Кіріспе
Иоганн Кеплердің "Астрономия нова" (ағылшын тілінде: New Astronomy, түпнұсқа латын тіліндегі толық атауы: Astronomia Nova ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΤΟΣ seu physica coelestis, tradita commentariis de motibus stellae Martis ex observationibus G. V. Tychonis Brahe) – 1609 жылы жарық көрген кітап. Онда астроном Иоганн Кеплердің Марс планетасының қозғалысын он жыл бойы зерттеу нәтижелері жазылған. Астрономия тарихындағы ең маңызды кітаптардың бірі саналатын "Астрономия нова" гелиоцентризмді қолдайтын маңызды аргументтер келтіріп, планеталардың қозғалысы туралы құнды түсініктер берді. Онда планеталардың эллипстік траекториялары және олардың қозғалысының айналмалы сфералардағы денелерге қарағанда еркін қозғалатын денелердің қозғалысына ұқсас екендігі алғаш рет айтылды. Бұл кітап ғылыми революцияның ең маңызды еңбектерінің бірі деп танылды.
Astronomia nova (English: New Astronomy, full title in original Latin: Astronomia Nova ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΤΟΣ seu physica coelestis, tradita commentariis de motibus stellae Martis ex observationibus G. V. Tychonis Brahe) is a book, published in 1609, that contains the results of the astronomer Johannes Kepler's ten year long investigation of the motion of Mars. One of the most significant books in the history of astronomy, the Astronomia nova provided strong arguments for heliocentrism and contributed valuable insight into the movement of the planets. This included the first mention of the planets' elliptical paths and the change of their movement to the movement of free floating bodies as opposed to objects on rotating spheres. It is recognized as one of the most important works of the Scientific Revolution.
Өмірбаян
Кеплерден бұрын Николай Коперник 1543 жылы Жер және басқа планеталар Күнді айналып жүреді деп ұсынған. Коперниктің Күн жүйесі моделі планеталардың байқалатын орналасуын түсіндіру құралы ретінде қарастырылды, физикалық сипаттама емес. Кеплер планеталардың қозғалысының физикалық себептерін іздеді және ұсынды. Оның жұмысы негізінен ұстазы Тихо Брагедің зерттеулеріне негізделген. Екеуі жұмыста жақын болғанымен, араларында шиеленіс болды. 1601 жылы өлім төсегінде Браге Кеплерден "өлімі бекер болмауына" көз жеткізіп, Күн жүйесінің моделін әзірлеуді жалғастыруын өтінді. Бірақ Кеплер "Астрономия нова" еңбегін жазды, онда ол Тихония жүйесін, Птолемей жүйесін және Коперник жүйесін де қабылдамады. Кейбір ғалымдар Кеплердің Брагеге деген ұнамауы Тихония жүйесін қабылдамауына және жаңа жүйе құруына ықпал еткен болуы мүмкін деп болжайды. 1602 жылы Кеплер Марстың орбитасын анықтау жұмысын бастады, ал Дэвид Фабрициусқа өз табыстарын хабарлап отырды. 1604 жылдың басында ол Фабрициусқа овалды орбита мүмкіндігін ұсынды, бірақ оған сенбеді. Кейін сол жылы Кеплер Марстың эллипстік орбитасын ашқаны туралы хат жазды. "Астрономия нова" қолжазбасы 1607 жылдың қыркүйегінде аяқталды және 1609 жылдың тамызында басылып шықты.
Құрылымы мен қысқаша мазмұны
Ағылшын тілінде оның толық атауы – «Жаңа астрономия, себептерге негізделген, немесе аспан физикасы, Тихо Браге, Генттің байқауларынан алынған, Марс жұлдызының қозғалысына түсініктемелер арқылы қарастырылған». 650 беттен астам материалда Кеплер оқырмандарын өз зерттеу процесінің әр қадамын жетелеп жүр. «Астрономия нова» кітабының кіріспесіндегі жазбалардың талқылануы он жетінші ғасырда Кеплердің ең көп таралған еңбегі болды. Кіріспеде Кеплер зерттеу кезінде атқарған төрт қадамын көрсетеді. Бірінші қадам – Күннің өзі, ал күнге жақын кез келген қиял нүктесі емес (Коперник жүйесіндегідей), планеталардың эксцентрикаларының барлық жазықтықтарының қиылыс нүктесі немесе планеталар орбиталарының орталығы деген талабы. Екінші қадам – Кеплердің Күнді басқа планеталардың орталығы және қозғаушы күші ретінде орналастыруы. Бұл қадамда Кеплер Күнді ғаламның ортасына қоюға қарсылықтарға, соның ішінде жазбалардағы қарсылықтарға жауап береді. Ол жазбаларға жауап ретінде оның физикалық догманы талап ету мақсатында емес екенін, ал мазмұны рухани тұрғыдан түсіндірілуі керек екенін айтады. Үшінші қадамда ол Күннің барлық планеталардың қозғалысының бастауы екенін, планеталардың сфераларда айналмауының дәлелін кометаларға негізделген Браге дәлелімен көрсетеді. Төртінші қадам – планеталардың жолының шеңбер емес, сопақша екенін сипаттау. «Астрономия нова» басталғанда Кеплер тек қана байқаулар негізінде Тихония, Птолемей және Коперник жүйелерін ажырату мүмкін емес екенін көрсетеді. Үш модель планеталардың жақын болашақтағы орналасуын бірдей болжайды, бірақ олар тарихи байқаулардан өзгеше, және болашақтағы планеталардың орналасуын болжауда шамалы, бірақ анық өлшенетін дәлдіксіздікке ұшырайды. Кеплер өзінің атақты Марстың Жерге қатысты қозғалысының схемасын ұсынады, егер Жер өз орбитасының ортасында қозғалмай тұрса. Схемада Марстың орбитасы толыққанды емес және бірдей жолмен жүрмейтіні көрсетілген. Кеплер кітаптағы барлық жұмыстарын кеңінен талқылайды. Ол осы ұзындығын он алтыншы тарауда атап өтеді: Егер осы есептеудің шаршатарлық әдісі сізді жалықтырса, кем дегенде жетпіс рет қайталап, көп уақыт жоғалтқан маған аяңыз. Кеплер маңызды қадам ретінде планеталардың орбитасының ортасында біркелкі жылдамдықпен қозғалады деген жорамалға да күмән келтіреді. Ол Күннің «орташа» орнына аспандағы Күннің нақты орнына негізделген маңызды өлшемдерді есептеудің модельдерге елеулі белгісіздік енгізетінін, сонымен қатар одан әрі зерттеулерге жол ашатынын анықтайды. Планеталардың біркелкі жылдамдықпен емес, Күннен қашықтығына байланысты өзгеретін жылдамдықпен қозғалатыны туралы идея толығымен революциялық болды және оның екінші заңына айналды (біріншісінен бұрын ашылған). Кеплер екінші заңға әкелген есептеулерінде бірнеше математикалық қателер жіберді, олар сәттілікпен бір-бірін жойды. Ол айтқандай, мен [түпнұсқа теңдеуді] жиілетіп, эллипске қайта оралдым, бұл мүлдем басқа гипотеза деп ойладым, бірақ екеуі, келесі тарауда көрсеткенімдей, бірдей. Әй, қаншалықты ақымақ құс едім!
If thou art bored with this wearisome method of calculation, take pity on me, who had to go through with at least seventy repetitions of it, at a very great loss of time. Kepler, in a very important step, also questions the assumption that the planets move around the center of their orbit at a uniform rate. He finds that computing critical measurements based upon the Sun's actual position in the sky, instead of the Sun's "mean" position injects a significant degree of uncertainty into the models, opening the path for further investigations. The idea that the planets do not move at a uniform rate, but at a speed that varies as their distance from the Sun, was completely revolutionary and would become his second law (discovered before his first). Kepler, in his calculations leading to his second law, made multiple mathematical errors, which luckily cancelled each other out “as if by miracle.” Ironically, he had already derived this solution trigonometrically many months earlier. As he says,
I laid [the original equation] aside, and fell back on ellipses, believing that this was quite a different hypothesis, whereas the two, as I shall prove in the next chapter, are one in the same Ah, what a foolish bird I have been!
Еске алу
2009 жыл – Халықаралық астрономия жылы, бұл еңбектің жарық көргеніне 400 жыл толуына арналды.