Uitvinders: Johannes Kepler

Johannes Kepler was een groot wetenschapper en we borduren op veel van zijn uitvindingen voort. Uitvinder bij uitstek. Zeer bekend zijn de wetten van Kepler, waarmee de bewegingen van planeten verder worden berekend en verklaard. Beroemd zijn de drie wetten van Kepler. Kepler werd in 1571 geboren en stierf op 59 jarige leeftijd in 1630. In februari 2011 ging een raket omhoog met de naam van Johannes Kepler.

Wie is Johannes Kepler

Johannes Kepler werd in 1571 geboren in Duitsland en stierf in 1630. Hij begon zijn loopbaan als theoloog, wat in die tijd gebruikelijk was. Kepler was net zoals Galileo Galilei een overtuigde aanhanger van de heliocentrische theorie van Copernicus. Galileo kwam in de problemen en ook Kepler kwam hierdoor in grote moeilijkheden. In 1616 werd zelfs zijn moeder ervan beschuldigd een heks te zijn.

Sterrenkunde krijgt opnieuw structuur door Kepler

In 1595 kwam Johannes Kepler op het idee dat de structuur van het planetenstelsel in verband moest staan met het feit dat er vijf regelmatige veelvlakken bestaan, zodat de opeenvolgende planeetsferen telkens als om- en ingeschreven bollen van regelmatige veelvlakken zouden kunnen fungeren. Anders gezegd: de banen van de planeten zijn in bollen gelegen die onderling weer gescheiden zijn door een regelmatige vlakverdeling. Hij bewees dat tussen de bollen van Mars en de aarde een regelmatig twaalfvlak zat en tussen de bollen van de Aarde en Venus een regelmatig twintigvlak. Hij was daarmee nog meer overtuigd van de wiskundige harmonie in het planetenstelsel.

De drie wetten van Kepler

Er zijn maar liefst drie natuurkundige wetten van Kepler die hij postuleerde op basis van bestaande en nieuwe empirische waarnemingen. Hij bestudeerde onder meer de zeer nauwkeurige waarnemingen van de Deense astronoom Brahe en kwam tot de volgende conclusies:

• De eerste wet van Kepler. Alle planeten bewegen zich rond de zon in elliptische banen, waarbij de zon zich in één van de brandpunten van de ellips bevindt.
• De tweede wet van Kepler. De snelheid van een planeet in zijn omloopbaan verandert in gelijke tijdsintervallen zo, dat de oppervlakte, bestreken door de rechte lijn tussen zon en planeet, gelijk is.
• De derde Wet van Kepler. Het kwadraat van de omlooptijd van een planeet is evenredig met de derde macht van zijn gemiddelde afstand.

Dit levert prachtige elliptische banen op. Hoe harmonieus wil je het hebben. Kepler dichte planeten in verband met hun beweging en snelheid ook bepaalde toonhoogtes toe, zodat ze letterlijk op muziekpapier zijn weer te geven met een bepaalde melodie.

Isaac Newton

De wetten van Kepler betekenden een doorbraak in de sterrenkunde. Niet langer bleken planeten zich in volmaakte cirkels te bewegen, maar was daar het eerste bewijs voor de elliptische banen. De snelheid van de planeten in hun baan neemt dus toe, als zij dicht bij de zon komen en vertraagt als ze verder weg stonden van de zon. Isaac Newton bewees later de juistheid van de wetten. Albert Einstein ging met zijn befaamde relativiteitstheorie vervolgens nog veel verder.

Lees verder

• Onderwijs en onderzoek: Onderwijs en onderzoek: de uitvinders (special)