JOHANNES KEPLER (1571-1630)

Οι 3 νόμοι του Κέπλερ:
----------------------
1. Οι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από το κεντρικό άστρο (ήλιος) και διαγράφουν κατά την περιστροφή τους ελλείψεις. Στην μία από τις δύο εστίες τής έλλειψης βρίσκεται ο ήλιος.

2. Η νοητή ευθεία που συνδέει το κέντρο του κάθε πλανήτη με το κέντρο του Ήλιου, διαγράφει εμβαδά ανάλογα με τον χρόνο. Αν διαγράφει εμβαδόν συγκεκριμένο σε δεδομένο χρονικό διάστημα σε διπλάσιο χρόνο διαγράφει το διπλάσιο εμβαδόν.

3. Τα τετράγωνα των χρόνων περιφοράς των πλανητών γύρω από τον Ηλίο έχουν μεταξύ τους την ίδια σχέση που έχουν οι κύβοι των αποστάσεων.

Ιστορία των νόμων.
----------------------
Οι νόμοι ανακαλύφθηκαν από τον Κέπλερ από το 1609 έως το 1618. Ο Κέπλερ συνεργάστηκε στην Πράγα-Τσεχία με τον διάσημο Δανό αστρονόμο Τύχων Βράχιο και βασίστηκε στο έργο του. Στους νόμους που διατύπωσε βασίστηκε ο Νεύτών για να επαληθεύσει τον δικό του νόμο της παγκόσμιας έλξης των μαζων. Απεδείχθη ότι οι παλίρροιες οφείλονται στην ελκτική δύναμη της Σελήνης και ότι ο αέρας έχει βάρος.

Ο Κέπλερ.
----------------------
Γερμανός αστρονόμος η κατά την σημερινή ορολογία αστροφυσικός. Γεννήθηκε στις 15 Νοεμβρίου 1571 στην Βυτεμβέργη της Γερμανίας. 'Ηλθε στο κόσμο 7μηνος και γι'αυτό έμμεινε ασθενικός και αδύναμος σε όλη του την ζωή. Είχε 3 αδερφούς και 1 αδερφή. Μετά την αρρώστια του από ευλογιά σε ηλικία 4 ετών τα χέρια του έμμειναν δυσκίνητα και τα μάτια του εξασθενημένα. Κατάφερε να αποφοιτήσει του γυμνασίου με δυσκολία. Εκδίωχτηκε από το ιεροδιδασκαλέιο του Τύμπιγκεν, που συνέχισε τις σπουδές του, επειδή είχε ανήσυχο και ανεξάρτητο πνεύμα, αλλά αμέσως μετά γράφτηκε στο πανεπιστήμιο της ίδια πόλης. Νυμφεύτηκε το 1597 και απόκτησε 5 παιδιά. Μετά από διωγμό καταφεύγει στην Ουγγαρία. Τον κάλεσε αργότερα στην Πράγα ο ατρονόμος Τύχων Βράχιος για να συνεργαστούν. Η συνεργασία τους όμως δεν ευδοκίμησε παρόλο που οι διαφωνίες τους φάνηκαν εποικοδομιτηκές και μετά τον θάνατο του Τύχωνα κατόρθωσε να ανακαλύψει τους παραγματικούς χρόνους κίνησης των πλανητών. Το 1611 απεβιώσε η σύζυγός του και μετά από 2 χρόνια ξαναπαντρεύτηκε και απέκτησε 11 παιδιά. Αργότερα ταξίδεψε για την Αυστρία όπου έγινε καθηγητής γυμνασίου και αστρονόμος της αυλής του αυτοκράτορα. Εκδιώχτηκε όμως. Η μητέρα του καταδικάστηκε σε θάνατο στην πυρά με το αιτιολογικό της μαγείας. Παρόλα αυτά ακυρώθηκε η θανατική καταδίκη της, με την παρέμβαση του γιού της, αλλά παρέμεινε στην σκοτεινή φυλακη όπου και πέθανε. Καθόλη την διάρκεια του βίου του ήταν πάντα άτυχος και είχε ασυνείδητους προισταμένους που τον εκμεταλλέυονταν που όμως η αγάπη του για την επιστήμη ποτέ δεν το εκατέλειψε. Δεν κατάφερε ποτέ να πάρει περισσότερα χρήματα απ' όσα του χρειάζονταν. Πέθανε στο Ρέγκενσμπουργκ, 15 Νοεμβρίου 1630, γέρος και τον έθαψαν μπροστά στις πύλες της πόλης και το μνήμα του έχει το επίγραμμα που συνέταξε ο ίδιος:

"Ζώντας μετρούσα τα ουράνια, τώρα τα έρημα σκοτάδια' το πνεύμα ήταν ουράνιο, το σώμα σκιάζει την γή."

Tο νόμισμα.
----------------------
Το νόμισμα εκδόθηκε από το Τσέχικο νομισματοκοπείο και αποτελεί συλλεκτική έκδοση. Γιατί όμως ένας Γερμανός εμφανίζεται σε νόμισμα της Τσεχίας; Μην ξεχνάμε ότι είχε εκδιωχθεί και τελικά έμεινε για μεγάλο χρονικό διάστημα στην Πράγα-Τσεχία όπου όπως αναφέρεται παραπάνω συνεργάστηκε με τον Δανό Τύχωνα και τελικά μόνος του απέδωσε του 3 νόμους. Δεν προκειται για νόμισμα καθημερινής κυκλοφορίας, που κάποιοι, άν όχι η πλειοψηφία, θα θεωρούσαν πρόκληση την απεικόνιση της μορφής ενός Γερμανού σε Τσέχικο νόμισμα. Πρόκειται για ειδική συλλεκτική κ' αναμνηστική έκδοση που σκοπό έχει να αποδώσει τον φυσικό χώρο, που άλλωστε αποτέλεσε άσυλο, όπου έγινε η ανακάλυψη των 3 νόμων της αστρονομίας και μετέπειτα της αστροφυσικής. Στις εικόνες που παρατέθηκαν φαίνονται ανάγλυφοι οι νόμοι.

Ο Γαλαξίας μας.
----------------------
Ο Γαλαξίας μας αποτελεί μέρος του σύμπαντος που με το τηλεσκόπιο HUBBLE και άλλες συσκευές οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει μια διάσταση γύρω στο 10³⁵. Κάθε γαλαξίας αποτελείται από πολλά ηλιακά συστήματα, δηλ. συστήματα που έχουν ώς σημείο αναφορά τους τον εκάστοτε "'Ηλιο" και πλανήτες που κινούναι γύρω από αυτόν, προφανώς για το δικό μας ηλιακό σύστημα κινούνται σε ελλείψεις και ακολουθούν του νόμους του Κέπλερ και προφανώς του Νεύτωνα. Ο γαλαξίας μας έχει σπειροειδή δομή όπως η Ανδρομέδα, δηλαδή τα ηλιακά συστήματα που το αποτελούν βρίσκονται σε σπείρες γύρω από το κεντρικό σημείο όπου έχει και την μεγαλύτερη πυκνότητα ηλιακών συστημάτων. Το ηλιακό μας σύστημα βρίσκεται σε κάποια από τις σπείρες γύρω από το κεντρικό σημείο. Υπάρχουν γαλαξίες που δεν μπορούμε να προσεγγίσουμε με τα όργανα παρατήρησης ή άλλες μεθόδους γιατί η θέση τους δεν είναι ιδανική ως προς εμάς και έτσι δεν μπορούμε να τους κατηγοριοποιήσουμε και άλλοι που μόλις διακρίνουμε πίσω ή μπροστά από άλλους γαλαξίες, ή άλλοι που βρίσκονται μακριά και έχουν σημειακή απεικόνιση. Αν τα όργανα παρατήρησης είχαν εμβέλεια το άπειρο τότε σύμφωνα με τον νόμο των πιθανοτήτων η εικόνα που θα πέρναμε φωτογραφίζοντας μια περιοχή του σύμπαντος θα ήταν μια κίτρινη πλάκα, στο σύνολο της. Γιατί πίσω ή μπροστά και δίπλα από κάθε γαλαξία υπάρχει η πιθανότητα αν όχι η βεβαιότητα ότι υπάρχει άλλος γαλαξίας, όσο μακριά και αν βρίσκεται.

Μια εικόνα ενός σπειροειδούς γαλαξία.
----------------------

Οι τροχιές των πλανητών του ηλιακού μας συστήματος.
----------------------

Βλέπουμε λοιπόν ότι όλοι οι πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος έχου ελλειπτικές τροχιές γύρω από τον ήλιο και το ίδιο επίπεδο κίνησης εκτός από τον Πλούτωνα (Pluto) που το επίπεδο κίνησης του εμφανίζει σημαντική κλίση με το επίπεδο κίνησης των άλλων πλανητών. Η γή εκτελεί τροχιά ελλειπτική γύρω από τον ήλιο με εκεντρότητα περίπου 0,2 που πλησιάζει τον τέλειο κύκλο πράγμα που εξέπληξε τον Κέπλερ. Η ταχύτητα κίνησης της είναι 1770Km/h.

Σήμερα...
----------------------
Και αν ισχύει το ηλιοκεντρικό σύστημα του Κοπέρνικου που προσεταιρίστηκε στο πανεπιστήμιο ο Κέπλερ, και προφανώς ισχύουν ακόμη και σήμερα οι νόμοι του, ο νόμος παγκόσμιας έλξης του Νεύτωνα που επαληθεύτηκε από τους νόμους του Κέπλερ, ισχύει για τους γαλαξίες και το σύμπαν με την εισαγωγή της έννοιας της "σκοτεινής ύλης", δηλαδή μιας υπαρκτής δομής ύλης που όμως δεν προσεγγίζεται με τηλεσκόπια μια και είναι μη ορατή. Και μια που ισχύει ο νόμος της διατήρησης της υλοενέργειας του Αινστάιν έχουμε και την παραδοχή της σκοτεινής ενέργειας. Δηλ. το μετρούμενο ενεργειακό άθροισμα της ύλης και της ενέργειας παραμένει αναλοίωτο. Και αν ισχύουν οι νόμοι της φυσικής για τον εγγυής μικρόκοσμο, δη. το δικό μας ηλιακό σύστημα, δεν υπάρχει λόγος να μην ισχύουν για το σύμπαν στο απροσέγγιστο σύνολο του αφού οι ίδιες γεννεσιουργές δυνάμεις υπάρχουν (big bangs) και τα ίδια δομικά στοιχεία.

'Απειρο.
----------------------
Γνωρίζοντας ότι τα όργανα παρατήρησης, οπτικά τηλεσκόπια ή ράδιοτηλεσκόπια, γήινα ή διαστημικά, είτε διαστημικοί βολιστήρες και μη επανδρωμένα εξερευνητικά διαστημόπλοια, έχουν εξερευνήσει περιοχή διαστάσεως 10³⁵, είναι προφανές ότι πρέπει να αναφερθούμε στην έννοια του απείρου. Το άπειρο στο σύμπαν είναι η υπαρκτή έννοια του μαθηματικού απείρου. Τα μαθηματικά είναι εργαλείο μετρήσεων και καθορισμού των αλγεβρικών εξισώσεων που το σύμπαν ακολουθεί. Όμως το άπειρο στην αστροφυσική είναι τριών κατηγοριών:
1. το κατονομαζόμενο, πέρα από τα όργανα παρατήρησης, που ισχύουν οι νόμοι του Κέπλερ του Νεύτωνα και του Αινστάιν.
2. Το άπειρο που μπορούμε να φανταστούμε και να ποσοτικοποιήσουμε με τους θεμελιώδεις νόμους, χωρίς να έχουμε στοιχεία.
3. Το πραγματικό άπειρο ως επέκταση της έννοιας των μαθηματικών, που όμως δεν έχουμε κανένα στοιχείο και δεν μπορούμε να το προβλέψουμε, και είναι βέβαιο ότι μας ξεφεύγουν πολλά από τις θεωρητικές και πρακτικές γνώσεις που έχουμε μέχρι τώρα.
Βασικά θεωρούμε ότι άπειρο είναι το σύμπαν σε διαστάσεις. Κανένας δεν μπορεί να μιλήσει μέχρι τώρα για όρια. Αν ποτέ καταριφθεί το πραγματικό άπειρο ως διάσταση του σύμπαντος, θα παρομοιάζονταν ή ύπαρξη μας στον γαλαξία μας σαν ένα φύλλο που πέφτει από ένα δέντρο και παρασύρεται από τους ανέμους έχοντας πάνω του 3-4 μυρμήγκια και προσεγγίζει το έδαφος. Το άπειρο σύμφωνα με τα μέχρι τώρα δεδομένα αποτελεί αξίωμα για το σύμπαν.

Εικόνα του σύμπαντος στο παρατηρήσιμο άπειρο από το τηλεσκόπιο Herschel.
----------------------

Και εντωμεταξύ; and aftewards?
----------------------
Η ΤΑΙΝΙΑ

<< Download: AND AFTERWARDS?
Η θεωρεία Μ.- Το μέλλον της Φυσικής.
----------------------

Μελλοντική έκφραση της Φυσικής τόσο σε μακροσκοπική όσο και σε μικροσκοπική κλίμακα αποτελεί η θεωρεία Μ. Σκοπός της είναι οι φυσικοί νόμοι που θα την διέπουν να μην υφίσταναται ad hoc βελτιώσεις, τροποπιήσεις και επεκτάσεις αλλά να ισχύουν καθολικά τόσο για τον σωματιδικά και κυματικό μικρόκοσμο όσο και για μακροσκοπικά αντικείμενα όπως οι γαλαξίες και το σύμπαν που παρατηρούμε ή θα παρατηρήσουμε στο μέλλον ή ακόμα και για αυτό το υπόλοιπο που δεν θα έχουμε άμεση ή έμεση παρατήρηση δηλ. το άπειρο και ούτε θα έχουμε ποτέ. Ως σπονδυλωτή θεωρεία μπορεί να εκφράσει 2⁵⁰⁰ διαφορετικά δυνατά σύμπαντα σε 11 διαστάσεις, ένα από τα οποία είναι και το σύμπαν που ζούμε. Βέβαια οι φυσικοί νόμοι που σήμερα θεωρούμε ισχύοντες θα μετασχηματιστούν σε ένα πολύπλοκο ενιαίο μαθηματικό μοντέλο που θα μπορεί να προβλέψει όλα τα φυσικά ενδεχόμενα. Παρόλο που ο περιορισμός 2⁵⁰⁰ είναι πεπερασμένος αριθμός θα αποτελέσει την μελλοντική προσπάθεια της Φυσικής. Βέβαια πολύπλοκα μαθηματικά μοντέλα χρειάζονται και πανίσχυρους υπολογιστές για να υπολογιστούν σε σχετικά σύντομο χρόνο. Βέβαια οι φυσικοί νόμοι δεν πρέπει πρέπει να είναι προσητοί από την ευρύτερη μάζα του επιστημονικού κόσμου και προφανώς κατανοητοί από το την πλειοψηφία της προπανεπιστημιακής εκπαίδευσης. Και κάποιος, κάπου, κάποτε θα μπορούσε να ισχυριστεί ότι το σύστημα του Πτολεμαίου ισχύει ακόμη αλλά τα υπάρχοντα υπολογιστικά συστήματα που θα περίγραφαν την κίνηση των διακριτών ουράνιων σωμάτων, του παρατηρήσιμου σύμπαντος, σίγουρα θα οδηγούνταν σε βέβαιη χαοτική συμπεριφορά με προφανείς ανεξέλεγκτες και απρόβλεπτες καταστάσεις. Προφανώς οι μελλοντικοί υπολογιστές, άλλων γενεών, θα έλυναν το πρόβλημα και ίσως ο Κέπλερ και οι άλλοι κατά την διατύπωση των Φυσικών νόμων τους έβλεπαν οράματα, αλλά εκπλήρωσαν το παιδικό τους όνειρο να γίνουν διάσημοι στον επιστημονικό κόσμο, απασχολώντας τους για αιώνες με δουλειές του ποδαριού και χοντροειδέστατα μαθηματικά του μπακάλη. Προφανώς κοσμικοί κύκλοι και κυκλώματα τους ανέδειξαν, μια φορά και έναν καιρό...

GAME
OVER
----------------------

----------------------