Йоганнес Кеплер був астрономом німецького походження, який виявив, що планети обертаються навколо Сонця на еліптичних орбітах і що Сонце є головною силою, що визначає форму цих орбіт. Таким чином Кеплер зламав століття поглядів і традицій. Три його закони руху планет, відомі як закони Кеплера, мали глибокий і фундаментальний вплив на майбутні покоління астрономів і залишаються основою для розуміння Сонячної системи донині. Він був одним з найважливіших прихильників геліоцентричної теорії Сонячної системи Коперника.
Йоханнес Кеплер, відкривач законів руху планет, народився в 1571 р. У Вайль-дер-Штадті на південному сході Німеччини. Його батько був найманим солдатом і помер, коли Йоганнесу було три роки. Мати була дочкою корчмаря. Йоганнес був їх первістком.
З 1574 по 1576 рік Йоганнес жив зі своїми бабусею та дідусем. У 1577 році він спостерігав характерну комету на небі, і це викликало його інтерес до астрономії. Вперше він відвідував латинську школу, з 1584 р. Протестантську семінарію в Адельберзі, а в 1589 р. Розпочав навчання в Протестантському університеті в Тюбінгені. Він вивчав філософію, математику та астрономію з наміром стати священиком лютеранської церкви. Учителем математики Кеплера був Міхал Местлін, один з перших астрономів, який підписався на геліоцентричну модель Коперника, хоча він навчав своїх учнів лише про геоцентричну систему Птолемея. Лише на селективних семінарах він навчав студентів-ентузіастів, включаючи Кеплера, технічним деталям системи Коперника. Як згодом зізнався Кеплер, він став Коперником з "фізичних або, якщо хочете, метафізичних причин". У 1588 році він здобув нижчий академічний ступінь бакалавра, а через три роки, у 1591 році, вищий ступінь магістра вільних мистецтв.
У 1594 р. Він покинув ідею стати священиком і почав працювати викладачем математики та астрономії в Граці, Австрія. У вільний час він здобув освіту в галузі астрономії та астрології. У 1597 р. Кеплер одружився з Барбарою Мюллер, а перед цим, у 1596 р., Він написав свою першу наукову працю - книгу з астрономії Mysterium cosmographicum - таємниці Всесвіту. Хоча теорія, яку він представив у цій книзі, згодом виявилася абсолютно неправильною, вона чітко показала його математичні здібності та оригінальність ідей.Ми знаходимо тут його припущення, що відстань усіх шести відомих планет від Сонця можна порівняти з п'ятьма регулярними геометричними тілами куб, октаедр, дванадцятий і двадцятий).
Кеплер залишався в Граці до 1600 р., Коли всі протестанти були змушені перейти до католицької віри або мусили виїхати в рамках реформи.
Однак математичний талант Кеплера, продемонстрований у його книзі, не залишився непоміченим, того ж року Тихо де Браге запросив його до Праги, щоб стати його помічником і обчислити нові орбіти за спостереженнями Тихо.
У 1601 р. Браге помер, а Кеплер зайняв посаду придворного математика імператора Священної Римської імперії Рудольфа II. Після Тихо Кеплер успадкував великі записи спостережень за відомими планетами, особливо Марсом, які Тихо робив протягом багатьох років. На той час ці записи мали безцінну цінність, і Кеплер вважав, що ретельний математичний аналіз записів Тиха дозволить йому безповоротно визначити, яка теорія руху планет є правильною, чи то геліоцентрична Коперника, чи геоцентрична Птолемея, чи третя теорія Тиха. Таким чином, Кеплер на багато років занурився в нудні розрахунки та в інтенсивне вивчення всіх трьох теорій. На жаль, Кеплер виявив, що ні теорія Коперника, ні теорія Птолемея не були цілком правильними. Тому Кеплер зосередився на теорії Браха. Після довгих досліджень і перевірок він виявив, що Марс обертається не по круговій орбіті, як думали більшість астрономів того часу, а про те, що Марс, а отже і більшість планет спочатку, обертається по еліптичній орбіті, і що Сонце знаходиться в одній їх вогнищ.
У жовтні 1604 року він спостерігав наднову, яка з тих пір була відома як Нова Кеплера.
Після відкриття основного принципу він багато місяців займався складними і тривалими розрахунками, щоб переконатися, що його теорія відповідає спостереженням Тиха. Поки в 1609 р. Публікує перші два закони у праці "Астрономія нова" ("Нова астрономія"). На додаток до цієї книги під час перебування в Празі, він також опублікував Astronomia pars Optica, що стосується атмосферної рефракції, шліфування кришталиків та сучасного пояснення роботи ока, а в 1606 році De Stella Nova - інформацію про нову зірку, виявлену в 1604 році.
Хоча інші астрономи у дослідженні розглядали старі проблеми в кінаматиці, Кеплер вже дивився на динамічний підхід, він представив фізику небу.
У 1610 р. Кеплер дізнався про відкриття Галілея за допомогою лупи. Він швидко написав йому лист підтримки, який він опублікував як Dissertatio cum Nuncio Siderio, а через рік, коли дійшов до відповідного телескопа, опублікував свої спостереження за супутниками Юпітера під назвою Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus. Ці трактати рішуче підтримав Галілей, відкриття якого багато хто засудив. Обидва трактати Кеплера були передруковані у Флоренції.
У 1611 р. Він опублікував «Dioptrice» - роботу, присвячену оптиці та дизайну біноклів. Його конструкція для побудови телескопа стала стандартом в астрономії.
Після смерті імператора Рудольфа II (1612) Кеплер виїхав до Лінца і став головним математиком Верхньої Австрії. Його дружина та двоє синів гинуть. Він одружується, але переслідують особисті та фінансові проблеми. Дві його маленькі доньки помирають.
У Лінці Кеплер опублікував свою першу роботу з хронології та року народження Ісуса. Це було німецькою мовою і було більш докладно опубліковано в 1614 р. Латиною: De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam in Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit. Цього року Кеплер показав, що християнський календар п’ять років помилявся і що Ісус народився в 4 р. До н.е.
У 1615 - 1616 роках на батьківщині Кеплера було полювання на відьом, а його власну матір називали відьмою. Лише в 1620 році вона була виправдана - її син Йоганнес керував захистом.
У 1617 р. Були опубліковані перші три книги семитомника Кеплера «Epitome astronomiae Copernicanae» («Короткий зміст астрономії Коперника»). Це систематичний, дуже впливовий погляд на геліоцентричну модель. Він став одним з найбільш розповсюджених і визнаних наукових трактатів з астрономії в Європі, що значною мірою сприяло виробництву перших телескопічних лінз. Ця робота містила інтерпретації відкриттів Нови, інші томи виходили в 1620 - 1621 роках.
Тим часом, у 1619 році, він опублікував працю Harmonicae Mundi, в якій вивів геліоцентричні відстані планет та їх періоди на основі музичної гармонії. У цій роботі він також знайшов свій третій закон про відношення орбіт планет і радіусів орбіт.
У 1618 р. Розпочалася Тридцятилітня війна, яка переслідувала весь німецький та австрійський регіони. Під час Контрреформації позиція Кеплера різко погіршилася. Однак, оскільки Кеплер був членом офіційного суду в Лінці, він був захищений від звільнення, але тим не менше зазнав переслідувань.
Під час друку «Кебуревих табул Рудольфіни» (рудольфінієві таблички) на основі точних спостережень Тихо де Бра вибухнуло селянське повстання. Лінц був зайнятий, принтер згорів з більшістю відбитків. Солдати оселилися в будинку Кеплера. Тому він та його сім'я покинули Лінц у 1626 році. Tabulae Rudolphinae були видані в 1627 р. В Ульмі. Це насправді каталог 1005 зірок. Він містить ефемериди (таблиці передбачуваних положень) планет відповідно до нових законів Кеплера.
У Кеплера не було ні місця, ні зарплати. Він намагався завоювати прихильність багатьох судів. Повернувшись до Праги, він намагався заробити зарплату, зароблену за час роботи імператорським математиком, а в 1628 році став приватним математиком Альбрехтом Валленштейнським, герцогом Фрідлатським та командувачем імператорської армії Фердинандом II. Помер 15 листопада 1630 р. Через лихоманку в Регенсбурзі, Баварія. На додаток до вищезазначених праць, Кеплер опублікував низку менших робіт на різні теми. Через рік після його смерті виходить його науково-фантастична історія "Солемніум", яку він написав 20 років тому. Описується мрія про подорож на Місяць.
Враховуючи важливість результатів Кеплера, дивно, що спочатку, так би мовити, їх ніхто не взяв до відома, навіть великий вчений, як друг Кеплера Галілей. Але Кеплер не заперечував проти того, що його результати були проігноровані іншими вченими, і він вірив, що в майбутньому науковий світ повністю оцінить відкриття Кеплера. Дійсно, за кілька десятиліть значення роботи Кеплера стало очевидним для наукового світу. Особистий внесок Кеплера у розвиток астрономії майже можна порівняти з Коперником. У певному сенсі результати Кеплера були ще більш вражаючими. Його робота повністю оригінальна, і Кеплер впорався з вимогливими математичними розрахунками, без будь-яких технічних засобів, що полегшили б його роботу.
Закони Кеплера дають по суті повний і правильний опис руху планет навколо Сонця, вирішуючи тим самим одну з фундаментальних проблем астрономії, розшифровка якої уникнула навіть таким геніям, як Коперник і Галілей Галілей. Хоча Кеплер не пояснив, чому планети рухаються по орбіті так, як вони це роблять, Ісаак Ньютон вирішив проблему через кілька десятиліть, причому закони Кеплера були важливою основою для гіпотез Ньютона.