요하네스 케플러 : 케플러 법칙으로 우주를 밝히다

목차

 

요하네스 케플러 학문의 시작

 

천문학의 영역은 수많은 공산가들의 공헌에 의하여 형성되었으며, 그러한 선구자 중 한 사람이 요하네스 케플러입니다. 그의 획기적인 연구는 천체에 대한 우리의 이해에 혁명을 가져왔을 뿐만 아니라 현대 천문학의 토대를 마련하였습니다.

요하네스 케플러는 1571년 독일 바일 데어 슈타트에서 칠삭둥이로 태어났습니다. 그의 아버지는 용병이었고 어머니는 선술집의 딸이었습니다. 집안도 가난하고 칠삭둥이로 태어나 체격이 작고 병약했으며, 4살 때에는 천연두를 앓는 바람에 근시에 복시까지 겹치면서 시력이 매우 안 좋았다고 합니다.

그러나 요하네스 케플러는 어릴 때부터 별에 매료되었습니다. 6살 때 대혜성을 목격했고, 천문학을 알게 되었으며 수학적으로 엄청난 재능을 가졌습니다. 가족의 재정적 어려움과 30년 전쟁의 광범위한 혼란 등 역경에 직면했음에도 불구하고 케플러의 천체에 대한 열정은 그를 튀빙겐 대학교로 이끌었습니다. 그곳에서 그는 존경받은 학자들의 지도 아래 신학, 철학, 수학을 공부하였습니다.

 

요하네스 케플러의 천문학적 업적

 

요하네스 케플러의 가장 큰 업적은 천문학 분야를 재편한 행성 운동의 세가지 법칙을 공식화한 데 있습니다. 1609년 <새로운 천문학(신천문학)>을 출판하여 그의 첫 번째 법칙을 제시하였습니다. 행성의 궤도는 태양이 두 초점 중 하나에 있는 타원입니다. 이 혁신적인 통찰력은 원형 궤도에 대한 널리 퍼진 믿음에 균열이 가게 만들었습니다.

등면적의 법칙으로 알려진 케플러의 제2법칙은  행성과 태양을 연결하는 선분이 같은 시간 간격동안 같은 면적을 휩쓸고 있다는 것을 설명하였습니다. 이 법칙은 궤도 전체에 걸쳐 행성의 다양한 속도에 대한 깊은 이해를 제공하였습니다.

1619년 케플러는 행성의 공전 주기와 태양으로부터의 거리 사이의 수학적 관계를 밝히는 제3법칙을 발표하였습니다. 이 법칙은 아이작 뉴턴을 포함한 후대의 과학자들이 만유인력의 법칙을 개발할 수 있는 길을 열었습니다.

 

요하네스 케플러의 영향

 

케플러의 법칙은 아이작 뉴턴이 만유인력의 법칙을 공식화하는 데 중추적인 역활을 하였습니다. 뉴턴의 연구는 케플러의 통찰력을 확장하여 천체 역학과 지상 역학을 통합하고 근대 물리학의 토대를 마련하였습니다.

또한 케플러의 법칙은 행성 운동에 대한 우리의 이해를 향상시켰을 뿐만 아니라 우주 임무 계획 및 실행에 중추적인 역할을 하였습니다. 위성, 탐사선의 정확한 퀘도 계산과 궤도 기동을 위해 이러한 법칙을 사용합니다.

경험적 관찰에 대한 케플러의 확고한 의지는 과학적 연구 방법에 혁명을 일으켰다고 할 수 있습니다. 전통적이고 독단적인 믿음보다는 경험적 데이터에 대한 그의 강조는 오늘날 연구자들이 사용하는 엄격한 과학적 접근 방식의 선례가 되었습니다.

요하네스의 케플러의 이러한 지울 수 없는 공헌은 우주에 불굴의 흔적을 남겼습니다. 케플러 법칙에 대한 그의 설명과 경험정 증거에 대한 확고한 헌신은 천문학의 이해의 새로운 시대를 이끌었습니다. 케플러의 유산은 그의 법칙뿐만 아니라 그의 호기심과 끈기, 열정까지도 수많은 과학자들에게 영향을 미치고 있습니다.

 

요하네스 케플러의 명언

 

○ 기하학은 천지 창조 이전부터 있었다. 기하학은 신의 뜻과 함께 영원히 공존한다. 기하학은 천지 창조의 본보기였다. 기하학은 신 그 자체이다.

○ 자연현상의 다양성은 너무 대단하고, 하늘에 숨겨진 보물들이 너무 많아 인간의 마음은 새로운 영양공급에 결코 부족함이 없다.

○ 자연의 진리가 나의 거부로 쫓겨났었지만, 인정을 받고자 겉모습을 바꾸고 슬그머니 뒷문으로 들어왔으니, 아 나야말로 참으로 멍청이였구나!

○ 별을 볼 때 나는 기뻤다. 그 기쁨이 내 인생의 힘이었다.

○ 거룩한 분의 섭리로 우리는 티코 브라헤라는 성실한 관측자를 가질 수 있었다. 그의 관측 결과는 이 계산의 오차가 8분이라고 판다해 주었다. 하늘이 주시는 선물은 감사히 받아들여야 마땅하거늘. 내가 8분 오차를 모른 체할 수 있었다면 나는 내 가설을 땜질하는 식으로 적당히 고쳤을 수 있다. 그러나 그것은 무시될 수 없는 오차였다. 바로 이 8분이 천문학 완전 개혁으로 새로운 길을 내게 가르쳐 주었던 것이다.

○ 다수가 그른 길을 걷지 않는 한, 나 역시 다수의 편에 서고 싶다. 그 까닭에 나는 가능한 많은 이들에게 과학을 설명해 주려고 무진 애를 쓰는 바이다.

 

○ 수학 계산의 쳇바퀴에 저를 온종일 메어두지는 마십시오. 철학적 사색은 제가 누릴 수 있는 유일한 기쁨이오니, 제게 사색할 여유를 허락해 주십시오.

○ 비록 오감으로 인지 가능한 세계에 전혀 존재할 수 없는 것이라도 우리에게는 그런 것을 상상할 수 있는 자유가 주어져야 한다.

○ 달은 산과 계곡으로 가득하고, 마치 움푹 파인 구덩이와 계속 이어지는 동굴을 하 놓은 것 같이 구멍이 숭숭 뚫려 있다.

○ 미래의 하늘에는 천상을 바람을 탈 수 있는 돛단배들이 날아다니고 우주 공간은 우주의 광막함을 두려워하지 않는 탐험가들도 그득할 것이다.

○ 용기 있는 인간은 무한한 공간으로 진출할 것이다.

○ 이 지루한 계산 과정에 진력이 나시거든, 이런 계산을 적어도 70번 해 본 저를 생각하시고 참아주십시오.

○ 어제는 하늘을 재더니, 오늘 나는 어둠을 재고 있다. 나는 뜻을 하늘로 뻗쳤지만, 육신은 땅에 남는구나.

 

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