Velikáni novověké astronomie: Nová astronomie podle Johanna Keplera
Tak jako každá věda, i astronomie má své hrdiny – osobnosti, jež se nesmazatelně zapsaly do dějin tohoto oboru. Johannes Kepler byl autorem tří přelomových zákonů o pohybu planet
Johannes Kepler se narodil 27. prosince 1571. Po studiích na univerzitě v Tübingenu, která dokončil v roce 1593, vyučoval v letech 1594–1600 na střední škole ve Štýrském Hradci. Poté přesídlil do Prahy, kde se stal asistentem Tycha Braha. Po jeho smrti sám zaujal post císařského matematika a astrologa.
Přes všechen svůj přínos byl Kepler nadšeným zastáncem v té době ještě stále velmi oblíbené astrologie a věnoval jí nemalou část svého života. Ve skutečnosti pro něj znamenala především obživu, na druhou stranu byl stav tehdejší vědy a společnosti zkrátka takový. A právě Kepler se měl stát jedním z těch, kdo se přičiní o rozvoj vědy tak, aby mohla iracionální okultní mýty a představy o světě vyvrátit. V roce 1612 odešel nuceně z Prahy zmítané občanskými nepokoji do Lince a nakonec roku 1626 zakotvil v Ulmu.
Na sklonku života trpěl krátkozrakostí a mohl se vědě věnovat jen omezeně. Stejně jako téměř všichni učenci té doby se dostal do křížku s církví, rozsudku však unikl: dílem proto, že inkvizice byla o něco mírnější, dílem proto, že sám neprezentoval tak kontroverzní názory – odsouzení Giordana Bruna dokonce schvaloval. V Linci ani v Ulmu ovšem Keplera nepřestala provázet smůla. Měl velké problémy s výplatou služného, a odjel se proto domáhat svého práva na sněm do Řezna. Po cestě však nastydl, dostal zápal plic a v listopadu roku 1630 v necelých 59 letech zemřel.
Revoluční trojice
Bez nadsázky můžeme říct, že Keplerovy myšlenky představují počátek moderní teoretické astronomie. Německý učenec se zabýval pokročilou matematikou a v roce 1615 vydal dílo Nova stereometria doliorum vinariorum neboli Nová stereometrie vinných sudů, v němž se věnoval objemům rotačních těles. Kepler se konkrétně zaměřil na kuželosečky: použil tzv. metodu infinitezimálního počtu, rozdělil tedy křivku na – ideálně nekonečně – malé úseky a objem počítal po částech. Uvedený přístup se stal prvním krokem k vytvoření tzv. diferenciálního a integrálního počtu. Integrování a derivování přitom patří mezi hlavní nástroje výpočtů dnešních vědců.
Kepler však navždy vstoupil do dějin svými třemi zákony o pohybu planet. První dva postuloval ještě v Praze, třetí pak v roce 1619 v díle Harmonices mundi čili Harmonie světů, přičemž znějí následovně: (1) Planety obíhají kolem Slunce po eliptických drahách, v jejichž společném ohnisku se nachází právě naše hvězda. (2) Obsahy ploch opsaných průvodičem planety – tedy její spojnicí se Sluncem – za totožný čas jsou stejné. (3) Poměr druhých mocnin oběžných dob dvou planet je stejný jako poměr třetích mocnin jejich velkých poloos, tj. jejich středních vzdáleností od naší hvězdy.
Dnes považujeme uvedené zákony za součást středoškolské fyziky, nicméně na počátku 17. století představovaly neuvěřitelnou míru abstrakce. Kepler dokázal na základě svých a Braheho pozorování těles vzdálených desítky až stovky milionů kilometrů odvodit první fundamentální pravidla týkající se fungování vesmíru – navíc jen s absolutními základy toho, co dnes nazýváme pokročilou matematikou. Například takovou „maličkost“, jako je zápis mocnin, zavedl René Descartes až po Keplerově smrti, roku 1637. Tři zákony o pohybu planet tak lidstvu poprvé nabídly obecná pravidla toho, jak náš kosmos funguje.
Počátek moderní teoretické astronomie
Keplerův přínos k poznání kosmu spočívá ve schopnosti zpracovat konkrétní pozorování do obecně platného pravidla, které nějakým způsobem popisuje svět kolem nás. Od jeho dob tak máme k dispozici první důkazy, že vesmír funguje na základě předvídatelných přírodních zákonů, nikoliv prosté nahodilé boží vůle. Další vědci pak mohli na Keplerových postulátech stavět – a také to dělali.
