关于宇宙形态的理论,自公元前300年,古希腊哲学家亚里士多德提出"地心说"开始;公元前200年,天文学家阿里斯塔克的"日心说";公元前100年,亚历山大科学院的天文学家托勒密完善"日心说";15世纪,波兰天文学家哥白尼提出正式"日心说";同时期的布鲁诺提出"无限宇宙";伽利略发明望远镜,通过观测支持了哥白尼"日心说";到1546年丹麦天文学家第谷提出了"折中的混合说"这一系列关于宇宙形态的理论都是这些伟大的天文学家耗费大量的精力,通过观测推测等方式所得到的结论,并不断被后人推翻和改善,才有了今天我们的关于宇宙的理论体系前文我们曾说,第谷从丹麦到达德国后,收了一个叫开普勒的学生,并把自己的未完成的工作托付给开普勒,那么开普勒提出什么样的宇宙理论呢?,我来为大家科普一下关于宇宙的多元世界?以下内容希望对你有帮助!

宇宙的多元世界(正多面体的宇宙)

宇宙的多元世界

关于宇宙形态的理论,自公元前300年,古希腊哲学家亚里士多德提出"地心说"开始;公元前200年,天文学家阿里斯塔克的"日心说";公元前100年,亚历山大科学院的天文学家托勒密完善"日心说";15世纪,波兰天文学家哥白尼提出正式"日心说";同时期的布鲁诺提出"无限宇宙";伽利略发明望远镜,通过观测支持了哥白尼"日心说";到1546年丹麦天文学家第谷提出了"折中的混合说"。这一系列关于宇宙形态的理论都是这些伟大的天文学家耗费大量的精力,通过观测推测等方式所得到的结论,并不断被后人推翻和改善,才有了今天我们的关于宇宙的理论体系。前文我们曾说,第谷从丹麦到达德国后,收了一个叫开普勒的学生,并把自己的未完成的工作托付给开普勒,那么开普勒提出什么样的宇宙理论呢?

天文学家开普勒——画像

1571年12月27日,开普勒出生在德国符腾堡的维尔德斯达特镇,全名约翰尼斯丶开普勒。开普勒就读于德国的图宾根大学,1588年获得学士学位,三年后获得硕士学位。开普勒祖父当过市长,父亲是职业军人。在开普勒三岁时,得了天花,手脚均留有疤痕,视力也不是很好。

德国图宾根大学

开普勒最初学习神学,但是他却非常喜欢数学和天文,在这两个领域都显示出惊人的才华。开普勒的一位天文学老师是日心说的拥护者,公开上课时讲授托勒密的日心说,私下里对自己亲近的学生(包括开普勒)宣传哥白尼的日心说,这对开普勒的宇宙观产生了极大的影响。从此开普勒成为哥白尼学说的忠实信徒,但他却不接受布鲁诺的观点,不承认宇宙无限,也不认为恒星是遥远的太阳,他像哥白尼一样认为在日心体系的最外层是恒星天。

柏拉图的五种正多面体

开普勒长期致力于寻找各行星轨道之间的数学联系。通过反复计算,他惊奇的发现,用柏拉图的五种正多面体,刚好可以给出六大行星轨道半径之间的关系。开普勒的思维过程如下:

开普勒行星轨道模型

如果把土星轨道画在一个正六面体的外接球上,那么木星轨道就恰在此六面体的内切球上;如果把这个正六面体的内切球看成一个正四面体的外接球,那么火星轨道就在此正四面体的内切球上;如果把这个正四面体的内切球看成一个正十二面体的外接球,那么地球的轨道就在此十二面体的内切球上;如果把这个正十二面体的内切球看成一个正二十面体的外接球,那么金星的轨道就在此正二十面体的内切球上;如果把这个正二十面体的内切球看成一个正八面体的外接球,那么水星轨道就在此正八面体的内切球上。

开普勒的宇宙模型

这样给出的行星轨道,与当时观测值符合的较好,而且柏拉图早已证明,正多面体只有着五种。开普勒认为,自己为宇宙中仅有的六颗行星找到了几何依据和神学依据,这些几何关系反映了上帝创造宇宙的思路。他惊喜的发现:上帝是一位几何学家!1596年,开普勒发表了《宇宙的神秘》一书,书中描述了他上述的构想。第谷和伽利略看到此书后,都非常赞赏。1600年,开普勒接受第谷的邀请,到布拉格天文台工作。这时,他接触到第谷大量的精确观测资料,发现自己原来自鸣得意的宇宙图像漏洞百出,所谓的行星轨道的多面体学说与第谷的精密观测资料并不相符,只好放弃。但是,开普勒还是为自己找到第谷这样的老师而兴奋不已,可惜第二年第谷便去世了,所幸的是,第谷把自己用毕生心血积累的观测资料留给了开普勒。为此,第谷的亲属耿耿于怀,认为他们比开普勒更有继承的权利,但事实表明,这份资料给开普勒,才是上帝的最佳选择。不过,当时的第谷对开普勒提出了一个要求:不管开普勒赞同日心说还是地心说,在使用他第谷的资料绘制星历表和著书时,必须应用第谷提出的混合说,开普勒勉强答应了老师的要求。

开普勒与第谷——雕像

开普勒提出了多面体宇宙学说,虽然没能符合观测数据,但是表现出了他非凡的想象力和数学才能。

写在后面的话:关于开普勒的多面体宇宙论就讲到这里了,希望小伙伴们读过之后有所收获,有所感悟,感谢阅读,感谢关注!