Кеплер (значения)¶

Кеплер — многозначный термин, который чаще всего относится к немецкому астроному Иоганну Кеплеру, а также к названным в его честь объектам, космическим аппаратам и научным концепциям. В широком смысле слово используется в астрономии, физике, математике и космонавтике.

¶Иоганн Кеплер

Иоганн Кеплер (1571–1630) — немецкий математик, астроном, механик, оптик и астролог, первооткрыватель законов движения планет Солнечной системы. Он родился 27 декабря 1571 года в городе Вайль-дер-Штадт (Священная Римская империя, ныне Германия). Учился в Тюбингенском университете, где воспринял гелиоцентрическую систему Николая Коперника.

С 1600 года работал ассистентом датского астронома Тихо Браге в Праге, после смерти которого в 1601 году унаследовал его должность придворного математика императора Рудольфа II. Именно на основе точных многолетних наблюдений Браге за планетой Марс Кеплер сформулировал свои знаменитые законы.

¶Три закона Кеплера

В 1609 году в труде «Новая астрономия» Кеплер опубликовал первые два закона движения планет, а в 1619 году в книге «Гармония мира» — третий:

1. Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.
2. Радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равные площади (закон площадей).
3. Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы больших полуосей их орбит.

Эти законы стали эмпирической основой для дальнейшего развития небесной механики. Позднее Исаак Ньютон математически вывел их из своего закона всемирного тяготения, что подтвердило правильность открытий Кеплера.

¶Другие достижения

Помимо законов движения планет, Кеплер внёс вклад в оптику: в труде «Диоптрика» (1611) он описал принцип работы зрительной трубы с выпуклыми линзами (труба Кеплера), которая позже вытеснила трубу Галилея. Он также усовершенствовал теорию преломления света и объяснил принцип работы глаза. В математике Кеплер занимался вычислением объёмов тел вращения (прообраз интегрального исчисления) и ввёл термин «фокус» конического сечения.

¶Космический телескоп «Кеплер»

«Кеплер» — космический телескоп NASA, запущенный 7 марта 2009 года с мыса Канаверал ракетой-носителем Delta II. Его основная миссия — поиск экзопланет, то есть планет за пределами Солнечной системы, особенно в обитаемой зоне своих звёзд.

Телескоп был выведен на гелиоцентрическую орбиту, следующую за Землёй, и наблюдал за участком неба в созвездиях Лебедя и Лиры, где непрерывно следил за яркостью около 150 000 звёзд. Метод поиска — транзитный: телескоп фиксировал периодические ослабления блеска звезды, когда перед ней проходила планета.

¶Результаты миссии

За время работы телескоп обнаружил более 2600 подтверждённых экзопланет и тысячи кандидатов. Среди наиболее значимых открытий:

• Kepler-186f — первая планета земного размера в обитаемой зоне своей звезды (открыта в 2014 году);
• Kepler-452b — планета, получившая неофициальное название «двоюродный брат Земли»;
• системы с несколькими планетами, включая Kepler-11 и Kepler-90, в которой было открыто восемь планет.

В мае 2013 года телескоп потерял два из четырёх маховиков системы ориентации, что сделало невозможным точное наведение. Однако инженеры NASA разработали методику стабилизации с использованием давления солнечного света, и миссия продолжилась под названием K2 («Второй свет»). В этой фазе телескоп наблюдал за различными участками неба, включая зоны эклиптики.

30 октября 2018 года телескоп исчерпал запасы топлива и был официально выведен из эксплуатации. За почти десять лет работы он стал самым результативным инструментом в истории поиска экзопланет.

¶Другие значения

¶Кратер на Луне

Кратер Кеплер — ударный кратер на видимой стороне Луны, расположенный в Океане Бурь. Его диаметр составляет около 32 километров, глубина — примерно 2,6 километра. Кратер отличается яркой системой лучей, что делает его заметным объектом для наблюдений в любительские телескопы. Назван в честь Иоганна Кеплера Международным астрономическим союзом.

¶Законы Кеплера в механике

Законы Кеплера применимы не только к планетам Солнечной системы, но и к любым телам, движущимся под действием гравитации центрального массивного объекта: искусственным спутникам Земли, кометам, двойным звёздам. В обобщённом виде они описывают движение по эллиптическим, параболическим и гиперболическим орбитам.

¶Уравнение Кеплера

В небесной механике уравнение Кеплера связывает среднюю и эксцентрическую аномалии тела на эллиптической орбите. Оно имеет вид: M = E − e·sin(E), где M — средняя аномалия, E — эксцентрическая аномалия, e — эксцентриситет орбиты. Уравнение является трансцендентным и решается численными методами или разложением в ряды.

¶Суперкомпьютер «Кеплер»

В России существует суперкомпьютер «Кеплер», установленный в МГУ имени М. В. Ломоносова. Он был введён в эксплуатацию в 2021 году и на момент запуска входил в число наиболее мощных вычислительных систем в стране. Пиковая производительность суперкомпьютера превышает 1 петафлопс (10 в 15-й степени операций с плавающей запятой в секунду). Он используется для научных расчётов в области физики, химии, биологии, математического моделирования и задач искусственного интеллекта.

¶Микроархитектура Kepler

Kepler — кодовое название микроархитектуры графических процессоров компании NVIDIA, выпущенных в 2012 году. Она пришла на смену архитектуре Fermi и использовалась в видеокартах серий GeForce 600 и 700, а также в профессиональных решениях Quadro и Tesla. Архитектура Kepler отличалась повышенной энергоэффективностью и введением технологии GPU Boost для автоматического повышения тактовой частоты.