من هو يوهانس كبلير؟ وما هي إنجازاته؟

لم تعلم والدة يوهانس كبلير أن رضيعها الهزيل المريض، سيلمع اسمه في علم الفلك والرياضيات لمدة خمس قرون. وسيسطر التاريخ اسمه كأحد أهم علماء القرن السادس عشر.

طفولته

ولد يوهانس كبلير في مدينة فورتمبيرغ الألمانية في 27 ديسمبر عام 1571م. انحدر من أسرة فقيرة، كان والده جنديًا، وقد غادر المنزل للمرة الأخيرة عندما كان يوهانس في الخامسة من العمر. عاش كبلير مع والدته في نزل جده، والتحق بالمدرسة المحلية في سن مبكر.

كان المجتمع العلمي آنذاك راضخًا تحت سيطرة الحكم الكنسي. وكنوع من تعزيز الولاء للسلطة الكنسية، كان يتم إعطاء منح دراسية لأبناء الطبقة المعدمة، ليتسنى لهم  الحصول على التعليم الجامعي، الذي عُدَّ في تلك الفترة بمثابة بريق النور الذي سينتشلهم من نفق الفقر والعوز المظلم. إذ كان يتم تعيين الحاصلين على شهادة التعليم الجامعي في ميادين عديدة: كالتعليم في المدارس أوالتوظيف في الحكومة أو حتى التعيين كوزراء.

شبابه

التحق كبلير بجامعة توبنعن في عام 1589م، وأراد أن يصبح عالم لاهوت. لكن حياته لم تسر كما خطط لها إذ حالت النجوم وشغفه بالفلك والحساب دون ذلك.
أدرك كبلير على الرغم من تدينه أن كوبرنيكوس قد أصاب بنظريته حول مركزية الشمس، التي اضطر أن يتراجع عنها خوفًا من حكم الكنيسة. دفع الفضول كبلير إلى السعي والبحث حول صحة نظرية كوبرنيكوس رياضيًا. إلى أن استطاع في النهاية إثبات صحتها عن طريق ثلاثة قوانين، عرفت فيما بعد باسم قوانين كبلير.

قوانين كبلير

وهي ثلاثة قوانين عُنيت بدراسة حركة الكواكب.

القانون الأول : مدار كل كوكب عبارة عن قطع ناقص تقع الشمس في إحدى بؤرتيه

تدور الكواكب حول الشمس بحركة غير دائرية، بل على شكل قطع ناقص تقع الشمس بإحدى بؤرتيه. والقطع الناقص هو الشكل الذي نحصل عليه إذا قطعنا جسمًا اسطوانيًا بشكل مائل.

القانون الثاني: الخط الواصل بين كوكب والشمس يقطع مساحات متساوية خلال أزمنة متساوية

تختلف سرعة الكواكب في دورانها حول الشمس تبعًا لبعدها عنها. فإذا كانت قريبة منها، فإنها تدور بسرعة أكبر، وكلما زاد بعدها كلما قلت سرعتها في الدوران. حيث تتساوى مساحة المثلثين المتشكلين بين الشمس وقوس المسافات المغطاة من كوكبين في نفس الوقت.
ولفهم القانون الثاني: يمكننا أن نتخيل بأن كوكبًا ما يستغرق مدة قدرها يوم للانتقال من نقطة معينة إلى نقطة أخرى. وليكن من النقطة “أ” إلى النقطة “ب”، إن الخطوط من الشمس إلى النقاط “أ” و”ب”، تشكل مع مدار الكوكب مساحة مثلثية. وهي ذات المساحة التي سيتم رسمها كل يوم بغض النظر عن موقع الكوكب على المسار الإهليلجي. وبالاستناد إلى القانون الأول فمن المنطقي أن يكون الكوكب على مسافات مختلفة من الشمس عند مناطق مختلفة في ذلك المدار. لذلك يجب على الكوكب التحرك على نحو أسرع، كلما اقترب من الشمس. وذلك حتى يقطع نفس المساحة التي قطعها في المناطق الأخرى، البعيدة عن الشمس بشكل متساوٍ.

القانون الثالث: مربع الفترة المدارية لكوكب يتناسب مع مكعب نصف المحور الرئيسي لمداره

وكان القانون الثالث وليس التفاحة هو الذي ساعد نيوتين على اكتشاف قانون الجاذبية.

يوهانس كبلير والرياضيات

قام كبلير بحساب اللوغاريتمات بطرق حسابية أبسط وأدق عن سابقيه. حيث كانت تلك الحسابات تستغرق وقتا طويلًا لإتمامها. كما أنشأ جداول دائمة يمكن أن تتنبأ بمواقع الكواكب، وقد ثبتتْ صحتها بعد وفاته. وقد وضع علاوة على ذلك أول دليلٍ على كيفية عمل الخوارزميات في عام 1624م.

كبلير والبصريات

علم كبلير أن العدسات في أعيننا تعكس الصور. وهذا يعني أن خيال الصور على شبكية العين يكون رأسًا على عقب. هذا ما دفعه لاستنتاج أن الصورة المقلوبة الواقعة على الشبكية يتم تصحيحها من قبل أدمغتنا. وبالإضافة إلى ذلك ساهم كبلير في تعديل تليسكوب غاليليو وذلك باستخدام العدسات المحدبة.

المد والجزر وعلاقة كبلير بذلك

اختلف كبلير مع غاليليو حول سبب المد والجزر على الأرض. فقد اعتقد غاليليو أن حدوث المد والجزر مرتبط بدوران الأرض. بينما رأى كبلير بأن للقمر علاقة بهذه الظاهرة، وقد كانت تخميناته في موضعها الصحيح.

كبلير وصراعه مع تهمة السحر

اتهمت والدة كبلير بالسحر. وأمضى كبلير وقتًا طويلًا يدافع عن  والدته وسمعتها، وبعد ست سنوات استطاع كبلير إثبات براءة والدته، التي توفيت بعد ذلك ببضعة أشهر فقط.

وفاته

توفي كبلير في مدينة ريغنسبورغ عن عمر يناهز 58 عامًا. تاركًا خلفه مجموعة من القوانين التي ساهمت بإحداث ثورة  في علم الفلك. كما مكنت  علماء عصرنا هذا من اكتشاف كواكب جديدة، يمكن أن تكون صالحة للعيش البشري في المستقبل البعيد ككوكب Kepler 22b.

المصادر
nasa
mathshistory
britannica