Johannes Kepler (njemački: Johannes Kepler, 27. prosinca 1571., Weil der Stadt - 15. studenoga 1630., Regensburg) bio je njemački matematičar, astronom, mehaničar, optičar, otkrivač zakona gibanja planeta Sunčevog sustava.
Nakon što je završio crkvenu školu u Alderbergu, 1586. upisao je višu teološku školu u samostanu Maulborn. Godine 1589. primljen je na Sveučilište u Tübingenu, gdje je tri godine studirao teologiju, matematiku i filozofiju. Astronomiju na sveučilištu predavao je M. Mestlin, koji je Kepleru držao privatne satove i upoznao ga s Kopernikovom teorijom. Godine 1591. Kepler je obranio magistarski rad, 1593. diplomirao je na sveučilištu i bio preporučen za mjesto profesora matematike na gimnaziji u Grazu (Gornja Štajerska). Ovdje je od 1594. predavao astronomiju. Godine 1596. objavljeno je njegovo prvo djelo Misterij svemira (Prodromus dissertationum mathematicarum continens mysterium cosmographicum, 1596.), u kojem Kepler pokušava pronaći odnose između elemenata planetarnih putanja. Ovaj je rad privukao pažnju Tycho Brahea, koji je pozvao Keplera kao pomoćnika za obradu rezultata promatranja planeta. Suradnja astronoma trajala je oko dvije godine, sve do smrti Tycha Brahea 24. listopada 1601. Ubrzo je car Rudolf II imenovao Keplera na mjesto dvorskog matematičara, koje je obnašao do kraja života.
Još za života Tycha Brahea Kepler je pokušao matematički opisati obrasce gibanja planeta Marsa u okvirima tada postojećih teorija (Ptolomej, Tycho Brahe, Kopernik). Kao rezultat dugog razmišljanja Kepler je došao do empirijskih zakona planetarnog gibanja (Keplerovi zakoni). Prema prva dva, planeti kruže oko Sunca po eliptičnim putanjama, u čijem je žarištu svjetleće tijelo; Radijus vektor svakog planeta briše jednake površine u jednakim vremenskim razdobljima. Ti su rezultati objavljeni u knjizi Nova astronomija (Astronomia Nova, 1609.), koja se svrstala uz bok Kopernikovim De Revolutionibus i Newtonovim Principia.
Objavljivanje Nove astronomije i gotovo istovremeni izum teleskopa označili su dolazak nove ere. Ti su događaji označili prekretnicu u Keplerovu životu i znanstvenoj karijeri. Nakon smrti Rudolfa II., položaj znanstvenika na dvoru u Pragu postaje sve neizvjesniji. Stoga se obratio novom caru za dopuštenje da privremeno preuzme dužnost matematičara pokrajine Gornje Austrije u Linzu, gdje je proveo sljedećih 15 godina. Keplerovo glavno postignuće u tom razdoblju bilo je otkriće trećeg zakona planetarnog gibanja: kvadrati razdoblja revolucije planeta povezani su kao kubovi velikih poluosi njihovih eliptičnih orbita. Taj je zakon formuliran u djelu Harmonija svijeta (De Harmonice Mundi, 1619). Sljedećih 9 godina Kepler je radio na sastavljanju tablica položaja planeta na temelju novih zakona njihova gibanja.
Događaji Tridesetogodišnjeg rata i vjerski progoni natjerali su Keplera da pobjegne u Ulm 1626. godine. Budući da nije imao sredstava za život, 1628. stupio je u službu carskog zapovjednika Wallensteina kao astrolog. Posljednje Keplerovo veće djelo bile su planetarne tablice koje je osmislio Tycho Brahe, objavljene u Ulmu 1629. pod imenom Rudolphove tablice (Tabulae Rudolphianae).
pružio je velike usluge astronomiji ne samo svojim besmrtnim zakonima, već plodom dubokih, briljantnih promišljanja i ustrajnog, neprestanog rada koji je svladao sve prepreke. Ako u njegovim spisima velike ideje nisu bile pomiješane sa sustavnim idejama koje je posudio iz suvremene filozofije; onda bi njegovi prijedlozi bili mnogo točnije ocijenjeni nego da znanost ne može napredovati bez prijedloga; bez prijedloga nemoguće je doći do jednog korisnog iskustva; samo treba biti savjestan i tek nakon pokusa i izračuna koji potvrde prijedlog, pustiti ga u znanost.Kepler se toga pravila pridržavao koliko god je mogao; Bez oklijevanja i tvrdoglavosti, napustio je svoje najdraže hipoteze ako ih je iskustvo uništilo.
Kepler je uvijek živio u siromaštvu, te je stoga bio prisiljen raditi za knjižare, koji su od njega tražili gotovo svakodnevne vijesti; nije imao vremena razmišljati o svojim mislima; predstavio ih je onako kako su se rodile u njegovom umu; razmišljao je naglas. Koliko ima mudraca koji su izdržali takvu torturu?
Iako u brojnim Keplerovim djelima nalazimo ideje koje se ne mogu opravdati njegovim ograničenim okolnostima, ne možemo ne biti popustljivi prema njemu ako u potpunosti razumijemo njegov težak život i uzmemo u obzir nesreću njegove obitelji.
Ovo mišljenje o uzrocima mnogih Keplerovih paradoksa izvukli smo iz spisa Breischverta, koji je 1831. pregledao neobjavljena djela velikog astronoma, koji je dovršio preobrazbu drevne astronomije.
Johannes Kepler rođen je 27. prosinca 1571. u Magstadtu, u selu Wirtemberg, udaljenom jednu milju od carskog grada Weila (u Švapskoj). Rođen je prerano i vrlo slab. Njegov otac, Heinrich Kepler, bio je sin burgomestra ovog grada; njegova siromašna obitelj smatrala se plemstvom; jer je jedan od Keplera pod carem Sigismundom proglašen vitezom. Njegova majka, Katerina Guldenman, kći gostioničara, bila je žena bez ikakvog obrazovanja; nije znala ni čitati ni pisati, a djetinjstvo je provela sa svojom tetom, koja je spaljena zbog vještičarenja.
Keplerov otac bio je vojnik koji se borio protiv Belgije pod zapovjedništvom vojvode od Albe.
U dobi od šest godina Kepler je bolovao od teških boginja; Jedva je izbjegao smrt kada je 1577. poslan u školu Leonberg; ali njegov otac, vrativši se iz vojske, nađe svoju obitelj potpuno uništenu od jednog bankrota, za kojega je imao neoprezno jamčiti; zatim je otvorio krčmu u Emerdingeru, odveo sina iz škole i prisilio ga da poslužuje posjetitelje njegovog lokala. Kepler je ispravljao ovu poziciju do svoje dvanaeste godine.
I tako je onaj kome je suđeno da proslavi i svoje ime i svoju domovinu započeo život kao kafanski sluga.
U trinaestoj godini Kepler se ponovno teško razbolio i roditelji se nisu nadali njegovom ozdravljenju.
U međuvremenu su poslovi njegova oca krenuli loše, pa se ponovno pridružio austrijskoj vojsci koja je išla protiv Turske. Od tog vremena Keplerov otac je nestao; i njegova majka, gruba i svadljiva žena, potrošili su posljednju imovinu obitelji koja je iznosila 4 tisuće florina.
Johannes Kepler imao je dva brata koji su nalikovali njegovoj majci; jedan je bio kovač lima, drugi vojnik, a obojica su bili potpuni nitkovi. Tako budući astronom u svojoj obitelji nije našao ništa osim goruće tuge, koja ga je potpuno uništila da nije bilo utjehe njegove sestre Margarite, koja se udala za protestantskog pastora; ali je i ovaj rođak kasnije postao njegov neprijatelj.
Kad je Keplerov otac napustio vojsku, bio je prisiljen raditi u polju; ali slabi i mršavi mladić nije mogao podnijeti težak rad; imenovan je teologom, a s osamnaest godina (1589.) ušao je u sjemenište u Tubinhamu i tamo se uzdržavao na javni trošak. Tijekom ispita za diplomu nije mu priznat izvrstan; ova titula pripala je Ivanu Hipolitu Brenciju, čije ime nećete naći ni u jednom povijesnom rječniku, iako su izdavači takvih zbirki vrlo popustljivi i u njih trpaju kojekakve gluposti. No, u našim životopisima često ćemo susresti takve slučajeve koji dokazuju apsurdnost školske pedantnosti.
Kepler nije uspio iz više razloga: još tijekom školovanja aktivno je sudjelovao u protestantskim teološkim raspravama, a kako su njegova mišljenja bila suprotna wirtemberškom pravovjerju, odlučili su da nije dostojan promaknuća u svećenstvo.
Na Keplerovu sreću, Maestlin, pozvan (1584.) iz Heidelberga u Tübingen na katedru matematike, dao je svom umu drugačiji smjer. Kepler je napustio teologiju, ali se nije potpuno oslobodio misticizma ukorijenjenog u njemu njegovim početnim odgojem. U to vrijeme Kepler je prvi put vidio besmrtnu Kopernikovu knjigu.
“Kad sam”, kaže Kepler, “cijenio užitke filozofije, tada sam se gorljivo bavio svim njezinim dijelovima; ali astronomiji nije pridavao mnogo pažnje, iako je dobro razumio sve što se iz nje u školi učilo. Odgojen sam na račun vojvode od Wirtemberga, i vidjevši da su moji drugovi stupili u njegovu službu ne sasvim prema svojim sklonostima, odlučio sam također prihvatiti prvi ponuđeni mi položaj.”
Ponuđeno mu je mjesto profesora matematike.
Godine 1593., dvadesetdvogodišnji Kepler imenovan je profesorom matematike i moralne filozofije na Graetzu. Započeo je izdavanjem kalendara prema gregorijanskoj reformaciji.
Godine 1600 u Štajerskoj su započeli vjerski progoni; svi protestantski profesori bili su protjerani iz Graetza, uključujući i Keplera, iako je on već bio, takoreći, stalni građanin ovoga grada, oženivši se (1597.) plemenitom i lijepom ženom, Barbarom Muller. Kepler je bio treći muž, a kada se udala za njega, tražila je dokaze o njegovom plemstvu: Kepler je otišao u Wirtemberg da se pobrine za to. Brak je bio nesretan.
Nakon povijesnih detalja o otkriću nove zvijezde u Zmijonošcu i teoretskih razmatranja o njezinu sjaju, Kepler ispituje opažanja na raznim mjestima i dokazuje da zvijezda nije imala ni pravilno gibanje ni godišnju paralaksu.
Iako Kepler u svojoj knjizi očito pokazuje prezir prema astrologiji. No, nakon dugog opovrgavanja kritike Pic de la Mirandolea, on priznaje utjecaj planeta na Zemlju kada su međusobno smješteni na određeni način. Usput, ne može se čitati a da se ne iznenadi da Merkur može proizvesti oluje.
Tycho je tvrdio da je zvijezda 1572. nastala iz materije u Mliječnoj stazi; zvijezda 1604. također je bila blizu ovog svjetlosnog pojasa; ali Kepler takvo stvaranje zvijezda nije smatrao mogućim, jer se od vremena Ptolemeja Mliječni put nije nimalo promijenio. Ali kako se uvjerio u nepromjenjivost Mliječne staze? “Međutim”, kaže Kepler, “pojava nove zvijezde uništava Aristotelovo mišljenje da se nebo ne može pokvariti.”
Kepler razmatra je li pojava nove zvijezde imala veze s konjunkcijom planeta koja se nalazila u blizini njezina mjesta? No, ne mogavši pronaći fizički uzrok nastanka zvijezde, zaključuje: “Bog, koji neprestano brine za svijet, može narediti da se nova zvijezda pojavi na bilo kojem mjestu i u bilo koje vrijeme.”
U Njemačkoj je postojala poslovica: Nova zvijezda je novi kralj. “Nevjerojatno je”, kaže Kepler, “da niti jedna ambiciozna osoba nije iskoristila popularne predrasude.”
Što se tiče Keplerove rasprave o novoj zvijezdi u Labudu, napominjemo da je autor upotrijebio sve svoje znanje kako bi dokazao da se zvijezda doista ponovno pojavila i da ne pripada broju promjenjivih zvijezda.
Kepler odmah dokazuje da vrijeme rođenja Kristova nije točno određeno i da se početak ove ere mora pomaknuti za četiri ili pet godina unatrag, tako da se 1606. mora smatrati ili 1610. ili 1611. godinom.
Astronomia nova sive physica caelestis, tradita commetaris de motibus stellae Martis ex observationibus Tycho Brahe. — Prag, 1609
U svojim prvim studijama za poboljšanje Rudolfovih tablica, Kepler se još nije usudio odbaciti ekscentrike i epicikle Almagesta, koje su također prihvatili Kopernik i Tycho, iz razloga posuđenih iz metafizike i fizike; samo je tvrdio da planetarne konjunkcije treba pripisati pravom, a ne prosječnom Suncu. No iznimno teški i dugotrajni proračuni nisu ga zadovoljili: razlike između proračuna i promatranja sezale su do 5 i 6 minuta stupnja; Želio se osloboditi tih razlika i konačno je otkrio pravi sustav svijeta. Tada se Kepler odlučio protiv kretanja planeta po kružnicama oko ekscentra, odnosno oko zamišljene, nematerijalne točke. Uz takve krugove uništavani su i epicikli. Predložio je da je Sunce središte kretanja planeta koji se kreću duž elipse, u čijem se jednom od žarišta nalazi ovo središte. Kako bi ovu pretpostavku podigao na razinu teorije, Kepler je izveo izračune koji su bili iznenađujući po svojoj težini i po svom trajanju. Pokazao je neviđenu neumornu postojanost u radu i nesavladivu ustrajnost u ostvarenju predloženog cilja.
Takav rad bio je nagrađen činjenicom da su proračuni u vezi s Marsom, temeljeni na njegovoj pretpostavci, doveli do zaključaka koji su potpuno u skladu s Tychoovim opažanjima.
Keplerova teorija sastoji se od dvije odredbe: 1) planet se okreće u elipsi, u čijem se jednom od žarišta nalazi središte Sunca, i 2) planet se giba takvom brzinom da radijus vektori opisuju područja rezovi, proporcionalni vremenima kretanja. Iz brojnih promatranja u Uraniburgu, Kepler je morao odabrati one koji su bili najsposobniji za rješavanje pitanja vezanih uz glavni zadatak i izmisliti nove metode izračuna. Tim razboritim izborom, bez ikakvih pretpostavki, dokazao je da crte u kojima ravnine putanja svih planeta sijeku ekliptiku prolaze središtem Sunca i da su te ravnine nagnute prema ekliptici pod gotovo stalnim kutovima.
Već smo primijetili da je Kepler izvodio proračune koji su bili iznimno dugotrajni i iznimno opterećujući, jer u njegovo vrijeme logaritmi još nisu bili poznati. O ovoj temi u Baillyjevoj “Povijesti astronomije” nalazimo sljedeću statističku procjenu Keplerova rada: “Keplerovi napori su nevjerojatni. Svaki njegov izračun zauzima 10 stranica po listu; svaki je izračun ponovio 70 puta; 70 ponavljanja je 700 stranica. Kalkulatori znaju koliko se može pogriješiti i koliko je puta bilo potrebno izvesti izračune koji su zauzeli 700 stranica: koliko je vremena trebalo trajati? Kepler je bio nevjerojatan čovjek; nije se bojao takvog rada i rad nije umorio njegovu duševnu i tjelesnu snagu.”
Ovome moramo dodati da je Kepler shvatio golemost svog pothvata na samom početku. On kaže da je Rheticus, izvrstan Kopernikov učenik, želio preobraziti astronomiju; ali nije mogao objasniti kretanje Marsa. “Rhaeticus”, nastavlja Kepler, “pozvao je u pomoć svog domaćeg genija, ali je genij, vjerojatno ljut zbog narušavanja njegova mira, zgrabio astronoma za kosu, podigao ga na strop i, spustivši ga na pod, rekao: : ovo je kretanje Marsa.”
Ova Keplerova šala dokazuje težinu problema, pa se po tome može suditi o njegovom zadovoljstvu kada se uvjerio da se planeti doista okreću prema dva gore navedena zakona. Kepler je izrazio svoje zadovoljstvo riječima upućenim uspomeni na nesretnog Ramusa.
Kad Zemlju i Mjesec, pod pretpostavkom da su jednake gustine, ne bi držala u svojim orbitama životinjska ili neka druga sila, tada bi se Zemlja približila Mjesecu na 54 dio udaljenosti koja ih dijeli, a Mjesec bi putovao preostala 53 dijela i oni bi se povezali.
Kad bi Zemlja prestala privlačiti svoje vode, tada bi se sva mora uzdigla i sjedinila s Mjesecom. Ako se privlačna sila Mjeseca proteže do Zemlje, tada, obrnuto, ista sila Zemlje dopire do Mjeseca i širi se dalje. I tako sve što je slično Zemlji ne može ne podlijegati njezinoj privlačnoj sili.
Nema tvari koja je apsolutno lagana; jedno tijelo je lakše od drugog jer je jedno tijelo rjeđe od drugog. “Ja”, kaže Kepler, “nazivam rijetkim tijelo koje, s obzirom na svoj volumen, ima malo tvari.”
Ne treba misliti da se laka tijela dižu i ne privlače: ona privlače manje od teških tijela, a teška ih tijela istiskuju.
Pokretačka snaga planeta je u Suncu i slabi s povećanjem udaljenosti od ovog tijela.
Kad je Kepler priznao da je Sunce uzrok revolucije planeta, onda je morao pretpostaviti da ono rotira oko svoje osi u smjeru translatornog gibanja planeta. Ova posljedica Keplerove teorije naknadno je dokazana sunčevim pjegama; ali Kepler je svojoj teoriji dodao okolnosti koje nisu bile opravdane opažanjima.
Dioptrica i dr. - Frankfurt, 1611.; ponovno tiskan u Londonu 1653
Čini se da je za pisanje dioptrije trebalo poznavati zakon po kojem se svjetlost lomi pri prelasku iz rijetke tvari (srednje) u gustu - zakon koji je otkrio Descartes; No kako su pri malim upadnim kutovima kutovi loma gotovo proporcionalni prvome: tada je Kepler na temelju svojih istraživanja prihvatio te približne odnose i proučavao svojstva ravno-sferičnih stakala, kao i sfernih, površine koje imaju jednake radijuse. Ovdje nalazimo formule za izračunavanje udaljenosti s fokusom spomenutih stakala. Te se formule koriste i danas.
U istoj knjizi nalazimo da je prvi dao koncept teleskopa koji se sastoji od dva konveksna stakla. Galileo je uvijek koristio cijevi sastavljene od jednog konveksnog stakla i drugog, konkavnog stakla. I tako s Keplerom moramo započeti povijest astronomskih cijevi, jedine sposobne za projektile s stupnjevanjem dizajniranim za mjerenje kutova. Što se tiče pravila koje određuje povećanje teleskopa, a sastoji se u dijeljenju žarišne udaljenosti predmetnog stakla sa žarišnom udaljenosti stakla za oči, njega nije otkrio Kepler, već Huygens.
Kepler je, sastavljajući svoju dioptriju, već znao da je Galileo otkrio Jupiterove satelite: iz njihovih kratkotrajnih revolucija zaključio je da se i planet mora okretati oko svoje osi, štoviše, za manje od 24 sata. Ovaj zaključak nije bio opravdan ubrzo nakon Keplera.
Nova stereometria doliorum vinariorum. — Linz, 1615
Ova je knjiga čisto geometrijska; u njemu autor posebno razmatra tijela koja proizlaze iz rotacije elipse oko njezinih različitih osi. Također predlaže metodu za mjerenje kapaciteta bačava.
<>bHarmonicces mundi libri quinque, etc. - Linz, 1619
Ovdje Kepler izvještava o otkriću svog trećeg zakona, naime: kvadrati vremena rotacije planeta proporcionalni su kubovima njihovih udaljenosti od Sunca.
18. ožujka 1618. odlučio je usporediti kvadrate vremena rotacije s kubovima udaljenosti: ali je, zbog pogreške u izračunu, otkrio da je zakon netočan; Dana 15. svibnja ponovno je napravio izračune i zakon je bio opravdan. Ali i tu je Kepler sumnjao u njega, jer bi mogla biti i pogreška u drugom izračunu. “Međutim”, kaže Kepler, “nakon svih provjera bio sam uvjeren da se zakon u potpunosti slaže s Tychoovim zapažanjima. I tako je otkriće nesumnjivo.”
Začudo, Kepler je tom velikom otkriću dodao mnoge čudne i potpuno lažne ideje. Zakon koji je otkrio privukao je njegovu maštu pitagorejskim harmonijama.
“U glazbi nebeskih tijela”, kaže Kepler, “Saturn i Jupiter odgovaraju basu, Mars tenoru, Zemlja i Venera kontraaltu, a Merkur falsetu.”
Isto veliko otkriće unakaženo je Keplerovom vjerom u astrološke besmislice. Na primjer, tvrdio je da planetarne konjunkcije uvijek uznemiruju našu atmosferu, itd.
De cometis libelli tres itd. - Augsburg, 1619
Nakon čitanja tri poglavlja ovog djela, čovjek se ne može ne iznenaditi da je Kepler, koji je otkrio zakone planetarnog gibanja oko Sunca, tvrdio da se kometi kreću pravocrtno. “Promatranja kursa ovih svjetiljki”, kaže on, “nisu vrijedna pažnje, jer se ne vraćaju.” Ovaj zaključak je iznenađujući jer se odnosi na komet iz 1607. godine, koji se tada pojavio treći put. A još više čudi da je iz pogrešne pretpostavke izvukao točne zaključke o golemoj udaljenosti kometa od Zemlje.
“Voda, osobito slana, daje ribu; eter proizvodi komete. Stvoritelj nije htio da neizmjerna mora ostanu bez stanovnika; Želio je naseliti i nebeski prostor. Broj kometa mora biti izuzetno velik; Ne vidimo mnogo kometa jer se ne približavaju Zemlji i uništavaju se vrlo brzo.”
U blizini takve besmislice Keplerove zabludjele mašte nalazimo ideje koje su ušle u znanost. Na primjer, sunčeve zrake, prodirući u komete, neprestano otkidaju s njih čestice njihove tvari i oblikuju njihove repove.
Prema Eforu, Seneka je, spominjući cijepanje kometa na dva dijela, koji su išli različitim putevima, smatrao da je ovo opažanje potpuno pogrešno. Kepler je oštro osudio rimskog filozofa. Keplerova strogost teško da je pravedna, iako su gotovo svi astronomi na Senekinoj strani: u naše su vrijeme astronomi svjedočili sličnom događaju u nebeskom svemiru; vidjeli su dva dijela istog kometa kako idu različitim stazama. Nikada ne treba zanemariti predviđanje ili proricanje sudbine briljantnih ljudi.
Knjiga o kometima objavljena je 1619. godine, dakle nakon velikih otkrića Keplera; ali njegovo posljednje poglavlje posebno je ispunjeno astrološkim besmislicama o utjecaju kometa na zbivanja u sublunarnom svijetu od kojeg su oni na velikim udaljenostima. Kažem: na udaljenosti, jer komet može proizvesti bolesti, čak i kugu, kad mu rep prekrije Zemlju, jer tko zna bit tvari kometa?
Epitome astronomiae copernicanae, i itd.
Ovo se djelo sastoji od dva sveska, objavljena u Aenzu u različitim godinama: 1618., 1621. i 1622. Oni sadrže sljedeća otkrića koja su proširila područje znanosti:
Sunce je zvijezda fiksna; čini nam se više od svih drugih zvijezda, jer je najbliža Zemlji.
Poznato je da se Sunce okreće oko svoje osi (to su pokazala promatranja Sunčevih pjega); Prema tome, planeti moraju rotirati na isti način.
Kometi su napravljeni od materije koja se može širiti i skupljati, materije koju sunčeve zrake mogu prenijeti na velike udaljenosti.
Polumjer sfere zvijezda je najmanje dvije tisuće puta veći od udaljenosti Saturna.
Sunčeve pjege su oblaci ili gusti dim koji se diže iz dubine Sunca i gori na njegovoj površini.
Sunce rotira, pa je stoga njegova privlačna sila usmjerena u različitim smjerovima neba: kada Sunce zauzme bilo koji planet, tada će ga prisiliti da se okreće sam sa sobom.
Središte planetarnog gibanja nalazi se u središtu Sunca.
Svjetlost koja okružuje Mjesec tijekom potpune pomrčine Sunca dolazi iz Sunčeve atmosfere. Osim toga, Kepler je mislio da je ova atmosfera ponekad vidljiva nakon što sunce zađe. Iz ove opaske moglo bi se pomisliti da je Kepler prvi otkrio zodijačku svjetlost; ali on ne govori ništa o obliku svjetla; dakle, nemamo pravo lišiti D. Cassinija i Shaldreya časti njihovih otkrića.
Jo. Kepleri tabulae Rudolphinae itd. - Ulm, 1627
Ove tablice započeo je Tycho, a završio Kepler, radeći na njima 26 godina. Ime su dobili po imenu cara Rudolfa, koji je bio zaštitnik obojice astronoma, ali im nije dao obećanu plaću.
Ista knjiga sadrži povijest otkrića logaritama, koja se, međutim, ne može oduzeti Napieru, njihovom prvom izumitelju. Pravo na izum pripada onome tko ga je prvi objavio.
Pruske tablice, nazvane tako jer su posvećene Albertu od Brandeburga, pruskom vojvodi, objavio je Reinhold 1551. Temeljile su se na promatranjima Ptolomeja i Kopernika. U usporedbi s "Rudolphovim tablicama" koje su sastavljene na temelju Tychoovih opažanja i nove teorije, u Rheingoldovim tablicama pogreške se protežu u mnogo stupnjeva.
Ovo posmrtno Keplerovo djelo, koje je objavio njegov sin 1634. godine, sadrži opis astronomskih pojava za promatrača na Mjesecu. Sličnim opisima bavili su se i neki autori astronomskih udžbenika, prenoseći promatrače na različite planete. Takvi opisi korisni su za početnike, a pravednost kaže da je Kepler prvi otvorio put tome.
Evo naslova drugih Keplerovih djela koja pokazuju kakav je marljiv život vodio veliki astronom:
Nova dissertatiuncula de fundamentis astrologiae certioribus, etc. - Prag, 1602.
Epistola ad rerum coelestium amatores universos itd. - Prag, 1605.
Sylva chronologica. — Frankfurt, 1606
Detaljna povijest novog kometa 1607, itd. Na njemačkom; u Halleu, 1608
Phenomenon singulare, seu Mercurius in Sole, itd. Leipzig, 1609.
Dissertatio cum Nuncio sidereo nuper ad mortales misso a Galileo. - Prag, 1610.; iste je godine ponovno tiskan u Firenci, a 1611. u Frankfurtu.
Narration de observatis a se quatuor Jovis satellitibus erronibus quos Galilaeus medica sidera nuncupavit. Prag, 1610
Jo. Kepleri strena, seu de nive sexangula. Frankfurt, 1611
Kepleri eclogae chronicae ex epistolis doctissimorum aliquot virorum et suis mutuis. Frankfurt, 1615
Ephtmerides novae itd. - Keplerove efemeride objavljivane su do 1628. i uvijek godinu dana unaprijed; ali su objavljeni nakon godinu dana. Nakon Keplera, nastavio ih je Barchiy, Keplerov zet. Vijesti o katastrofama za vladu i crkve, posebno o kometima i potresima 1618. i 1619. Na njemačkom, 1619.
Pomrčine 1620. i 1621. na njemačkom, u Ulmu, 1621.
Kepleri apologia pro suo opere Harmonices mundi, itd. Frankfurt, 1622
Discursus conjuctionis Saturni et Joves in Leone. Linz, 1623
Jo. Kepleri chilias logaritmorum. Marburg, 1624
Jo. Kepleri hyperaspistes Tychonis contra anti-Tychonem Scipionis Claramonti, itd. Frakfurt, 1625.
Jo. Kepleri dodatak chiliadis logaritmorum. Acnypr, 1625 r.
Admonitio ad astronomos rerumque coelestium studiosos de miris rarisque anni 1631 phoenomenis, Veneris puta et Mercurii in Solem incursu. Leipzig, 1629
Responsio ad epistolum jac. Bartschii praefixam ephemeridi anni 1629, itd. Sagan, 1629.
Sportula genethliacis missa de Tab. Rudolphi koristi u astrološkom računanju, s novim načinom i prirodnim smjernicama. Sagan, 1529
Gansch je 1718. objavio jedan svezak koji je sadržavao dio rukopisa preostalih nakon Keplera; Drugi tom koji je obećao nije objavljen zbog nedostatka sredstava. Još osamnaest bilježnica neobjavljenih rukopisa otkupila je Carska peterburška akademija znanosti 1775. godine.
Johannes Kepler.
Temeljeno na izvorniku na Kraljevskoj zvjezdarnici u Berlinu.
Kepler Johann (1571-1630), njemački astronom, jedan od tvoraca moderne astronomije. Otkrio je zakone gibanja planeta (Keplerove zakone), na temelju kojih je sastavio planetarne tablice (tzv. Rudolfove tablice). Postavio temelje teorije o pomrčinama. Izumio je teleskop u kojem su objektiv i okular bikonveksne leće.
Kepler Johann (27. prosinca 1571. Weilder-Stadt - 15. studenog 1630. Regensburg) - njemački astronom i matematičar. U potrazi za matematičkim skladom svijeta koji je stvorio Bog, poduzeo je matematičku sistematizaciju Kopernikovih ideja. Studirao je na Sveučilištu u Tübingenu, predavao matematiku i etiku u Grazu te sastavljao kalendare i astrološke prognoze. U djelu “Vjesnik, ili kozmografski misterij” (Prodromus sive Mysterium cosmographicum, 1596.) iznio je božanski matematički poredak neba: šest planeta određuje pet intervala, koji odgovaraju pet “platonskih” poliedara. Bio je dvorski matematičar u Pragu, pomoćnik Tycha Brahea; obrađujući svoja precizna opažanja kretanja Marsa, utvrdio je prva dva zakona rotacije planeta: planeti se ne kreću po kružnim putanjama, nego po elipsama, u čijem je jednom od žarišta Sunce; planeti se kreću brzinom kojom radijus vektori opisuju jednaka područja u jednakim vremenima (“Nova astronomija” - Astronomia nova, Praga, 1609.). Kasnije su ti zakoni prošireni na sve planete i satelite. Treći zakon - kvadrati perioda revolucije planeta povezani su s kubovima njihovih prosječnih udaljenosti od Sunca - postavljen je u Harmoniji svijeta nadahnutoj Pitagorejcima (Harmonices mundi, 1619). Za matematiku je od posebne važnosti bila studija “Stereometrija vinskih bačvi” (1615.) u kojoj je Kepler izračunao volumene tijela dobivenih rotacijom stožastih presjeka oko osi koja s njima leži u istoj ravnini. Također je primijenio logaritme za konstrukciju novih tablica planetarnih gibanja (1627). Njegov "Kratki ogled o kopernikanskoj astronomiji" (Epitome astronomiae Copernicanae, 1621.) bio je najbolji astronomski udžbenik tog doba. Keplerova otkrića bila su od goleme važnosti za filozofski i znanstveni razvoj modernog doba.
L. A. Mikeshina
Nova filozofska enciklopedija. U četiri sveska. / Institut za filozofiju RAS. Znanstveno izd. savjet: V.S. Stepin, A.A. Guseinov, G.Yu. Semigin. M., Mysl, 2010, vol. II, E – M, str. 242.
Johannes Kepler rođen je 27. prosinca 1571. godine u mjestu Weil blizu Stuttgarta u Njemačkoj. Kepler je rođen u siromašnoj obitelji i stoga je uz velike poteškoće uspio završiti školu i upisati se na Sveučilište u Tübingenu 1589. godine. Ovdje je studirao matematiku i astronomiju. Njegov učitelj profesor Mestlin bio je tajni sljedbenik Kopernik. Ubrzo je i Kepler postao pristaša Kopernikove teorije.
Već 1596. godine objavio je “Kozmografsku tajnu” gdje je, prihvaćajući Kopernikov zaključak o središnjem položaju Sunca u planetarnom sustavu, pokušao pronaći vezu između udaljenosti planetarnih putanja i polumjera sfera u koje su pravilne poliedri su bili upisani određenim redom i oko kojih su opisivani. Unatoč činjenici da je ovo Keplerovo djelo i dalje ostalo primjerom skolastičke, kvaziznanstvene mudrosti, ono je autoru donijelo slavu.
Godine 1600. slavni danski astronom-promatrač Tycho Brahe, koji je došao u Prag, ponudio je Johannu posao svog pomoćnika za promatranje neba i astronomske proračune. Nakon Braheove smrti 1601., Kepler je počeo proučavati preostale materijale s dugoročnim podacima promatranja. Kepler je došao do zaključka da je mišljenje o kružnom obliku planetarnih putanja netočno. Proračunima je dokazao da se planeti ne kreću po kružnicama, već po elipsama. Prvi Keplerov zakon sugerira: Sunce nije u središtu elipse, već u posebnoj točki koja se naziva žarište. Iz ovoga slijedi da udaljenost planeta od Sunca nije uvijek ista. Kepler je otkrio da brzina kojom se planet kreće oko Sunca također nije uvijek ista: kada se približava Suncu, planet se kreće brže, a udaljujući se od njega sporije. Ova značajka u kretanju planeta čini drugi Keplerov zakon.
Oba Keplerova zakona postala su vlasništvo znanosti od 1609. godine, kada je objavljena njegova “Nova astronomija” - izjava o temeljima nove nebeske mehanike.
Potreba za poboljšanjem sredstava za astronomske proračune i sastavljanje tablica planetarnih kretanja temeljenih na Kopernikovom sustavu privukla je Keplera teoriji i praksi logaritma. Izgradio je teoriju logaritama na aritmetičkoj osnovi i uz njezinu pomoć sastavio logaritamske tablice, prvi put objavljene 1624. i pretiskane do 1700. godine.
U knjizi “Dodaci Viteliju, ili optički dio astronomije” (1604.), Kepler, proučavajući konusne presjeke, tumači parabolu kao hiperbolu ili elipsu s beskonačno udaljenim žarištem - to je prvi slučaj u povijesti matematike primjena općeg načela kontinuiteta.
Godine 1617.-1621., na vrhuncu Tridesetogodišnjeg rata, kada je Kopernikova knjiga već bila na vatikanskom "Popisu zabranjenih knjiga". Kepler objavljuje Essays on Copernican Astronomy u tri izdanja. Naslov knjige ne odražava točno njezin sadržaj - Sunce tamo zauzima mjesto koje je naznačio Kopernik, a planeti, Mjesec i Jupiterovi sateliti koje je otkrio Galileo malo prije kruže prema zakonima koje je otkrio Kepler. Tijekom istih godina Kepler je objavio Harmoniju svijeta, gdje je formulirao treći zakon planetarnih gibanja: kvadrati perioda revolucije dvaju planeta međusobno su povezani kao kubovi njihovih prosječnih udaljenosti od Sunca.
Dugi niz godina radio je na sastavljanju novih planetarnih tablica, tiskanih 1627. pod nazivom "Rudolfinove tablice", koje su godinama bile referentna knjiga za astronome. Kepler je također pridonio važnim rezultatima u drugim znanostima, posebice u optici. Shema optičkog refraktora koju je razvio već je 1640. postala glavna u astronomskim promatranjima.
Kepler se nije bavio samo proučavanjem planetarnih revolucija, nego su ga zanimala i druga pitanja astronomije. Kometi su posebno privlačili njegovu pozornost. Uočivši da su repovi kometa uvijek okrenuti od Sunca, Kepler je pretpostavio da repovi nastaju pod utjecajem sunčevih zraka. U to vrijeme ništa se nije znalo o prirodi sunčevog zračenja i strukturi kometa. Tek u drugoj polovici 19. stoljeća iu 20. stoljeću utvrđeno je da je stvaranje repova kometa zapravo povezano sa zračenjem Sunca.
Znanstvenik je preminuo tijekom putovanja u Regensburg 15. studenoga 1630., kada je uzalud pokušavao dobiti barem dio plaće koju mu je carska riznica dugovala dugi niz godina.
Prepisano sa stranice http://100top.ru/encyclopedia/
Svjetski poznati znanstvenici (biografski priručnik).
Tri Keplerova zakona. U knjizi: Gurtovtsev A.L. Misliti ili vjerovati? Oda ljudskom magarcu. Minsk, 2015.
Gesammelte Werke, Bd. 1 - 18, hrsg. W. Van Dyckund M. Caspar. Munch., 1937-63; na ruskom Prijevod: Nova stereometrija vinskih bačava. M,-L., 1935.:
O šesterokutnim pahuljama. M., 1982.
Kirsanov V.S. Znanstvena revolucija 17. stoljeća. M., 1987.;
Reale J., Antiseri D. Zapadna filozofija od nastanka do danas, sv. 3. Moderna vremena. Sankt Peterburg, 1996.
Od pamtivijeka je čovjeka zanimalo zvjezdano nebo. Ne samo očaravajuća ljepota i znatiželja usmjerila je ljudski pogled prema zvjezdanom nebu, već i interes za proučavanje kretanja nebeskih tijela.
Veliki znanstvenik. Johannes Kepler (1571.-1630.)
Proučavanje kretanja i promjena na zvjezdanom nebu omogućilo je ljudima stvaranje prvih kalendara, kao i predviđanje pojava kao što su pomrčine Sunca i Mjeseca. Mornari su mogli točno iscrtati svoj kurs pomoću zvijezda, a putnici su mogli pronaći smjer na kopnu. Jedan od velikih njemačkih znanstvenika koji se zanimao za kretanje nebeskih tijela bio je astronom Johannes Kepler
.Pozadina.
Čak su i drevni astronomi proučavali vidljivu putanju Sunca i Mjeseca. Otkrili su da sunce opisuje polukrug na nebu, krećući se od zapada prema istoku. Također je utvrđeno da godina ima 365 dana. Drevni promatrači neba otkrili su da je ruta Sunca nepromijenjena, te se pojavljuje tamo gdje je potrebno i nestaje tamo gdje treba. Taj su krug nazvali ekliptikom, što na grčkom zvuči kao Clipce. Grci su ekliptiku povezivali s pomrčinama Sunca i Mjeseca. Prividna rotacija Sunca po ekliptici osnova je Zemljine kalendarske godine.
Drevni astronomi su također utvrdili da se Mjesec kreće od zapada prema istoku, dok puni krug napravi za 27 dana. Najzanimljivije je to što kretanje Mjeseca nije ravnomjerno. Može u maloj mjeri ubrzati ili usporiti kretanje. Razdoblje vidljivog kretanja Mjeseca postalo je osnova zemljinog kalendarskog mjeseca.
Ako pogledate zvjezdano nebo, čini se da su zvijezde nepomične jedna u odnosu na drugu. Zvjezdano nebo izvrši puni krug u određenom vremenu, koje se naziva zvjezdani dan.
U blizini zvijezda drevni su ljudi ispitivali pet nebeskih tijela koja izgledaju slično zvijezdama, ali imaju svjetliji sjaj. Ovi objekti su sastavni dio kretanja zvjezdanog neba. Njihove putanje kretanja izgledale su zbunjujuće i složene drevnim astronomima. Ako riječ "planet" prevedemo s grčkog, to znači "lutanje". U starom Rimu planeti su dobili imena koja su preživjela do danas: Mars, Venera, Saturn, Merkur i Jupiter.
Drevni znanstvenici su Sunce i Mjesec također smatrali planetima, jer su i oni hodali po zvjezdanom nebu.
Drevni su znanstvenici otkrili da planeti koji se nalaze blizu ekliptike mogu promijeniti smjer kretanja nakon određenog vremena. Ali to nije uočeno u putanjama Mjeseca i Sunca. Ovi objekti bili su u izravnom kretanju planeta. Ali u jednom trenutku planet smanjuje brzinu, staje na mjestu i počinje se kretati unatrag, odnosno u suprotnom smjeru (od istoka prema zapadu). Zatim, u određenom trenutku, planet izvodi obrnute radnje i vraća se na primarno izravno kretanje. Ako promatrate vidljivi dio zvjezdanog neba, tada je teško razumjeti obrasce planetarnog kretanja. Za moderne astronome više nema tajni kretanja planeta, jer im je dar znanja došao sa stoljetnom poviješću astronomije. Do nekih otkrića došao je njemački znanstvenik Johannes Kepler, koji je još u prvoj polovici 17. stoljeća otkrio zakone planetarnog gibanja.
Moderne spoznaje o Sunčevom sustavu nastale su tijekom tisuća godina razvoja i proučavanja zvjezdanog neba. Mnogi drevni znanstvenici pridonijeli su evoluciji astronomije. To su Pitagora, Platon, Ptolomej, Arhimed i drugi. Neki od njih imali su i zablude koje su odavno dokazane. Možemo puno pričati o antičkim znanstvenicima i njihovim postignućima, no vratimo se Johannesu Kepleru (1571.-1630.).
Johannes Kepler imao je sreću živjeti u isto vrijeme kad i jednako slavni znanstvenik - Talijan Galileo Galilei (1564.-1642.). Ova dva znanstvenika bili su pristaše heliocentričnog sustava svijeta, koji je Kopernik jednom predložio.
Heliocentrični sustav kopernikanskog svijeta.
Johannes Kepler bio je pristaša Kopernikova učenja od studentskih dana. Iako je na Sveučilištu u Tübingenu, gdje je studirao od 1589. do 1592., astronomiju tumačio prema učenju Ptolomeja.
Godine 1596. Kepler je objavio svoju prvu knjigu, Misterij svijeta, u kojoj otkriva tajnu harmonije Svemira. Keplerova mašta omogućila je da se orbite svakog od pet planeta Sunčevog sustava nacrtaju u obliku kružnica, koje su upisane u različite poliedre pravilnog oblika - kocke i tetraedre.
Galileo, nakon što je pročitao Keplerovu knjigu "Tajne svjetova", nije se složio s nekim aspektima fantastične geometrijske konstrukcije. A 25 godina kasnije, Kepler je napravio izmjene u svojoj knjizi "Tajne svjetova" i ponovno je objavio na novi način.
Keplerov rad cijenio je i slavni danski astronom Tycho Brahe (1546.-1601.), koji je čitajući “Tajne svijeta” rekao da je njen autor dobro poznavao astronomiju. Svidjelo mu se Johannovo razmišljanje i činjenica da je izveo veliku količinu matematičkih izračuna. U budućnosti je došlo do sastanka između ova dva znanstvenika, a Brahe je 24-godišnjem Kepleru ponudio posao u Pragu kao asistent u astronomskim promatranjima i proračunima. Zajedno su radili nekoliko godina, a suradnju je prekinula smrt Tycha Brahea 1601. godine. Tada je Kepleru ponuđeno mjesto dvorskog astronoma na dvoru Rudolfa II. Kepleru je Tycho Brahe ostavio mnoga dostignuća na polju astronomije, što je uz pomoć matematičkih proračuna omogućilo svijetu predstaviti dobro poznate Keplerove zakone.
Keplerovi zakoni.
Zakon 1. Ovaj zakon kaže da se svi planeti u našem Sunčevom sustavu okreću u eliptičnim orbitama oko Sunca. U ovom slučaju, koordinate središta Sunca ne nalaze se u središnjem dijelu elipse, već u jednom od njezinih žarišta. To objašnjava privremenu promjenu udaljenosti između Sunca i planeta koji se kreću.
Zakon 2. Segment koji spaja središta planeta i Sunce naziva se radijus ili vektor planeta. Sposoban je opisati jednaka područja u jednakim vremenskim razdobljima. To sugerira da se planeti ne kreću uvijek istom brzinom kada se kreću po eliptičnoj orbiti. Pri približavanju Suncu njihovo kretanje se ubrzava, a pri udaljavanju usporava. Ovaj zakon se naziva "zakon područja".
Zakon 3. Taj je zakon svojedobno objavljen u knjizi “Harmonija svijeta” (objavljena u dijelovima od 1618. do 1621.). Kvadrati orbitalnih perioda para planeta međusobno su povezani kao kubična vrijednost njihovih prosječnih udaljenosti od Sunca.
U to vrijeme nisu se svi znanstvenici slagali s Keplerom. Galileo nije mogao prihvatiti da se planeti ne kreću ravnomjerno. Ali s vremenom je dokazana idealnost Keplerovih zakona. Keplerovi zakoni pomogli su Newtonu da otkrije zakon univerzalne gravitacije i do danas su osnova nebeske mehanike.
Postoji još jedno veliko Keplerovo djelo, koje se zove "Rudolphove tablice". Ovo djelo iz astronomije, koje se bavi kretanjem planeta, objavljeno je 1627. godine. Osnovu tablica postavio je Tycho Brahe, a Kepler je na njima radio 22 godine. Ove su tablice točnije od prethodnih djela o astronomiji, Pruskih tablica, koje je sastavio astronom Reinhold 1551. godine. Želio bih reći da su "Rudolphove tablice" nekoliko stoljeća služile kao dobar vodič astronomima, pomorcima i putnicima.
Također bih želio reći da su Keplerovu pažnju privukli ne samo planeti, već i kometi. On je prvi sugerirao da je vidljivost repova kometa moguća pod utjecajem sunčeve svjetlosti. Stoga je rep kometa uvijek usmjeren u suprotnom smjeru od Sunca.
Kepler je također dao doprinos na polju matematike. Stvorio je teoriju logaritama na aritmetičkoj osnovi i sastavio ih u vrlo precizne tablice, koje su objavljene 1624. godine.
Zahvaljujući Kepleru, čovječanstvo je steklo određena znanja iz područja optike. Čak je napisao i knjigu Dioptika. Njegov rad na polju optike bio je osnova za stvaranje optičkog dizajna teleskopa, budući da je mogao proučavati djelovanje fiziološkog mehanizma vida. On je prvi najavio takve ljudske fiziološke fenomene kao što su kratkovidnost i dalekovidnost.
Kepler je dao svijetu osnovu za izračunavanje volumena raznih rotacijskih tijela, te površina ravnih figura koje tvore krivulje drugog reda - oval, elipsa, presjek stošca itd. Ove su metode bile početak ere diferencijalnog i integralnog računa.
O Keplerovim postignućima može se reći mnogo više. Ovaj znanstvenik koji je postavio temelje i astronomiji i matematici. Johannes Kepler preminuo je 15. studenog 1630. u Regensburgu od prehlade.
Postojala je snažna pjesnička mašta, što vidimo iz hipoteza koje postavlja u svojim velikim astronomskim tvorevinama. Ali razlikovao je svoje pretpostavke od pozitivnih istina koje je otkrio. Nema nijednog odjela tadašnjih matematičkih znanosti koji on ne bi unaprijedio. Kepler je s ljubavlju prihvaćao svako otkriće, svaku novu razumnu misao drugih znanstvenika i bio je izvrstan u odvajanju istine od zablude. Ispravno je procijenio važnost logaritama koje je početkom 17. stoljeća izumio škotski matematičar Lord Napier. Shvatio je da je uz njihovu pomoć lako napraviti izračune koji bi bez njih bili teški zbog njihove složenosti; stoga sam napravio novo izdanje logaritama s objašnjenim uvodom; Zahvaljujući tome, logaritmi su brzo ušli u opću upotrebu. U geometriji, Kepler je napravio otkrića koja su ga pomaknula mnogo naprijed. Razvio je koncepte i metode koji su riješili mnoge probleme koji su prije njega bili nerješivi, te je utrt put za otkriće diferencijalnog računa. Uviđao je potrebu istraživanja nekih pitanja optike kako bi se astronomska promatranja očistila od netočnosti koju je u njih unijelo lomljenje svjetlosnih zraka u atmosferi, te kako bi se razjasnili zakoni rada tada izumljenog teleskopa. Kepler je dao rješenja za ova pitanja u optičkom dijelu svoje astronomske rasprave iu Dioptrici. Otkrio je pravi tijek procesa vida našeg oka. Postavio je ispravne temelje za teoriju rada teleskopa. Nije uspio pronaći točan zakon loma zraka, ali je našao pojam o tome toliko blizak istini da je bio dovoljan da objasni djelovanje optičkih instrumenata. Na temelju tih istraživanja Johannes Kepler je predložio novi teleskopski uređaj, koji je, prema njegovim razmišljanjima, trebao biti najbolji za astronomska promatranja. Teleskop ovog uređaja, nazvan Keplerian, ostao je u uporabi do početka 20. stoljeća. (Izum teleskopa je, po svoj prilici, rezultat slučajnosti; priče o njemu su različite, ali svi se slažu da je napravljen u Middelburgu, u Nizozemskoj. Galileo je prvi koristio teleskop za astronomska promatranja, ali zakoni rad ovog instrumenta postao je jasan tek zahvaljujući Keplerovom istraživanju.)
Portret Johannesa Keplera, 1610
Najveće od besmrtnih otkrića ovog znanstvenika je ono čiju je bit formulirao u zaključcima nazvanim njegovim imenom Keplerovi zakoni. Otkrili su ideju Kopernik u svom punom značenju i pokazao svoju temeljitost; činile su fazu prijelaza u povijesti astronomije od jednostavnog poznavanja činjenica do njihova objašnjenja. Ova faza, kroz koju su prošle ili moraju na kraju proći sve grane prirodnih znanosti, sastoji se od pronalaženja glavnih zajedničkih značajki u zamršenom tijeku pojava. Kopernik je dao pravi koncept strukture Sunčevog sustava; Kepler je otkrio osnovne zakone rotacije planeta.
Već je Kopernik primijetio da postoje nepravilnosti u kretanju planeta koje se ne mogu objasniti prihvaćanjem planetarnih orbita kao krugova u čijem je središtu sunce; ali je smatrao nužnim uzeti kružnu liniju kao oblik putanja, a nejednakosti u kretanju planeta u njihovim putanjama objašnjavao je pretpostavkom da sunce nije u središtu tih kružnica. Kepler opažanjem Tycho Brahe Vidio sam da su nejednakosti u kretanju posebno velike na Marsu. Počeo ih je proučavati i otkrio da ih Kopernikova pretpostavka ne objašnjava u potpunosti. Kroz niz dubokih studija i genijalnih razmatranja, konačno je došao do otkrića da je pravi oblik orbite Marsa elipsa. Ovo otkriće, koje se pokazalo točnim za sve ostale planete, naziva se Keplerov prvi zakon. Izražava se formulom: planeti kruže oko sunca u elipsi u čijem se jednom žarištu nalazi sunce. Drugi Keplerov zakon određuje razlike u brzini orbitalnog gibanja planeta na različitim dijelovima ove staze; on kaže da su površine opisane rotacijom linije koja ide od sunca prema planetu, a naziva se radijus vektor u elipsi, jednake u jednakim vremenima. Dakle, što je planet dalje od žarišta u kojem se nalazi sunce, to će biti kraća duljina puta koji prijeđe tijekom određenog vremena, na primjer sat vremena, jer što je trokut dulji, to je njegova širina manja u odnosu na trokut iste površine na kraćoj duljini. Treći zakon, koji je otkrio Johannes Kepler, određuje omjer između vremena kruženja planeta oko Sunca i njihove udaljenosti od njega. Izneseno je u drugom djelu tog znanstvenika, pod nazivom "Harmonija svemira", a izraženo je riječima: kvadrati vremena revolucije različitih planeta u istom su međusobnom omjeru kao i kocke tih linija njihovih orbita, koje se nazivaju velikim poluosima ovih elipsa.
Taj dio astronomije, koji se sastoji od izračunavanja opažanja, također je uvelike unaprijeđen Keplerovim djelima; učinio je to sastavivši takozvane Rudolfove tablice, koje je objavio 1627. godine i nazvao ih Rudolf u čast tada vladajućeg cara. Ove su tablice kompilacija opažanja Tychoa Brahea i samog Keplera te izračuna koje je Kepler iz njih napravio; ovaj posao zahtijevao je ogromno vrijeme i željeznu volju za njegovu izvedbu.
Ideje Johannesa Keplera o razlogu koji uzrokuje kretanje planeta prema zakonima koje je on otkrio nevjerojatne su u svojoj genijalnosti. On je već predvidio ono što je kasnije dokazao Newton, i objasnio rotaciju planeta kombinacijom sile njihovog tangentnog gibanja sa silom koja ih privlači Suncu, i došao do uvjerenja da je ta centripetalna sila istovjetna s naziva se gravitacija. Dakle, on jedino nije imao materijala, da pronađe zakon djelovanja sile sveopće gravitacije, i da svoje mišljenje potvrdi točnim dokazima, kao što je to kasnije učinio Newton; ali je već bio otkrio da je razlog rotacije planeta sila univerzalne gravitacije. Kepler kaže: “Gravitacija je samo međusobno privlačenje tijela da se približe jedno drugome. Teška tijela na zemlji teže središtu sfernog tijela od kojeg čine dijelove, a da zemlja nije sferna, tada tijela ne bi padala okomito prema njezinoj površini. Da Mjesec i Zemlja nisu držani na sadašnjoj udaljenosti zbog tendencije Mjeseca da se kreće duž tangente svoje orbite, pali bi jedno na drugo; “Mjesec bi putovao oko tri četvrtine ove udaljenosti, a Zemlja četvrtinu ove udaljenosti, pod pretpostavkom da su oboje iste gustoće.” – Kepler je također zaključio da je uzrok oseke i oseke privlačnost Mjeseca koja mijenja razinu oceana. Ova otkrića pokazuju njegovu iznimnu snagu uma.
Unatoč izuzetno visokoj znanstvenoj vrijednosti Keplerovih djela, kroz njih se provlači i dašak poetskog duha. Kepler voli, poput Pitagorejaca i Platona, spajati rezultate ozbiljnih istraživanja s fantastičnim razmišljanjima o skladu brojeva i udaljenosti. Ta ga je sklonost katkad uplitala u mišljenja za koja se pokazalo da su nespojiva s istinom, ali služi kao novi dokaz kreativne snage njegove mašte. Fantastične misli posebno je razvio u djelima „O misteriju strukture svemira“, „Harmonija svemira“ i „Keplerov san“.
Obaveze na poslu prisilile su Keplera da se bavi astrološkim proračunima. Kao profesor matematike u Grazu bio je dužan godišnje izraditi kalendar; a kalendar je, prema tadašnjem običaju, trebao davati astrološka predviđanja o vremenu, ratu i miru. Kepler je tu dužnost obavljao vrlo pametno: dobro je proučio pravila astrologije, kako bi svojim predviđanjima dao oblik koji se od njih tražio, a predviđao je pomno razmatrajući vjerojatnosti i, pronicljivošću svoga uma, često uspješno predviđao. To mu je donijelo veliku slavu kao astrologa, a mnoge od najvažnijih osoba u Austriji naručivale su mu izradu horoskopa. Na kraju svog života Kepler je bio astrolog kod Wallensteina, koji je vjerovao u astrologiju. Međutim, on sam je govorio o nepouzdanosti svojih predviđanja, au njegovim pismima ima mnogo mjesta koja pokazuju da je ispravno razmišljao o astrološkom praznovjerju koje je prevladavalo u njegovo vrijeme. Na primjer, on kaže: “Gospode Bože, što bi bilo s razumnom astronomijom da uz sebe nije imala svoju glupu kćer astrologiju. Plaće matematičara su tako male da bi majka vjerojatno gladovala da njezina kći nije ništa stekla.”
