Γιοχάνες Κέπλερ
Το αποτέλεσμα τυπώθηκε το 1619 με τον τίτλο Harmonices Mundi («Η Αρμονία των Κόσμων») και περιείχε τον «Τρίτο νόμο του Κέπλερ». Ο Κέπλερ συμπλήρωσε την επτάτομη «Επιτομή της Κοπερνίκειας Αστρονομίας» το 1621. Αυτό ερχόταν σε αντίθεση με την πλατωνική και την αριστοτελική άποψη ότι η Γη ήταν θεμελιωδώς διαφορετική από το υπόλοιπο Σύμπαν (τον «υπερσελήνιο» κόσμο) και ότι σε αυτή ίσχυαν διαφορετικοί φυσικοί νόμοι.Πιστεύεται ότι σκοτώθηκε σε πόλεμο στην Ολλανδία. Το 1632, ο τάφος του καταστράφηκε από τον σουηδικό στρατό κατά τις εχθροπραξίες του Τριακονταετούς Πολέμου. Ο Κέπλερ ως προς την επιστημονική του φιλοσοφία ήταν ένας Πυθαγόρειος: Πίστευε ότι το θεμέλιο ολόκληρης της Φύσεως είναι μαθηματικές σχέσεις και ότι όλη η Δημιουργία αποτελεί μία ενιαία ολότητα.
Σε αντίθεση με τον Τύχωνα, ο Κέπλερ έμεινε πιστός στο ηλιοκεντρικό σύστημα. Εκκινώντας από αυτό το πλαίσιο, ο Κέπλερ προσπάθησε επί 20 χρόνια να συνταιριάσει τα δεδομένα σε κάποια θεωρία.
Υπέθεσε έτσι σωστά ότι η Σελήνη σχετίζεται με την αιτία που δημιουργεί τις παλίρροιες. Ο Κέπλερ κληρονόμησε από τον Τύχωνα μεγάλο όγκο ακριβέστατων παρατηρησιακών δεδομένων επί των θέσεων των πλανητών( εξομολογούμαι ότι όταν πέθανε ο Tycho, εκμεταλλεύτηκα την απουσία των κληρονόμων και πήρα τις παρατηρήσεις υπό την προστασία μου, ή μάλλον τις άρπαξα , αναφέρει σε γράμμα του το 1605). Παρά την επιθυμία του να γίνει εφημέριος, κατά το τέλος των σπουδών του ο Κέπλερ προτάθηκε για μία θέση δασκάλου των Μαθηματικών και της Αστρονομίας στο Προτεσταντικό Σχολείο του Γκρατς της Αυστρίας.
Από τον Αύγουστο 1620 φυλακίσθηκε επί 14 μήνες. Η προσπάθειά του να θέσει την Αστρολογία σε στερεότερες βάσεις οδήγησε στο έργο του De Fundamentis Astrologiae Certioribus («Περί των περισσότερο ασφαλών θεμελίων της Αστρολογίας») (1601).
Ο παππούς του είχε διατελέσει Δήμαρχος εκεί, αλλά όταν γεννήθηκε ο Γιοχάνες η οικογένειά του είχε παρακμάσει. Υποστήριξε ένα αστρολογικό σύστημα βασισμένο στις «αρμονικές» του, δηλαδή στις γωνίες που σχηματίζουν μεταξύ τους τα ουράνια σώματα και σε αυτό που ονομάσθηκε «η μουσική των σφαιρών».
Με τη μεγάλη συλλογή των υψηλής ακρίβειας παρατηρησιακών δεδομένων του Τύχωνα στα χέρια, ο Κέπλερ βρήκε την ευκαιρία να εξακριβώσει τη δική του μορφή της ηλιοκεντρικής θεωρίας. Johannes Kepler) ήταν Γερμανός αστρονόμος (27 Δεκεμβρίου 1571 – 15 Νοεμβρίου 1630) και καταλυτική φυσιογνωμία στην επιστημονική επανάσταση των νεότερων χρόνων.
Με μία ιδιοφυή σκέψη, χρησιμοποίησε τη γραμμή που ενώνει τον Άρη με τον Ήλιο, αφού γνώριζε τουλάχιστον ότι ο Άρης θα βρισκόταν στο ίδιο σημείο της τροχιάς του κατά χρονικές στιγμές χωριζόμενες από ακέραια πολλαπλάσια της (γνωστής επακριβώς) περιόδου περιφοράς του. Επίσης, ο Κέπλερ ήταν πεπεισμένος ότι τα ουράνια σώματα επιδρούν στα επίγεια γεγονότα.
Αυτό προκαλεί μια φαινομενικώς περίεργη «τροχιά», κάποτε με τη λεγόμενη «ανάδρομη κίνηση». Επίσης, ο Κέπλερ διατηρούσε επαφή με τον Wilhelm Schickard, εφευρέτη του πρώτου αυτόματου υπολογιστή, του οποίου οι επιστολές προς τον Κέπλερ περιγράφουν τον τρόπο χρήσεως του μηχανισμού για τον υπολογισμό αστρονομικών πινάκων. Την εποχή του Κέπλερ, η Αστρονομία και η Αστρολογία δεν ήταν διαχωρισμένες όπως σήμερα.
Είναι περισσότερο γνωστός ως ο «Νομοθέτης του ουρανού» από τους ομώνυμους «Νόμους» του, που αφορούν την κίνηση των πλανητών γύρω από τον Ήλιο και περιγράφονται στα έργα του. Ο Κέπλερ γεννήθηκε στην «ελεύθερη αυτοκρατορική πόλη» του Weil der Stadt της Βάδης-Βυρτεμβέργης (σήμερα 30 χιλιόμετρα δυτικά του κέντρου της Στουτγάρδης). Το 1627 ολοκλήρωσε και τους Ροδόλφειους Πίνακες, που έδιναν ακριβείς μελλοντικές θέσεις των πλανητών και επέτρεπαν την πρόβλεψη σπάνιων αστρονομικών γεγονότων. Στις 15 Νοεμβρίου 1630 ο Κέπλερ πέθανε από πυρετό στο Ρέγκενσμπουργκ.
Στην προσπάθειά του να ανακαλύψει τους συμπαντικούς φυσικούς νόμους, ο Κέπλερ εφάρμοσε τη γήινη Φυσική σε ουράνια σώματα, από όπου και εξάχθηκαν οι τρεις νόμοι του για την κίνηση των πλανητών. Ο πατέρας του ήταν μισθοφόρος στρατιώτης και τους άφησε όταν ο Γιοχάνες ήταν πέντε ετών.
Υπήρξε επίσης ένας από τους ιδρυτές της σύγχρονης Οπτικής, ορίζοντας π.χ. Ως Αυτοκρατορικός Μαθηματικός, ο Κέπλερ ανέλαβε την ευθύνη του Τύχωνα για τα ωροσκόπια του Αυτοκράτορα και την ανάθεση να συντάξει τους Ροδόλφειους Πίνακες.
Αποδέχθηκε τη θέση τον Απρίλιο 1594, σε ηλικία 23 ετών. Στο Γκρατς, ο Κέπλερ άρχισε να αναπτύσσει μία νέα κοσμολογική θεωρία βασισμένη πάνω στο ηλιοκεντρικό σύστημα, η οποία εκδόθηκε το 1596 υπό τον τίτλο Mysterium Cosmographicum, «Το Ιερό Μυστήριο του Κόσμου» (του Σύμπαντος). τα αντιπρίσματα και επινοώντας το κεπλεριανό τηλεσκόπιο (στα έργα του Astronomiae Pars Optica και Dioptrice).
Στο «Ο ενδιάμεσος τρίτος», μία «προειδοποίηση προς θεολόγους, ιατρούς και φιλοσόφους» (1610), θέτοντας τον εαυτό του ως «τρίτο άνθρωπο» ανάμεσα στις δύο ακραίες θέσεις «υπέρ» και «κατά» της Αστρολογίας, ο Κέπλερ συνηγόρησε για το δυνατό της ευρέσεως μιας καθορισμένης σχέσεως μεταξύ των ουράνιων φαινομένων και των γήινων γεγονότων. Περί τα 800 ωροσκόπια και γενέθλιοι χάρτες που συνέταξε ο Κέπλερ σώζονται σήμερα, συμπεριλαμβανομένων του δικού του και μελών της οικογένειάς του. Το 1615 αποφασίζει και κάνει δεύτερο γάμο, με τη Susanna Ruettinger, με την οποία απέκτησαν αρκετά παιδιά. Την τετραετία 1617-1621 ο Κέπλερ είχε μία δυσάρεστη περιπέτεια: Η μητέρα του Katharina κατηγορήθηκε ότι ήταν μάγισσα στο Leonberg.
Καθώς πιεζόταν να φύγει από το Γκρατς έτσι κι αλλιώς από όλο και αυστηρότερες πολιτικές της Αντιμεταρρυθμίσεως κατά των Προτεσταντών, ο Κέπλερ συναντήθηκε με τον Τύχo το έτος 1600. Επειδή όμως προσβλήθηκε παιδί ακόμα από ευλογιά, που τον άφησε με εξασθενημένη όραση, στράφηκε κυρίως προς τη θεωρητική και μαθηματική Αστρονομία αντί της παρατηρησιακής. Το 1589, αφού τελείωσε το σχολείο, ο Κέπλερ άρχισε σπουδές Θεολογίας στο Πανεπιστήμιο της Τυβίγγης (Tübingen), όπου ωστόσο αναδείχθηκε σε εξέχοντα μαθηματικό και κέρδισε τη φήμη επιδέξιου αστρολόγου.
Από αυτό υπολόγισε τις θέσεις της Γης στη δική της τροχιά και από αυτές την αρειανή τροχιά. Η νέα του θεωρία ολοκληρώθηκε το 1606 και δημοσιεύθηκε το 1609 με τον τίτλο Astronomia Nova, «Η Νέα Αστρονομία».
Κατάφερε να εξαγάγει τους Νόμους του χωρίς να γνωρίζει τις (απόλυτες) αποστάσεις των πλανητών από τον Ήλιο, αφού η γεωμετρική του ανάλυση χρειαζόταν μόνο τους λόγους των αποστάσεών τους από τον Ήλιο. Πληροφορίες για τις θεωρίες του αυτές υπάρχουν στο έργο του Harmonice Mundi.
Από τότε κανένας άλλος υπερκαινοφανής δεν έχει παρατηρηθεί στο Γαλαξία μας ως σημερα. Ο Κέπλερ πραγματοποίησε πρωτοπόρες έρευνες στα πεδία της Συνδυαστικής, της γεωμετρικής βελτιστοποιήσεως και φυσικών φαινομένων στη Φύση, όπως το σχήμα των νιφάδων του χιονιού. Τελικώς έφθασε στους εξής τρεις «Νόμους του Κέπλερ» για την κίνηση των πλανητών, που γίνονται δεκτοί σήμερα: Εφαρμόζοντας αυτούς τους νόμους, ο Κέπλερ υπήρξε ο πρώτος αστρονόμος που προέβλεψε με επιτυχία μία διάβαση της Αφροδίτης (του έτους 1631).
Διδάχθηκε από τον Michael Maestlin (1550-1631) τόσο το πτολεμαϊκό όσο και το ηλιοκεντρικό σύστημα και από τότε πίστεψε το δεύτερο, υπερασπίζοντας το τόσο θεωρητικά όσο και θεολογικά σε φοιτητικές συζητήσεις. Πάντως οι απόψεις του Κέπλερ για την Αστρολογία ήταν ριζικά διαφορετικές από εκείνες της εποχής του.
Υπήρξε επίσης μαθηματικός και συγγραφέας, ενώ άσκησε κατά καιρούς και την αστρολογία για βιοποριστικούς λόγους. Με τον τρόπο αυτό θέλησε να ταυτίσει τα 5 πλατωνικά στερεά με τα πέντε διαστήματα ανάμεσα στους έξι τότε γνωστούς πλανήτες, αλλά και με τα 5 αριστοτελικά «στοιχεία», χωρίς τελικά να επιτύχει. .
Επειδή ήταν ο πρώτος που ανεγνώρισε τα μη κυρτά κανονικά γεωμετρικά στερεά (όπως τα αστεροειδή δωδεκάεδρα), αυτά ονομάζονται και «Στερεά του Κέπλερ» προς τιμή του. Δεν βασανίσθηκε, μόνο «υπέμεινε» τη λεπτομερή περιγραφή των βασανιστηρίων που την περίμεναν ως μάγισσα σε μία τελευταία απόπειρα να της αποσπάσουν ομολογία.
(Είχε ήδη παρατηρηθεί από αρκετούς άλλους στις 9 του μήνα.) Η εμφάνιση του νέου αστέρα, τον οποίο ο Κέπλερ περιέγραψε στο βιβλίο του De Stella nova in pede Serpentarii («Περί του Νέου Αστέρος στον Πόδα του Οφιούχου»), παρέσχε και νέα απόδειξη ότι ο αριστοτέλειος «υπερσελήνιος» κόσμος δεν ήταν αμετάβλητος, κάτι που θα επιδρούσε στα επιχειρήματα του Γαλιλαίου. Ο Κέπλερ περιφρονούσε τους αστρολόγους που ικανοποιούσαν τις ορέξεις των απλών ανθρώπων χωρίς γνώση των γενικών και αφηρημένων κανόνων, αλλά είδε τη σύνταξη αστρολογικών προγνώσεων ως το μόνο δυνατό τρόπο για να συντηρήσει την οικογένειά του, ιδίως μετά την έναρξη του φοβερού και άκρως καταστρεπτικού για την πατρίδα του «Τριακονταετούς Πολέμου».
Τον Ιανουάριο 1612 πέθανε ο Αυτοκράτορας. Γεννημένος πρόωρα, ο Γιοχάνες φαίνεται ότι ήταν ασθενικό παιδί, παρότι εντυπωσίαζε τους ταξιδιώτες στο πανδοχείο του παππού του με τις ικανότητές του στα Μαθηματικά. Τα ουράνια κίνησαν το ενδιαφέρον του από πολύ μικρή ηλικία, αφού όταν ήταν 5 ετών παρατήρησε τον Κομήτη του 1577, γράφοντας αργότερα ότι «τον πήρε η μητέρα του σε ένα ψηλό μέρος για να τον δει».
Μετά το θάνατο του Τύχωνα (1601), ο Κέπλερ διορίσθηκε Αυτοκρατορικός Μαθηματικός των Αψβούργων στη θέση του, στη βασιλική αυλή — μία θέση που διατήρησε τυπικά επί τριών διαφορετικών αυτοκρατόρων, από το Νοέμβριο 1601 μέχρι το θάνατό του, το 1630, αν και δεν θα έμενε όλα αυτά τα χρόνια συνεχώς στην Πράγα. Ωστόσο, τα νέα, ακριβέστερα δεδομένα τον υποχρέωσαν να την εγκαταλείψει και να αρχίσει να αναπτύσσει την πρώτη θεωρία που περιελάμβανε μη κυκλικές τροχιές για τους πλανήτες.
Σε ηλικία 9 ετών παρακολούθησε την έκλειψη Σελήνης του 1580, και κατέγραψε ότι το φεγγάρι «φαινόταν αρκετά κόκκινο». Με τη σειρά τους, οι Νόμοι του Κέπλερ υπήρξαν συνήγοροι του ηλιοκεντρικού συστήματος, αφού ήταν τόσο απλοί μόνο με την παραδοχή ότι όλοι οι πλανήτες περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο. Πολλές δεκαετίες μετά, οι Νόμοι του Κέπλερ εξάχθηκαν και εξηγήθηκαν με τη σειρά τους ως συνέπειες των νόμων της κινήσεως και του Νόμου της Παγκόσμιας Έλξεως (βαρύτητας) του Ισαάκ Νεύτωνα. Στις 17 Οκτωβρίου 1604 ο Κέπλερ παρατήρησε ότι ένα πολύ φωτεινό άστρο είχε εμφανισθεί ξαφνικά στον αστερισμό Οφιούχο.
Τώρα είναι γνωστό ότι ο αστέρας εκείνος ήταν ένας υπερκαινοφανής (supernova), ο δεύτερος μετά το 1572, και αποκαλείται σήμερα «Αστέρας του Kepler» ή Υπερκαινοφανής του 1604. Το διάστημα της δίκης της ο Κέπλερ ανέβαλε τα άλλα του έργα (τους Ροδόλφειους Πίνακες και ένα πολύτομο βιβλίο Αστρονομίας για φοιτητές της επιστήμης αυτής) και επικεντρώθηκε στην «αρμονική θεωρία» του.
Το 1611 δημοσίευσε (με τη μορφή ενός γράμματος σε φίλο) μια μονογραφία για την προέλευση του σχήματος των χιονονιφάδων, που είναι η παλαιότερη γνωστή εργασία πάνω σε αυτό το θέμα. Για να αποφύγει τις θρησκευτικές εντάσεις στην Πράγα, ο Κέπλερ πήγε ως Επαρχιακός Μαθηματικός στο Λιντς.
Η μητέρα του, κόρη πανδοχέα, ασχολιόταν με τη βοτανοθεραπεία και αργότερα κατηγορήθηκε για μάγισσα. Η εσώτατη τροχιά, του Ερμή, αντιπροσώπευε τη μικρότερη σφαίρα.
Ο Γιοχάνες Κέπλερ και σπανιότερα με τον εξελληνισμένο τύπο Κεπλέρος (γερμ. Η «Επιτομή» συγκέντρωνε και επεξέτεινε το προηγούμενο έργο του, και θα έπαιζε σημαντικό ρόλο στην αποδοχή του ηλιοκεντρικού συστήματος κατά τον επόμενο αιώνα.
Το έργο αυτό περιείχε τους γνωστούς σήμερα ως Πρώτο και Δεύτερο νόμους του Κέπλερ. Τον Οκτώβριο 1604 ο Κέπλερ παρατήρησε τον υπερκαινοφανή που σήμερα είναι γνωστός ως Υπερκαινοφανής του Κέπλερ. Χάρη και στην εκτεταμένη νομική υπεράσπιση που οργάνωσε ο Γιοχάνες, απελευθερώθηκε τον Οκτώβριο 1621 μετά από αποτυχημένες απόπειρες καταδίκης της.
Τον Απρίλιο του 1597, ο Κέπλερ νυμφεύθηκε την Barbara Müller, η οποία πέθανε το 1611, αφήνοντας ορφανά δύο παιδιά της με τον Γιοχάνες και ένα από προηγούμενο γάμο. Τον Δεκέμβριο 1599 ο Τύχo έγραψε στον Κέπλερ προσκαλώντας τον να τον βοηθήσει στο Benátky nad Jizerou, έξω από την Πράγα. Το δύσκολο ήταν να ερμηνευθούν με κάποια λογική θεωρία.
Καθώς υποστήριζε το ηλιοκεντρικό σύστημα, προσπάθησε επί χρόνια να αποδείξει ότι οι αποστάσεις των πλανητών από τον Ήλιο δίνονταν από τις ακτίνες σφαιρών εγγεγραμμένων σε τέλεια πολύεδρα, έτσι ώστε η σφαίρα του ενός πλανήτη να είναι και περιγεγραμμένη στο πολύεδρο του εσωτερικού του πλανήτη. Ως μέρος των καθηκόντων του στο Γκρατς, ο Κέπλερ εξέδωσε μία πρόγνωση για το έτος 1595 στην οποία προέβλεψε μία εξέγερση των χωρικών, εισβολή των Τούρκων και δριμύ ψύχος, όλα με επιτυχία, η οποία του έδωσε φήμη.
Ωστόσο, ο ιστορικός John North, σημειώνει την επίδραση της αστρολογίας στην επιστημονική του σκέψη ως εξής: «αν δεν ήταν και αστρολόγος, πιθανότατα δεν θα είχε παραγάγει το αστρονομικό του έργο για τους πλανήτες στη μορφή που το έχουμε σήμερα». Ο Κέπλερ επικεντρώθηκε στην τροχιά του Άρεως, αλλά πρώτα έπρεπε να γνωρίζει με ακρίβεια την τροχιά της Γης.
Οι κινήσεις των άλλων πλανητών πάνω στην ουράνια σφαίρα παρατηρούνται από την οπτική γωνία της Γης, η οποία με τη σειρά της περιφέρεται περί τον Ήλιο. Ως Αυτοκρατορικός Μαθηματικός εξήγησε στον Ροδόλφο Β΄ τα ωροσκόπια του Αυτοκράτορα Αυγούστου και του Προφήτη Μωάμεθ, και έδωσε μια αστρολογική γνωμάτευση για το αποτέλεσμα ενός πολέμου ανάμεσα στη Γαληνοτάτη Δημοκρατία της Βενετίας και τον Παύλο Ε΄. Στη σκέψη του Κέπλερ ως Πυθαγόρειου δεν μπορούσε να είναι σύμπτωση το γεγονός ότι ο αριθμός των τέλειων πολυέδρων ήταν μικρότερος κατά 1 του αριθμού των (τότε γνωστών) πλανητών.