Johannes Kepler: biografía, aportaciones, leyes y más

Johannes Kepler fue un astrólogo y astrónomo alemán  que vivió en una época en la que no había una distinción clara entre astronomía y astrología y en donde se veía muy mal el protestantismo. Es conocido por muchas de sus obras y leyes en relación al universo

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Biografía de Johannes Kepler.

Johannes Kepler, nació en la pequeña ciudad de Weil der Stadt en Swabia, fue un niño prematuro, ya que fue sietemesino, por lo que era débil y sufrió de muchas enfermedades, entre ellas, con apenas tres años padeció de viruela, lo que le ocasionó serios problemas  visuales.

Su padre, Heinrich Kepler, se fue de su casa por última vez cuando Johannes Kepler tenía cinco años, y se cree que murió en la guerra en los Países Bajos.

Johannes Kepler vivía con su madre Katharina Kepler, en la posada de su abuelo, donde  le gustaba ayudar sirviendo a los clientes, quienes a veces se asombraban por la competencia inusual del niño en aritmética. Su madre fue herborista y curandera y llegó a ser acusada de practicar brujería.   

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En el año de 1576, se mudó a la cercana Leonberg con sus padres y sus tres hermanos: Margarette, Christopher y Heinrich.

Posiblemente, al observar a muy corta edad junto a sus padres algunos fenómenos meteorológicos; como la aparición de un cometa en el año de 1577 y posteriormente, el 31 de enero de 1580 un eclipse lunar, fue lo que motivó la pasión hacia la astronomía de Johannes Kepler.

Su educación comenzó  en una escuela local, a la edad de nueve años realizaba trabajos de agricultura, terminando en 1583 esta etapa de su educación. A continuación, prosiguió con su enseñanza en los seminarios de Adelberg y Maulbronn; para 1588, se inscribió en la Universidad de Tübingen, donde estudió teología con la intención de ser ordenado. Johannes Kepler, siguió estudiando luego de alcanzar una maestría en 1591.

En la universidad de Tübingen, Kepler fue educado en astronomía por uno de los principales astrónomos de la época, Michael Mästlin. Para la época, el pensum de estudios se basó en la creencia de que habían siete planetas (Luna, Mercurio, Venus, Sol, Marte, Júpiter y Saturno) que se movían alrededor de la Tierra, y cuyas posiciones contra las estrellas que estaban fijas se calculaba mediante la unión de desplazamientos circulares, esto se conocía como la teoría geocéntrica

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En este mismo lugar, no sólo se enfocó en el estudio de matemática, sino también del griego y el hebreo. Allí, Kepler era uno de los alumnos selectos de Mastlin, quien lo eligió para  enseñarle astronomía avanzada, al presentarle el nuevo sistema cosmológico heliocéntrico de Copérnico.

Desde muy pequeño, Johannes Kepler se caracterizó por ser un personaje con creencias religiosas muy arraigadas, pues veía su trabajo como una forma de comprender los mensajes que Dios le había dejado oculto al hombre

Las la fe y doctrina de Johannes no estaban del todo de acuerdo con el luteranismo ortodoxo que existía en Tübingen para aquella época. En ese entonces, en el año de 1594, Mästlin persuadió a su pupilo para  que abandonara los planes de ordenación y, en su lugar, se hiciera cargo de la enseñanza de las matemáticas en Graz.

El 27 de abril de 1597, Johannes Kepler se casa con Barbara Mülle, aún no está claro si por amor o por conveniencia, con ella procrea cinco hijos

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Las cosas comienzan a ir mal para Johannes a partir del año 1612; mueren dos de sus hijos con apenas meses de nacidos  y luego su primer hijo a la edad de siete años. Kepler le escribió a un amigo que esta muerte era particularmente difícil de soportar porque el niño le recordaba mucho a sí mismo a esa edad. Luego murió su la esposa Barbara.

Entonces el emperador Rudolf, cuya salud estaba fallando, se vio obligado a abdicar en favor de su hermano Matías, quien, como Rudolf, era católico pero, a diferencia de él, no creía en la tolerancia hacia los protestantes. Kepler tuvo que dejar Praga.

Antes de partir, hizo que el cuerpo de su esposa se trasladara a la tumba del hijo, y escribió un epitafio latino para ellos. Él, su hija Susanne y su hijo Ludwig se mudaron a Linz (ahora en Austria).

El fanatismo religioso se intensificó en los años siguientes, por lo que Johannes Kepler fue estigmatizado en 1612. Esto le generó mucho daño pero, a pesar de ser parte de la clase alta al desempeñarse como matemático imperial, nunca logró que se eliminara este precepto.

Para el año 1613, Johannes Kepler, con la finalidad de tener a alguien que cuidara a sus hijos, se casó con Susana Reuttinger con la que tuvo siete niños más, de los cuales tres fallecieron a muy temprana edad.  

Dos años más tarde, su madre fue acusada de brujería, Kepler dedicó seis años de su vida tratando de demostrar su inocencia, logrando su liberación el 28 de septiembre de 1621, sucumbiendo a los seis meses de su libertad.

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En 1628, después de los éxitos militares de los ejércitos del emperador Fernando bajo el general Wallenstein,  Johannes Kepler se convirtió en su consejero oficial. Aunque no era el astrólogo de la corte del general per se, pudo proporcionar cálculos astronómicos para los astrólogos de Wallenstein y ocasionalmente escribió horóscopos.

En sus últimos años, Johannes Kepler pasó la mayor parte de su tiempo viajando, desde la corte imperial en Praga a Linz y Ulm, a un hogar temporal en Sagan, y finalmente a Ratisbona. Poco después de llegar a Ratisbona cayó enfermo.

Johannes Kepler falleció el 15 de noviembre de 1630, a los 58 años, fue enterrado en Ratisbona; su sitio de entierro se perdió después de que el ejército sueco destruyó el cementerio.

Si quieres conocer más sobre la vida de Johannes Kepler, te invitamos a que veas el siguiente vídeo

Filosofía

Siendo un luterano “poco ortodoxo”, Johannes Kepler tenía un profundo amor por Jesucristo y la inspiración y autoridad de las Escrituras. Frecuentemente se lo cita diciendo: “Oh Dios, estoy pensando en tus pensamientos después de ti”.

Fuertes convicciones teológicas lo impulsaron a encontrar una conexión entre lo físico y lo espiritual, y sus descubrimientos científicos lo llevaron a creer que había descubierto el plan geométrico de Dios para el universo.

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Johannes Kepler opinaba que el universo mismo era una imagen de Dios, con el sol correspondiente al Padre, la esfera estelar del Hijo y el espacio intermedio para el Espíritu Santo.

La vida, sin embargo, tuvo muchos tropiezos para Johannes Kepler. Sus creencias protestantes le ganaron poco favor con la iglesia católica, y la iglesia luterana lo evitó por sus simpatías con las creencias calvinistas. Se vio obligado a mudarse más de una vez para evitar la persecución.

Sin embargo,  Johannes Kepler se mantuvo fiel a su fe, como es evidente en sus obras escritas, y sus descubrimientos científicos. En su famosa obra Armonías de los Mundos (en latín, Harmonices Mundi) establece que da inicio un discurso sagrado en el cual primero aprendió de sí mismo, y luego enseñó a otros sobre cuán grande es Él en sabiduría, cuán grande en poder y de qué tipo en bondad.

Aportaciones de Johannes Kepler

Actualmente, Johannes Kepler es conmemorado fundamentalmente por revelar y redactar las tres leyes del movimiento planetario que llevan su nombre publicadas entre 1609 y 1619. También elaboró un estudio notable relacionado con la óptica (1604, 1611), expuso la existencia de dos sólidos regulares (1619) y dio el primer tratamiento matemático de empaquetamiento compacto de esferas iguales (lo que lleva a una explicación de la forma de las células de un panal, 1611)

Además de todo esto, dio la primera prueba de cómo funcionaban los logaritmos (1624), e ideó un método para encontrar los volúmenes de sólidos de revolución que pueden verse como factores que contribuyen al desarrollo del cálculo (1615, 1616).

Por otra parte, realizó las tablas astronómicas más precisas, las cuales se siguen utilizando hoy en día, a través del cálculo matemático. Su continua exactitud colaboró en gran medida para establecer la verdad de la astronomía heliocéntrica.

Aportaciones en la astronomía

Kepler estaba convencido de que las cosas geométricas le han dado al Creador el modelo para decorar el mundo entero. En La Armonía de los Mundos, intentó explicar las proporciones del mundo natural, refiriéndose a los aspectos astronómicos y astrológicos, en términos de música.

El conjunto central de “armonías” era la musica universalis o “música de las esferas”, que había sido estudiada por Pitágoras, Ptolomeo y muchos otros antes que el.

Johannes Kepler, escribió su  primer tratado astronómico en 1596. El Mysterium Cosmographicum (“Misterio Cosmográfico”) se basó en el modelo de órbitas perfectamente circulares. Esta fue la primera gran obra en defender el sistema heliocéntrico de Nicolás Copérnico.

En ella derivó las proporciones relativas de los radios de las órbitas planetarias de acuerdo con su famosa construcción de un nido de los cinco sólidos platónicos.

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La esfera más grande contenida en el sólido platónico más interior correspondía a la órbita de Mercurio; lo que lo limitaba y estaba a su vez encerrado por el próximo sólido platónico, era la esfera definida por la órbita de Venus; y así sucesivamente a la órbita de la Tierra, Marte, Júpiter y Saturno, que definió la esfera que delimita el último de los cinco sólidos platónicos.

Para la secuencia octaedro, icosaedro, dodecaedro, tetraedro y cubo, encontró un acuerdo aproximado con las relaciones derivadas del sistema de Copérnico (estas relaciones fueron el “misterio” de la cosmografía, según Kepler).

Otro de las contribuciones atribuidas a Johannes Kepler en materia de astronomía fue como consecuencia de la aparición, en octubre de 1604, de una brillante nueva estrella vespertina (SN 1604). Kepler comenzó a observar sistemáticamente la nova.

Fue en este contexto, siendo el matemático imperial y astrólogo del emperador, que Kepler describió la nueva estrella dos años más tarde en su De Stella Nova.

En él, Kepler se dirigió a las propiedades astronómicas de la estrella. Advirtió su luminosidad difuminada, especuló sobre su origen y utilizó la falta de paralaje observado para argumentar que estaba en la esfera de las estrellas fijas, socavando aún más la doctrina de la inmutabilidad de los cielos (la idea aceptada desde Aristóteles es que las esferas celestiales fueron perfectos e inmutables).

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El nacimiento de una nueva estrella implicaba la variabilidad de los cielos, por lo que tomó en cuenta la obra de cronología del historiador polaco Laurentius Suslyga.

Johannes Kepler, calculó que, si Suslyga estaba en lo cierto al decir que las líneas de tiempo aceptadas tenían cuatro años de retraso, entonces la Estrella de Belén, análoga a la nueva estrella actual, habría coincidido con la primera gran conjunción del ciclo anterior de 800 años.

Johannes Kepler realizó un catálogo, el Rudolphine, publicando  las estrellas y los planetas que se encuentran en el universo. Esta es una de las documentaciones más precisas de la astrología de la época y es un recurso aclamado a nivel nacional para personas de todo el mundo.

Leyes de Johannes Kepler

Johannes Kepler  trabajó durante varios años con Tycho, este astrónomo había realizado centenares de observaciones  sobre los movimientos aparentes de los planetas que cuidaba celosamente. Durante los últimos momentos de Tycho y, más adelante, mediante sus allegados, obtuvo las anotaciones con la información de las órbitas de los cuerpos celestes que, con el pasar del tiempo, el astrónomo había ido acumulando.

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Una vez que Johannes Kepler pudo acceder a estos apuntes, los más exactos e informativos de aquel tiempo, fue que comenzó  a realizar sus famosos cálculos e investigaciones de las órbitas reales de los planetas.

El astrónomo entendió que era necesario dejar la circunferencia, trayendo como consecuencia el abandono de la creencia de un mundo inmejorable. Teniendo una fe bastante radical, le fue muy difícil entender que la tierra, la creación de un Dios perfecto, era un planeta deteriorado e incompleto que era destruido por el enfrentamiento del hombre. Para concluir, el hombre implementó los enunciados de la elipse, hallando que los resultados se ajustaban de forma adecuada a los cálculos de su mentor

A partir de las investigaciones y estudios astronómicas de Tycho Brahe en relación a la órbita de Marte, Kepler llegó a la conclusión de que los cuerpos celestes ejecutaban órbitas elípticas alrededor del Sol. Esto marcó una ruptura decisiva con la creencia tradicional en materia astronomía.

La teoría de Kepler de órbitas elípticas apareció en su Astronomia Nova en 1609. Fué su primera Ley.

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La ley que da continuación a esta obra enuncia que la recta que enlaza a cada cuerpo opaco con el sol barre superficies equivalentes en tiempos idénticos, comprobando así la rapidez del cuerpo opaco a través de las órbitas.

Como Isaac Newton mostró más tarde, la ley de áreas iguales es aplicable para cualquier ley de fuerza centrípeta (es un efecto directo del principio de conservación del momento angular).

La última de estas leyes constituyó un gran logro ya que, al existir un vacío, se necesitaba relacionar las trayectorias de los planetas entre sí.

Después de muchos años, descubrió la tercera y significativa ley del movimiento de los planetas. En esta ley, Johannes Kepler  estableció, que el cuadrado del período de la órbita, dividido por el cubo del eje principal, es el mismo para cada planeta. Esto es lo que establece la firma de una ley de cuadrado inverso.

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Esta ley, conocida en su mayoría como ley armónica, de la mano con otros postulados, daba la posibilidad de agrupar, pronosticar y entender todas y cada una de las actividades de los astros de nuestro universo

Si quieres conocer más sobre estas tres leyes, te invitamos a que veas el siguiente vídeo

Inventos 

Continuando con el empleo del telescopio creado por Galileo para estudiar las lunas de Júpiter, Kepler redactó su primer ensayo en relación a las características de las lentes, en el presentó un nuevo diseño de telescopio, utilizando dos lentes convexos.

Este invento, en el que se altera el aspecto final, tuvo tanta fama y popularidad que actualmente se le reconoce no como un telescopio kepleriano sino fundamentalmente como un telescopio astronómico.

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Johannes Kepler trabajó en óptica y sacó la primera teoría matemática correcta de la cámara oscura y la primera explicación correcta del funcionamiento del ojo humano, con una imagen invertida formada en la retina, así inventó una solución para las lentes en los anteojos para corregir la hipermetropía y la miopía con la tecnología convexa de doblar la luz a través de los espejos. Este puede ser uno de sus mayores logros hasta la fecha.

Obras 

  • El Sagrado Misterio del Cosmos, 1596

El misterio cosmográfico, traducido alternativamente como Misterio cósmico o El secreto del mundo, es una obra de la autoría de Johannes Kepler, el cual fue divulgado en Tübingen en el año 1596 y en una nueva impresión en 1621.

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En ella, el autor propuso que las relaciones de distancia entre los seis planetas conocidos en ese entonces podrían explicarse en términos de los cinco sólidos platónicos, circunscritos dentro de una esfera que simboliza la órbita de Saturno.

Este libro explica la teoría cosmológica de Kepler, basada en el sistema copernicano, en el que los cinco poliedros regulares de Pitágoras dictan la estructura del universo y reflejan el plan de Dios a través de la geometría.

Este fue el primer intento desde Copérnico de decir que la teoría del heliocentrismo es físicamente verdadera.

De acuerdo con el relato de Kepler de este texto, lo explicado anteriormente vino accidentalmente mientras demostraba y estudiaba el cálculo del radio entre un círculo y un círculo creado por una circunferencia inscrita girada.

A partir de esto, se dio cuenta de que había tropezado con la misma proporción entre las órbitas de Saturno y Júpiter. Él escribió que creía que fue por obra divina de Dios, el creador, que pudo alcanzar, sin haberlo pensado, lo que antes no podía conseguir por sí solo.

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Pero después de hacer más cálculos se dio cuenta de que no podía usar los polígonos bidimensionales para representar a todos los planetas, en cambio tuvo que usar los cinco sólidos platónicos

En respuesta a esta gran obra, el astrónomo danés Tycho Brahe dijo que las ideas eran intrigantes, pero que solo podían verificarse a través de las observaciones que el propio Brahe había hecho durante los últimos 30 años. Debido a que Brahe le prometió el uso de estas observaciones, Kepler lo buscó a principios de 1600. Brahe, sin embargo, solo le dio los datos sobre uno de los cuerpos celestes, Marte.

  • Astronomia nova (Nueva Astronomía)

Astronomia nova es una obra impresa en el año 1609, la cual contiene el fruto y conclusión de los diversos estudios realizados por más de diez años del astrónomo Johannes Kepler en relación al movimiento de Marte. Constituye uno de los libros más importantes en la historia de la astronomía

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A medida que Astronomía Nova propiamente dicha comienza, Kepler demuestra que los sistemas de Tycho, Ptolomeo y Copérnico son indistinguibles sobre la base de observaciones.

Los tres modelos predicen las mismas posiciones para los planetas en el corto plazo, aunque difieren de las observaciones históricas, y fallan en su capacidad para predecir las posiciones planetarias futuras en una cantidad pequeña, aunque absolutamente mensurable.

Kepler presenta aquí su famoso diagrama del movimiento de Marte en relación con la Tierra si la Tierra permaneciera inmóvil en el centro de su órbita. El diagrama muestra que la órbita de Marte sería completamente imperfecta y nunca seguiría el mismo camino.

Astronomia nova proporcionó fuertes argumentos para el heliocentrismo y contribuyó con información valiosa sobre el movimiento de los planetas. Esto incluyó la primera mención de las rutas elípticas de los planetas y el cambio de su movimiento al movimiento de los cuerpos flotantes libres en oposición a los objetos sobre las esferas giratorias. Es reconocido como uno de los trabajos más importantes de la revolución científica.

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  • Armonía de los mundos, 1619

Es un libro de Johannes Kepler donde analiza la armonía y la congruencia en formas geométricas y fenómenos físicos. La sección final del trabajo relaciona su descubrimiento de la llamada tercera ley del movimiento planetario

Se estima que Kepler había comenzado a trabajar en esta obra en algún momento cerca de 1599, que fue el año en que envió una carta a Maestlin detallando los datos matemáticos y las pruebas que pensaba utilizar para su próximo texto, que originalmente planeó llamar De harmonia mundi.

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Kepler sabía que el contenido de su libro se parecía mucho al tema de la Armónica de Ptolomeo, pero no le preocupaba porque la nueva astronomía que utilizaría Kepler, sobre todo la adopción de órbitas elípticas en el sistema copernicano, le permitió explorar nuevos teoremas.

Otro desarrollo importante que permitió a Kepler establecer sus relaciones celestiales-armónicas, fue el abandono de la afinación pitagórica como base para la consonancia musical y la adopción de proporciones musicales geométricamente compatibles

Esto eventualmente sería lo que permitió relacionar la consonancia musical y las velocidades angulares de los planetas. Así, Kepler podría razonar que sus relaciones dieron evidencia de que Dios actuaba como un gran geómetra, en lugar de un numerólogo pitagórico.

  • Tablas Rudolfinas, 1627

Las Tablas Rudolfinas son un registro de estrellas y tablas planetarias publicadas por Johannes Kepler en 1627, utilizando algunos datos observacionales recopilados por Tycho Brahe. Las tablas se nombran como “Rudolphine” en la memoria de Rudolf II, emperador romano santo.

La investigación expresada en las tablas inició en 1600 cuando Kepler de la mano con Brahe, recibió una orden del emperador Rudolf II para el cálculo de nuevos mapas planetarios más precisos. Después de la muerte de Brahe el año próximo, Kepler se convirtió en su sucesor y continuó solo con las tablas.

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Las tablas se anticiparon por muchos años, con pedidos para su publicación llegando tan lejos como India y misioneros jesuitas en China. Aunado con diversas problemáticas, el autor tampoco deseaba que lo apuraran en la realización de los cálculos, los cuales eran pesados, extensos y difíciles

Finalmente se completaron a fines de 1623.

  • Somnium (El sueño), 1634

“El sueño” es una narración redactada en 1608, en latín, por Johannes Kepler. La narración no sería promulgada hasta 1634 cuando Ludwig Kepler decidió difundir la obra de su padre.

En la narrativa, un niño islandés y su madre bruja se enteran que en una isla llamada Levania (nuestra Luna) hay un un daemon.

Esta obra saca a relucir explicación ingeniosa y específica sobre cómo se vería nuestro planeta si lo observaramos desde la Luna, es por esto que la novela es vista como una conciliación entre la ciencia y la ficción, siendo considerada una de las primeras obras ficticias escritas

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Otras de sus obras no tan conocidas incluyen:

  • De Fundamentis Astrologiae Certioribus (Sobre los fundamentos más firmes de la astrología, 1601)
  • Astronomiae Pars Optica (La parte óptica de la astronomía) (1604)
  • De Stella nova en pede Serpentarii (En la nueva estrella en el pie de Ofiuco) (1606)
  • Tertius Interveniens (Intervenciones de terceros) (1610)
  • Dissertatio cum Nuncio Sidereo (Conversación con el mensajero estrellado) (1610)
  • Dioptrice (1611)
  • De nive sexangula (En el copo de nieve de seis picos) (1611)
  • De vero Anno, quo aeternus Dei Filius humanam naturam en Utero benedictae Virginis Mariae assumpsit (1614)
  • Eclogae Chronicae (1615, publicado con Dissertatio cum Nuncio Sidereo)
  • Nova stereometria doliorum vinariorum (Nueva Estereometría de Barriles de Vino) (1615)
  • Efemérides nouae motuum coelestium (1617-30)
  • Epítome de la Astronomía Copernicana publicado en tres partes desde 1618 hasta 1621

Frases de Johannes Kepler

  • “La astronomía forma parte de la física”. Johannes Kepler
  • “La verdad es hija del tiempo, y no siento ninguna vergüenza en ser su partera”. Johannes Kepler
  • “Que mi nombre perezca si tan sólo con ello el nombre de Dios el padre es por ello exaltado.” Johannes Kepler
  • “La vista debe aprender de la razón.Johannes Kepler

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  • “La naturaleza nos dio la astrología como ciencia adjunta y aliada de la astronomía.” Johannes Kepler
  • “Cuanto más adelanta el hombre en la penetración de los secretos de la Naturaleza, mejor se le descubre la universalidad del plano eterno” Johannes Kepler
  • “Deseaba ser teólogo, pero ahora me doy cuenta a través de mi esfuerzo de que Dios puede ser celebrado también por la astronomía.” Johannes Kepler
  • “Donde hay materia hay geometría.” Johannes Kepler
  • “La geometría tiene dos grandes tesoros: uno es el teorema de Pitágoras, y el otro el número áureo. El primero puede compararse a una medida de oro, y el segundo a una piedra preciosa.” Johannes Kepler
  • “Me gusta más la crítica aguda de un hombre inteligente que la aprobación irreflexiva de las masas.” Johannes Kepler
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