केप्लर, योहानेस : (२७ डिसेंबर १५७१ – १५ नोव्हेंबर १६३०) वुटम्बर्गमधील विल (आताचे जर्मनीतील स्टटगार्ट) या शहरात योहानेस केप्लर ह्यांचा जन्म झाला. ट्यूबिंगन विद्यापीठामधून शिक्षण पूर्ण केल्यावर ऑस्ट्रियातील ग्राझ विद्यापीठात ते प्राध्यापक म्हणून रुजू झाले.
केप्लर ह्यांचे बालपण अतिशय कष्टात गेले. परिस्थितिमुळेच ते ज्योतिषशास्त्राकडे वळले. त्यांच्या काळात खगोलशास्त्र व ज्योतिषशास्त्र हयात स्पष्ट असा फरक नव्हता. परंतु अल्पावधीतच ते त्यांच्या गणितीय कौशल्य आणि सैद्धांतिक रचना यांच्या सर्जनशीलतेसाठी ओळखले जाऊ लागले.
ट्यूबिंगन विद्यापीठामध्ये त्या वेळेचे प्रमुख खगोलशास्त्रज्ञ, मायकेल मास्तलिन यांचे मार्गदर्शन त्यांना लाभले. त्यानी केप्लर ह्यांची कोपर्निकस ह्यांच्या सूर्यकेंद्रित विश्वनिर्मितीच्या संकल्पनेशी ओळख करून दिली. टॉलेमी यांच्यापासून चालत आलेली विश्वाची भूकेंद्री म्हणजेच पृथ्वी संपूर्ण विश्वाच्या मध्यभागी असून सूर्यासह इतर ग्रह तिच्याभोवती फिरतात ही कल्पना कोपर्निकस यांना चुकीची वाटत असे. या कल्पनेनुसार सूर्य, चंद्र आणि ग्रह यांच्या गतीसंबंधीचे नियम व त्यांची दिलेली स्पष्टीकरणे त्यांना सुसंगत वाटत नव्हती. आपल्या मिस्ट्री ऑफ कॉसमॉस ह्या प्रबंधामधून केप्लर ह्यांनी कोपर्निकस ह्यांच्या सिद्धांताची व्यवहार्यता स्पष्ट करणारी विधाने केली व आकाशातील पांच ग्रहांच्या कक्षांचा भूमितींतील समघनांच्या आकृतीशी असलेला विशिष्ट संबंध स्पष्ट करून ते सिद्ध करणारे पुरावे दिले. ह्या कामामुळे त्यांची जर्मन सम्राट रुडॉल्फ द्वितीय ह्याचे राजगणितज्ञ टायको ब्राहे ह्यांचे सहाय्यक म्हणून नेमणूक झाली आणि ब्राहे ह्यांच्या मृत्यूनंतर ते राजगणितज्ञ झाले.
ग्रहणे व चंद्राचा व्यास ह्याचा अभ्यास करताना ब्राहे ह्यांच्या सूचनांनुसार केप्लर यांनी पीनहोल कॅमरा बनवला. ह्या निरिक्षणांमधून त्यांनी सर्वप्रथम मानवी डोळ्यांच्या रचनेचे व कार्याचे स्पष्टीकरण दिले. त्यांचा प्रकाश-शास्त्र, प्रकाशीय किरणांच्या अपवर्तानाच्या सिद्धांतांचा अभ्यास अ‍ॅस्ट्रोनोमिया पार्स ऑप्टिकामधून प्रकाशित झाला. डायोपट्रिकमधून त्यांचा वास्तव, आभासी, सुलट व व उलट प्रतिमा ह्या संबंधीचा अभ्यास प्रसिद्ध झाला. ह्यातील तत्त्वांचा वापर करून, केप्लर यांनी केलेली खगोलशास्त्रीय दुर्बिणीची रचना यशस्वी ठरली. ह्यामध्ये बहिर्वक्र भिंगांचा उपयोग करण्यात आला.
त्यानंतर केप्लर यांनी अथक प्रयत्नांनी मंगळ ग्रहाची कक्षा शोधून काढली. ह्या प्रक्रियेत हजारो गणने केप्लर यांना करावी लागली. मंगळ ग्रहाची कक्षा ही विवृत्तिय (इलिप्टीकल) असून सूर्य ह्या विवृत्ताच्या एका नाभिस्थानी असतो असे सिद्ध केले. ह्या संपूर्ण प्रक्रियेचा उल्लेख ते ड वॉर विथ मार्स असा करतात. त्या अभ्यासावरून त्यांनी ग्रहांच्या गती विषयीचे पहिले दोन नियम शोधून काढले. हे नियम पुढीलप्रमाणे आहेत:
१) ग्रहांच्या कक्षा वर्तुळाकार नसून त्या दीर्घवर्तुळाकृती आहेत आणि सूर्य हा त्यांच्या एका केन्द्रात असतो.
२) ग्रहाची गती त्याच्या कक्षेच्या निरनिराळ्या भागांत निरनिराळी असते. सूर्य आणि ग्रह यांना जोडणारी एक काल्पनिक रेषा काढली तर ती समान कालांत समान क्षेत्रफळ आक्रमते.
हे दोन नियम न्यू ॲस्ट्रोनॉमी या ग्रंथातून प्रसिद्ध झाले. परंतु तिसरा नियम, ग्रहांचे अंतर व त्यांचा आवर्तकाल (सूर्याभोवतीच्या एका प्रदक्षिणेस लागणारा काळ) यांच्यामधील गणिती संबंध शोधून काढण्यात बराच वेळ लागला आणि तो नियम द हार्मोनिक मंडी या त्यांच्या ग्रंथात प्रसिद्ध झाला. हा नियम प्रतिपादित करतो की कुठल्याही दोन ग्रहांच्या आवर्तकाळाच्या वर्गांचे गुणोत्तर त्यांच्या आवर्तनाच्या सरासरी त्रिज्यांच्या घनाच्या गुणोत्तराइतकाच असतो. या सर्व नियमांत सूर्य हा ग्रहांच्या कक्षांच्या मध्यस्थानी आहे ही गोष्ट गृहीत धरलेली दिसून येते. त्याचप्रमाणे, कोपर्निकसच्या सिद्धांताप्रमाणे केप्लर ह्यांनी आपली पृथ्वीदेखील ग्रहांपैकी एक असून इतर ग्रहांना लागू असलेले सर्व नियम तिलाही लागू आहेत असे मानले आहे. तीन धूमकेतूंचा अभ्यास करुन त्यांच्या भ्रमणाबाबत माहिती देणारा द कॉमेक्टीक हा ग्रंथही त्यांनी प्रसिद्ध केला. बुध ग्रहाच्या अधिक्रमणाबद्दल केप्लर ह्यांनी केलेले भाकीत पुढे खरे ठरले.
एका समारंभात दारुच्या पिंपाचे आकारमान काढण्याची सदोष पद्धत त्यांच्या लक्षात आली. ह्यातूनच पुढे त्यांनी परिभ्रमणाच्या घनाकृतींचे (solids of revolution) घनफळ काढण्याची पद्धत शोधून काढली. ह्यामुळे कॅल्क्युलसमधील संशोधनाला एका अर्थाने चालना मिळाली.
त्याशिवाय फक्त १३ एकसमान बहुफलक (uniform polyhedra – the Archimedean solids) अस्तित्वात आहेत ह्या विधानाची सिद्धता आणि पहिल्या दोन नियमित बहुफलकांची रचना करण्याचे श्रेय केप्लर यांना जाते. रुडॉल्फियन टेबल्स या त्यांच्या ग्रंथात लॉगॅरिथ्म्स सारिणींचा वापर करून आणि ब्राहे ह्यांच्या निरीक्षणांनुसार केप्लर यांनी मांडलेली खगोलशास्त्रीय कोष्टके इतकी अचूक ठरली की त्यामुळे ग्रहांचे गतिविषयक तीन नियम व कोपर्निकस ह्यांची सूर्यकेंद्रित विश्वनिर्मितीची संकल्पना प्रस्थापित होण्यास भरीव मदत झाली.
केप्लर हे १६११ साली मांडलेल्या त्यांच्या गणिती अटकळीसाठीही प्रसिद्ध आहेत. तिची कल्पना अशी आहे. संत्रीविक्रेत्याने जर समान आकाराची संत्री मेरू (पिरॅमिड) पद्धतीने रचली तर, त्यांना समाविष्ट करणाऱ्या घनाची घनता π/√१८ म्हणजे सुमारे ०.७४ पेक्षा अधिक नसेल. सदर अटकळीची संपूर्ण औपचारिक सिद्धता थॉमस हेल्स यांनी संगणकाचा आधार घेऊन अलीकडे दिली.
केप्लर यांचे लिखाण विपुल आहे आणि जोहानीस केप्लेरा ऑपेरा ऑमनिया ह्या समग्र ग्रंथात त्यांच्या बहुतांश शोधनिबंधाचा, चरित्राचा व पत्रव्यवहाराचा अंतर्भाव झाला आहे. हा ग्रंथ फ्रेंकफर्ट येथे आठ खंडांत छापला गेला.
चंद्रावरील एका विवराला केप्लर हे नाव त्यांच्या सन्मानार्थ देण्यात आले आहे.
ग्रहांचे गतिविषयक तीन नियम, प्रकाश-शास्त्रातील महत्त्वाचे कार्य, लॉगॅरिथ्म्सचा परिगणनेत सखोल वापर, परिभ्रमण करणाऱ्या घनाकृतींचे (solids of revolution) घनफळ काढण्याची पद्धत आणि अचूक खगोलशास्त्रीय कोष्टके मांडणे असे चौफेर योगदान करणाऱ्या ह्या महान गणिती शास्त्रज्ञाचे निधन वयाच्या ५९ व्या वर्षी झाले.
संदर्भ :
- https://plato.stanford.edu/entries/kepler/
- http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/history/Biographies/Kepler.html
- https://en.wikipedia.org/wiki/Johannes_Kepler
- https://www.britannica.com/biography/Johannes-Kepler
- नेने, य. रा. आणि ठाकूर, अ. ना., केप्लर, योहानेस, मराठी विश्वकोश, खंड ४, १९७६, पृष्टे २२८-२२९.
समीक्षक : विवेक पाटकर