último de siete volúmenes de su libro de texto sobre astronomía, reuniendo y ampliando su trabajo acerca del sistema copernicano.
Linz
Al morir el rey Rodolfo II y subir al trono su hermano Matías de Habsburgo, Kepler fue nombrado profesor de matemáticas en Linz, donde residió hasta 1626.
En 1627 completó las Mesas Rudolphine que proporcionaron cálculos precisos de las posiciones futuras de los planetas y permitieron la predicción de eventos astronómicos raros.
Acosado por las deudas, en 1628 pasó al servicio de un noble militar checo, Albrecht von Wallenstein, en Sagan, Silesia, quien le prometió ayudarle a pagar las deudas.
Muerte
Días antes de morir, había abandonado Silesia buscando un nuevo empleo. Johannes Kepler murió en Ratisbona el 15 de noviembre de 1630, a los 58 años de edad. Su tumba fue demolida –a los dos años de enterrado– por el ejército sueco en la Guerra de los Treinta Años.
Las tres leyes de Kepler
Kepler tardó casi ocho años en entender el movimiento retrógrado del planeta Marte. Utilizando las observaciones detalladas de Brahe, se dio cuenta de que los planetas viajaban en círculos “estirados”, conocidos como elipses.
El Sol no se sitúa exactamente en el centro de su órbita, sino que se desplaza hacia un lado, en uno de los dos puntos conocidos como foco.
Algunos planetas, como la Tierra, tienen una órbita muy parecida a un círculo, pero la órbita de Marte es una de las más elípticas. El hecho de que los planetas viajen por senderos elípticos se conoce como la Primera Ley de Kepler.
Kepler también se dio cuenta de que un planeta se movía más lentamente cuando estaba más lejos del Sol que cuando estaba cerca.
Al comprender que los planetas viajaban en elipses, determinó que una línea invisible que conectaba el Sol con un planeta cubría una cantidad igual de área durante la misma cantidad de tiempo, siendo esta la Segunda Ley de Kepler.
La Tercera Ley de Kepler fue publicada una década más tarde, y reconoció que la relación entre el período de dos planetas –el tiempo que toman para orbitar el Sol– se corresponde con su distancia del Sol.
Mientras que las dos primeras leyes de Kepler se centran en los detalles del movimiento de un solo planeta, la tercera ley es una comparación entre la órbita de dos planetas.
Otros aportes de Kepler
Aunque Kepler es mayormente conocido por las leyes que definen los movimientos planetarios, también hizo otras contribuciones notables a la ciencia:
-Determinó que la refracción impulsa la visión en el ojo, y que el uso de dos ojos permite la percepción de profundidad.
-Creó anteojos para la miopía y para la hipermetropía.
-Explicó el funcionamiento del telescopio.
-Describió las propiedades de la reflexión.
-Afirmó que la gravedad depende de dos cuerpos en lugar de uno, alegando que la Luna es la causa del movimiento de las mareas en la Tierra.
-Mencionó la rotación del Sol y creó la palabra “satélite”.
-Trató de usar sus conocimientos para medir la distancia a las estrellas.
-Hizo varias contribuciones a las matemáticas, incluyendo la creación de métodos de cálculo más rápidos.
-Investigó el volumen de muchos cuerpos sólidos.
-Calculó el año de nacimiento de Cristo.
-Fue el primero en explicar los principios del funcionamiento del telescopio.
-Su libro Stereometrica Doliorum supuso la base del cálculo integral.
Matemáticas, astronomía y astrología
Además de enseñar matemáticas en Graz, Kepler se convirtió en matemático de distrito. En esta posición elaboró los calendarios de su época que debían incluir información útil para la vida cotidiana de la gente.
La información incluía consejos a los agricultores sobre cuándo plantar cultivos, consejos a los líderes sobre campañas militares, consejos sobre asuntos de romance, etc.
En la época de Kepler había una considerable confusión tanto en la comunidad general como en las universidades en cuanto a la distinción entre astronomía y astrología.
Como parte de este proceso, Kepler publicó un libro en 1601 que “rechazaba la visión supersticiosa de que las estrellas guían la vida de los seres humanos” y rechazó progresivamente otros aspectos de la astrología.
Reconocimiento
En reconocimiento de las contribuciones de Johannes Kepler a la comprensión del movimiento de los planetas, la NASA nombró en su honor al telescopio de búsqueda de planetas.
Kepler y Dios
Muchos de los escritos de Kepler reflejan su profundo deseo de testimoniar la gloria de Dios. En una ocasión, escribió:
“Simplemente pensaba en los pensamientos de Dios después de Él. Puesto que nosotros, astrónomos, somos sacerdotes del Dios Altísimo con respecto al libro de la naturaleza, nos beneficia ser pensativos, no de la gloria de nuestras mentes, más bien, sobre todo, de la gloria de Dios”.
Manifestando la humildad que le caracterizaba, y deseoso de desarrollar una relación personal con Dios, Kepler reflexionó:
“¿Puedo encontrar a Dios, que en la contemplación del universo entero casi puedo sentir en mis manos, también en mí mismo?”.
Referencias
- Bellis M. Johannes Kepler – Astronomy. Recuperado de thoughtco.com.
- DeVore E. Kepler and Mars – Understanding How Planets Move. Recuperado de space.com.
- Fowler M. Johannes Kepler. Recuperado degalileoandeinstein.physics.virginia.edu.
- Lamont A. Johannes Kepler (1571-1630). Outstanding scientist and committed Christian. Recuperado de creation.com.
- Rabin S. Johannes Kepler. Recuperado deoxfordbibliographies.com.
- Sobel D. Searching Heaven and Earth for the Real Johannes Kepler. Recuperado de Discover Magazine; Nov 2008.
- Taylor N. Johannes Kepler: Biography. Recuperado de space.com.