ग्रहहरूको गतिको नियम पत्ता लगाउने वैज्ञानिक जोहान्स केप्लर

चिन्तामणि घिमिरे

खगोलविज्ञानको बारेमा कुरा गर्दै जाँदा जोहान्स केप्लरको बारेमा उनले गरेको योगदानहरूको बारेमा चर्चा गर्दा त्यति असान्दर्भिक नहोला । केप्लर पुनर्जागरणकालका एकजना प्रसिद्ध खगोल वैज्ञानिक तथा गणितज्ञ थिए । जसले सत्रौँ शताब्दीको वैज्ञानिक क्रान्तिमा केन्द्रीय भूमिका निभाएका थिए । हाम्रो सौर्यमण्डलमा सबै ग्रहहरूले सूर्यको वरिपरि गोलाकार मार्गमा चक्कर लगाउँछन् भन्ने यस विचारलाई केप्लरले आफ्नो ग्रहको गतिको नियमद्वारा सधैँका लागि खारेज गरिदिएका थिए । उनको मान्यता थियो कि ग्रहहरूले सूर्यलाई गोलाकार मार्गमा भएर परिक्रमा गर्नुको साटो अन्डाकार (जसलाई दीर्घ वृत्ताकार पनि भनिन्छ) मार्गमा भएर परिक्रमा गर्छन् भनेका थिए । केप्लर एकान्तवादी प्रकृतिका थिए र सहपाठीहरूसँग धेरै कम सम्पर्कमा रहन्थे ।

जोहान्स केप्लरको जन्म २७ दिसम्बर १५७१ मा जर्मनीको दक्षिण पश्चिमी भागको बाइल नामक शहरमा भएको थियो । चार वर्षको उमेरमा बिफर रोगको शिकार भएका थिए । पिताको नाम हीनरिच तथा आमाको नाम केथरीन थियो । केप्लर अत्यन्तै गरिब परिवारमा जन्मिएका थिए । तर उनको बुद्धिमत्ता कम उमेरदेखि नै देखापर्न थालेको थियो । उनलाई विट्टेनवर्गको ड्युकबाट छात्रवृत्ति मिल्यो र उनी लगातार आफ्नो पढाईमा लागिरहे । सन् १५८७ मा केप्लरले तुविगन विश्वविद्यालयमा छात्रवृत्ति प्राप्त गरे र पढ्ने अवसर पाए । केप्लरको गणित विषयमा अत्यन्तै रुचि थियो । यही नै अध्ययनको दौरानमा केप्लर निकोलस कोपरनिकसको सूर्यकेन्द्रवादको विचारदेखि बढी परिचित भए । सन् १५८८ मा उनले स्नातक उपाधि हासिल गरे र सन् १५९१ मा स्नातकोत्तर गरे । सन् १५९४ मा उनलाई गणित तथा खगोलविज्ञानको अध्यापकको रूपमा काम गर्ने अवसर प्राप्त भयो । अध्यापनको सिलसिलामा सन् १५९५ मा उनले युनानीहरूद्वारा विकसित ज्यामितिमा ध्यान दिए ।

केप्लरको आँखाको दृष्टि अत्यन्तै कमजोर थियो । हातपनि झन्डैझन्डै लुलो जस्तो थियो । त्यति राम्रोसँग काम गर्न सक्दैनथ्यो । बाँकी शरीर पनि त्यति तन्दुरुस्त थिएन । उनका पिता एक सिपाही थिए । माता आश्रम मालिककी छोरी थिइन् । पिता प्रायः नशामा रहन्थे । माताको पनि होस ठेगान हुँदैनथ्यो । यी सबै बाधाहरूका बाबजुद पनि केप्लर सानैदेखि दिमागी रूपमा प्रतिभाशाली विद्यार्थी थिए । चर्चको व्यवस्थापिका संस्थाले उनको भविष्य निर्धारित गरिदियो र उनी धर्मशास्त्रको अध्ययन गर्नको लागि इसाईहरूको गुरुकुलमा भर्ना भए । केप्लरलाई ग्रात्ज अस्ट्रियामा गणित पढाउने काम मिल्यो र उनले आफ्नो खाली समय खगोल विज्ञानको अध्ययन गर्नमा बिताए । सन् १५९६ मा केप्लरले कोपरनिकस प्रणाली (सूर्य सौर्यमण्डलको केन्द्रमा अवस्थित छ)को समर्थनमा आफ्नो पहिलो लेख लेखे । तेइस वर्षको उमेरमा ग्रात्स विश्वविद्यालयले उनलाई निमन्त्रणा ग¥यो र उनले नक्षत्र विज्ञानको प्राध्यापकको रूपमा नियुक्ति स्वीकार गरे । यो लेख त्यस समय एक खतरनाक विचार थियो किन कि लोकविश्वास तथा धार्मिक विचारका अनुसार यो मानिन्थ्यो कि पृथ्वी सौर्य मण्डलको केन्द्रमा छ र सबै ग्रह एवं ताराहरूले पृथ्वीको वरिपरि घुम्छन् । केप्लरको यस नयाँ धारणाले उनलाई ग्रात्जबाट बाहिर निकालिदियो ।

सौभाग्यले केप्लरको प्रसिद्ध डेनिस खगोलशास्त्री टायको ब्राहेको सहायकको रूपमा काम गर्ने अवसर मिल्यो र यसकारण उनी आफ्नो परिवारलाई लिएर प्राग (अब चेक गणराज्य) गए । त्यहाँ उनले एक वेधशाला (जहाँ ग्रह, नक्षेत्रहरूको अध्ययन गरिन्छ) बनाएर ग्रहहरूको गतिलाई ट्रयाक गर्नुको कारण बाह्रेसँग त्यस समयको सबैभन्दा सटिक खगोलीय आंकडा थियो । बाह्रे आफ्नो सुरुवाती भेटघाटको दौरानमा नै केप्लरको अध्ययनबाट प्रभावित भएका थिए । यसकारण उनले केप्लरलाई आफूसँगै काम गर्नको लागि आमन्त्रित गरेका थिए । तर बाह्रेले केप्लरमाथि बढी विश्वास गर्दैनथे । उनलाई डर थियोे कि केप्लर त्यस समयका सर्वश्रेष्ठ खगोलशास्त्रीको रूपमा उनको स्थान लिन सक्छन् ।
यसप्रकार बाह्रेले केप्लरलाई आफूसँग रहेका सबै तथ्यांकहरूको केवल एउटा सानो हिस्सा मात्र प्रदान गरे । बाह्रेले केप्लरलाई मंगलको आसपासका रहस्यलाई सुल्झाउने काम सुम्पे । जसको चाल त्यस समय खगोल विज्ञानको सबैभन्दा जटिल समस्याहरूमध्येमा एक थियोे । केही मान्छेहरूको भनाइ थियो कि ब्राहेले यो मान्दै यस्तो गरेकी समस्याको कठिनाइले केप्लरलाई धेरै लामो समयसम्म व्यस्त राख्नेछ र यस दौरान ब्राहे सौर्य प्रणालीको केन्द्रको रूपमा रहेको पृथ्वीको आफ्नो भूकेन्द्रित मोडेललाई पूरा गर्नेछन् । यदि ब्राहेले आफ्नो तथ्यांकको त्यो हिस्सा केप्लरलाई नदिएको हुन्थे भने, केप्लरलाई सौर्य मोडेलको आफ्नो सही मोडेलसम्म पुग्न धेरै नै संघर्ष गर्नुपर्ने हुन्थ्यो । ब्राहेको तथ्यांकले केप्लरलाई आफ्नो लक्ष्यमा पुग्न धेरै सहयोग नै ग¥यो ।

यस्तो भनिन्छ कि केप्लरले भनेका थिए कि त्यो मंगल ग्रहको समस्यालाई आठ दिनमा हल गरिनेछ तर यसमा उनलाई आठ वर्षभन्दा अधिक समय लाग्यो । ई. १६०१ मा ब्राहेको मृत्यु भयो र केप्लरले ब्राहेको विशाल खोजलाई प्राप्त गर्नमा पनि सफल भए । जोहान्स केप्लरले कोपरनिकसको सूर्यकेन्द्रित मोडेललाई सुधार्दै बताए कि ग्रहले सूर्यको वरिपरि परिक्रमा गोलाकार पथमा भएर गर्दैनन् बरु अण्डाकार पथमा गर्दछन् । केप्लरले यो पनि बताए कि अण्डाकार पथमा घुम्दै गर्दा ग्रह जब सूर्यको जति नजिक हुन्छ, यसको गति त्यति नै धेरै हुन्छ । केप्लरको यो अवलोकन डेनिश गणितज्ञ टाइको ब्राहेद्वारा खोज गरिएको ग्रहको परिक्रमाको समयको गणनासित पूरै तरिकाले मेल खान्थ्यो ।
कोपरनिकस र ग्यालिलियो पछि केप्लरले महत्वपूर्ण कार्यहरू गरे । यिनी स्विडेनका प्रसिद्ध भौतिकशास्त्री टाइको ब्राहेका शिष्य थिए । सोह्रौ शताब्दीको उत्तरार्धमा सूर्य र ग्रहहरूको चालको अध्ययन यी दुवैले मिलेर गरेका थिए । मंगल ग्रहद्वारा सूर्यको चारैतिर घुम्ने कक्षको अध्ययन गरे । टाईको ब्राहेको निधनपश्चात् आफ्नो निरीक्षणको आधारमा केप्लरले तीन महत्वपूर्ण सिद्धान्त बनाए, जसद्वारा आजसम्म उनको कृति अक्षुण्ण बनीरह्यो । जुन समयमा केप्लर जन्मेका थिए । ती दिनहरूमा यिनको घरको आर्थिक अवस्था अत्यन्त नाजुक थियो । यद्यपि कुनै समय उनीहरूको अवस्था राम्रो थियो । विवश भएर केप्लरले प्रारम्भिक दिनहरूमा नै कामको खोजीमा लाग्नुपरेको थियो । काम गर्दै र पढ्दै पनि रहे । काम र पढाईलाई सँगसँगै लिएर गए । १५८९ मा उनले स्कुलको अन्तिम परीक्षा पास गरे र उनी टुबिजन विश्वविद्यालयमा अध्ययनको लागि गए।

योभन्दा अगाडि उनी रुडेलवर्ग तथा मालवोनको कलेजहरूमा भौँतारिरहेका थिए । १५९४ ई.मा उनले डिग्री प्राप्त गरे । आफ्नो कलेजको अन्तिम वर्षमा उनी आफ्ना एक अध्यापक मास्लिमको सम्पर्कमा आए र कोपरनिकसको सिद्धान्तको समर्थक बने । फलस्वरूप १५९६ ई.मा उनले आफ्नो एक शोधपत्र प्रकाशित गराए । जसमा टोलेमीको विचारहरूको आलोचना गर्दै कोपरनिकसलाई सही ठहराएका थिए । यी दिनहरूमा यिनको सम्पर्क टाइको ब्राहेसँग भयो । १६०१ ई. मा यिनी उनको सहायक बने । टाइको ब्राहे ती पहिला वैज्ञानिक थिए जसले सूर्यग्रहण चन्द्र ग्रहण र चन्द्रकलाको ठिक ठिक अध्ययन गरे । टाइको ब्राहेको मृत्युपश्चात् केप्लरले तीन सिद्धान्त प्रतिपादन गरे जो निम्न लिखित छन् ।

१. प्रत्येक ग्रह सूर्यको वरिपरि अन्डाकार कक्षमा घुम्छ, जसमा सूर्य फोकसमा रहन्छ । अर्थात् ग्रहहरूको कक्ष दीर्घवृत्ताकार हुन्छ ।
२. ग्रहले सूर्यको वरिपरि घुम्दा समान समय अन्तरालमा सूर्य र ग्रहबीचको रेखाले बराबर क्षेत्रफल तय गर्दछ । यसले ग्रहको गति कस्तो हुन्छ भन्ने जनाउँछ । जब ग्रह सूर्य नजिक हुन्छ, त्यसको गति छिटो हुन्छ । जब ग्रह सूर्यदेखि टाढा हुन्छ, त्यसको गति ढिलो हुन्छ ।
३. कुनै पनि ग्रहको परिक्रमा काल को वर्ग, उसको सूर्यदेखिको दूरीको धनको समानुपाती (एचयउयचतष्यलब)ि हुन्छ । यस नियमले ग्रह कति टाढा छ भन्ने आधारमा कति ढिलो वा छिटो घुम्छ भन्ने बताउँछ ।

केप्लरले धनी परिवारकी महिलासँग विवाह गरे र उनलाई अब यो महशुस हुन थाल्यो कि उनको जीवनको दिशा अब निश्चित भयो । परन्तु धार्मिक आन्दोलन उठेपछि उनी त्यहाँ ग्रात्समा रहन असम्भव हुन थाल्यो । किनकि उनी प्रोटेस्टेन्ट थिए । केप्लरको तेस्रो नियमको उपयोग न्युटनले गरेका थिए । त्यसलाई सिद्ध गर्नको लागि यो कल्पना गर्नु प¥यो कि सूर्य र ग्रहको बीचमा कुनै आकर्षण शक्तिले कार्य गर्दछ र न्युटनले आफ्नो अलग सिद्धान्त यसै आधारमा निकाले कि प्रत्येक दुई कर्णहरूमा आकर्षण हुन्छ र त्यो आकर्षण दुवै कर्णहरूको मात्राको गुणनफलको समानुपातिक र बीचको दूरीको वर्गको विपरीत अनुपाती हुन्छ । केप्लरका यी तीन नियम सधैँ महत्वपूर्ण सिद्धान्त बनीराख्नेछन् । यसको अतिरिक्त केप्लरले एक पुस्तक लेखेका थिए । जुन पुस्तकमा सौर्य मण्डलको व्याख्या गरिएको थियो ।

चौबीस वर्षको उमेरमा यिनले ःथकतभचष्गm ऋयकmयनचबउजष्अगm नामक पुस्तक लेखे, जसको दोस्रो संस्करण लगभग पच्चीस वर्षपछि प्रकाशित भयो । जसमा उनले आफ्नो जीवनकालमा गरेका सम्पूर्ण कार्यहरूको विवरण प्रस्तुत गरे तथा ग्रहको गतिको तीन सिद्धान्तहरूको व्याख्या गरे । केप्लरका यी तीन सिद्धान्तहरूले आधुनिक भौतिक एवं खगोलशास्त्रलाई जन्माइ दियो । केप्लरको तेस्रो सिद्धान्तको सहायताले नै न्युटनले प्रसिद्ध गुरुत्वाकर्षण सिद्धान्तको खोज गरे । केप्लरले अत्यन्तै परिश्रम गरेर दोस्रो किताब न्यु एस्ट्रोनोमी (ल्भध ब्कतचयलयmथ) लेखे जुन धेरै नै प्रसिद्ध भयो । केप्लरको मृत्यु १५ नोवेम्बर १६३० मा लामो समयसम्म बिरामीका कारण भएको थियो ।