Ο μυστικιστής και αστρονόμος Γιόχαν Κέπλερ

Posted by : Silversurfer

Μαθηματικός, αστρονόμος και ενίοτε αστρολόγος για να μπορέσει να ζήσει, ο Γιόχαν Κέπλερ γεννήθηκε στην «ελεύθερη αυτοκρατορική πόλη» του Weil der Stadt της Βάδης-Βυρτεμβέργης το 1571 και πέθανε στο Regensburg το 1630.

Η ζωή του

Ο πατέρας του ήταν μισθοφόρος στρατιώτης και τους άφησε όταν ο Γιοχάνες ήταν πέντε ετών. Η μητέρα του, κόρη πανδοχέα, ασχολιόταν με τη βοτανοθεραπεία και αργότερα κατηγορήθηκε για μάγισσα. Γεννημένος πρόωρα, ο Γιοχάνες φαίνεται ότι ήταν ασθενικό παιδί, παρότι εντυπωσίαζε τους ταξιδιώτες στο πανδοχείο του παππού του με τις ικανότητές του στα Μαθηματικά.

Από μικρός έδειχνε μεγάλο ενδιαφέρον για τα ουράνια φαινόμενα και την παρατήρησή τους. Έτσι, 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».

Σε ηλικία 9 ετών παρακολούθησε την έκλειψη Σελήνης του 1580, και κατέγραψε ότι το φεγγάρι «φαινόταν αρκετά κόκκινο». Επειδή όμως προσβλήθηκε παιδί ακόμα από ευλογιά, που τον άφησε με εξασθενημένη όραση, στράφηκε κυρίως προς τη θεωρητική και μαθηματική αστρονομία αντί της παρατηρησιακής αστρονομίας.

Το 1589, αφού τελείωσε το σχολείο, ο Κέπλερ άρχισε σπουδές Θεολογίας στο Πανεπιστήμιο του Tübingen, όπου ωστόσο αναδείχθηκε σε εξέχοντα μαθηματικό και κέρδισε τη φήμη επιδέξιου αστρολόγου.

Διδάχθηκε από τον Michael Maestlin (1550-1631) τόσο το πτολεμαϊκό όσο και το ηλιοκεντρικό σύστημα και από τότε πίστεψε το δεύτερο, υπερασπίζοντάς το τόσο θεωρητικά όσο και θεολογικά σε φοιτητικές συζητήσεις. 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
Γκράατς της Αυστρίας. Αποδέχθηκε τη θέση τον Απρίλιο 1594, σε ηλικία 23 ετών.

Μετά από δύο χρόνια, το 1596, ο Κέπλερ δημοσίευσε το πρώτο αστρονομικό βιβλίο του υπό τον τίτλο «Mysterium Cosmographicum» (Κοσμογραφικό Μυστήριο), με το οποίο θεμελίωσε την υπόθεση του Κοπέρνικου για το ηλιοκεντρικό πλανητικό σύστημα.

Τον Δεκέμβρη του 1599 ο Δανός αστρονόμος Tycho Brahe προσκάλεσε τον Κέπλερ σε μια πόλη έξω από την Πράγα. Ήδη το Γκρατς εφάρμοζε αυστηρότερες πολιτικές εναντίον της μεταρρύθμισης και των Λουθηρανών όπως ήταν ο ίδιος, οπότε ο Κέπλερ δέχθηκε αμέσως την πρόσκληση και συναντήθηκε με τον Τύχo Μπάχε το 1600. Μετά το θάνατο του τελευταίου (1601), ο Κέπλερ διορίσθηκε Αυτοκρατορικός Μαθηματικός των Αψβούργων στη θέση του μία θέση που διατήρησε μέχρι το θάνατό του, το 1630, αν και δεν θα έμενε όλα αυτά τα χρόνια συνεχώς στην Πράγα.

Στις 15 Νοεμβρίου 1630 ο Κέπλερ πέθανε από πυρετό στο Regensburg. Το 1632, ο τάφος του καταστράφηκε από τον σουηδικό στρατό κατά τις εχθροπραξίες του Τριακονταετούς Θρησκευτικού Πολέμου.

Το έργο του

Ο Brahe πριν πεθάνει είχε αναθέσει στον Κέπλερ να μελετήσει τις τροχιές των πλανητών, κυρίως όμως να υπολογίσει εκ νέου την τροχιά του Άρη. Η φαινομενική τροχιά του Άρη παρουσίαζε τις μεγαλύτερες δυσκολίες ως προς την ερμηνεία βάσει των επικύκλων. Με το θάνατο του Μπράχε, ο Κέπλερ είχε στην κατοχή του το σύνολο των αστρονομικών παρατηρήσεων του, ένα τηλεσκόπιο και μεγάλο ενθουσιασμό για να εξακριβώσει αν ισχύει η μορφή της δικής του ηλιοκεντρικής θεωρίας.

Φαίνεται ο επίκυκλος ενός πλανήτη και η τοποθέτηση της Γης στο κέντρο του κύκλου

Ο Κέπλερ εργάστηκε πολύ σκληρά, προκειμένου να κατανοήσει και να εξηγήσει, με βάση τις κινήσεις των άλλων πλανητών, την περίεργη κίνηση του Άρη, που δε φαινόταν να ακολουθεί την κυκλική τροχιά.

Μετά από αλλεπάλληλες αποτυχημένες προσπάθειες, φτάνει σε αδιέξοδο και αναγκάζεται να εγκαταλείψει τη θεωρία της κυκλικής τροχιάς, αφού στα χέρια του είχε τα νέα και ακριβέστερα δεδομένα. Η πίστη του στο Θεό, το Δημιουργό της τέλειας ουράνιας γεωμετρίας (που υπαγόρευε την θεϊκή κυκλική τροχιά), κλονίζεται.
Είχε φτάσει σε απόγνωση και μετά από πολλές αποτυχημένες θεωρίες, αποφασίζει για πρώτη φορά να δοκιμάσει τον τύπο για την έλλειψη, ο οποίος θα συμφωνήσει απόλυτα με τις παρατηρήσεις του Μπράχε για τον Άρη. Αυτή η νέα θεώρηση τον οδήγησε στην ανακάλυψη του 1ου νόμου για τις κινήσεις των πλανητών:

Η νέα του θεωρία ολοκληρώθηκε το 1606 και δημοσιεύθηκε το 1609 με τον τίτλο Astronomia Nova, «Η Νέα Αστρονομία». Το έργο αυτό περιείχε τους γνωστούς σήμερα ως Πρώτος και Δεύτερος Νόμος του Κέπλερ.

Η ελλειπτική τροχιά των πλανητών ήταν ο 1ος νόμος του Κέπλερ, στον οποίο κατέληξε ο Κέπλερ το 1605. Σύμφωνα με αυτόν, οι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από τον ήλιο διαγράφοντας επίπεδες τροχιές. Οι τροχιές αυτές είναι ελλείψεις των οποίων ο ήλιος καταλαμβάνει μία από τις εστίες.

Ο Κέπλερ προσπαθούσε να βρει μήπως υπάρχει κάποια σχέση, ένας νόμος, ο οποίος να προκαθόριζε τις θέσεις των πλανητών μέσα στο χώρο του ηλιακού μας συστήματος. Σημειώνουμε ότι την εποχή του ήταν μόνο οι 6 από τους 9 πλανήτες γνωστοί. Οι Ερμής, Αφροδίτη, Γη, Άρης, Δίας και Κρόνος.

Υπολογίζοντας τις αποστάσεις των πλανητών αυτών από τον Ήλιο, ο Κέπλερ βρήκε πως αυτές παίρνοντας ως μονάδα μέτρησης την απόσταση Γης – Ηλίου, είναι οι ακόλουθες: Ερμής 0,39, Αφροδίτη 0,72, Γη 1, Άρης 1,52, Δίας 5,2, και Κρόνος 9,55.

Αλλά βλέποντας την αναλογία αυτών των αποστάσεων, εύρισκε πως η απόσταση μεταξύ Άρη και Δία ήταν υπερβολικά μεγάλη, υπήρχε δηλαδή κάποιο κενό. Γι’ αυτό, κατά τη θεωρητική μελέτη του θέματος, υπολόγισε πως οπωσδήποτε μεταξύ Άρη και Δία πρέπει να υπάρχει ένας ακόμη άγνωστος πλανήτης, γι’ αυτό και έγραφε το 1596 στο σύγγραμμά του "Κοσμογραφικό Μυστήριο" τη φράση: "Μεταξύ Άρη και Δία νέον πλανήτη θέτω". Αλλά οι σοφοί εκείνης της εποχής απέρριπταν τη γνώμη αυτή του Κέπλερ γι’ αυτό και γρήγορα ξεχάστηκε και από αυτόν ακόμη τον ίδιο.

Ύστερα δε από μακρές και επίμονες δοκιμές διαφόρων υποθέσεων, ο Κέπλερ έκανε δυο βασικές διαπιστώσει: πρώτον, ότι ο Άρης κινείται σε μια έλλειψη, με τον Ήλιο σε μία από τις δυο εστίες και, δεύτερον, ανακάλυψε το νόμο που καθορίζει την ταχύτητα με την οποία ο Άρης κινείται στα διάφορα τμήματα της τροχιάς του.

Λίγο μετά αντιμετώπισε το πρόβλημα των μεταβολών των ταχυτήτων των πλανητών. Καθόρισε ότι ένας πλανήτης ταξιδεύει γρηγορότερα όταν έρχεται πιο κοντά στον ήλιο και κινείται πιο αργά όταν είναι πολύ μακριά από τον ήλιο (2ος νόμος του Κέπλερ). Σύμφωνα με τον οποίο οι ταχύτητες των πλανητών στις τροχιές τους δεν είναι σταθερές αλλά μεταβάλλονται κατά τρόπον ώστε η ευθεία γραμμή (η επιβατική ακτίνα) που ενώνει τον πλανήτη με τον ήλιο να διαγράφει σε ίσα χρονικά διαστήματα ίσες επιφάνειες (εμβαδά).

Τον Οκτώβριο 1604 ο Κέπλερ παρατήρησε τον υπερκαινοφανή που σήμερα είναι γνωστός ως Υπερκαινοφανής του Κέπλερ. 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. Τον Ιανουάριο 1612 πέθανε ο Αυτοκράτορας και για να αποφύγει τις θρησκευτικές εντάσεις στην Πράγα, ο Κέπλερ πήγε ως Επαρχιακός Μαθηματικός στο Λιντς.

Το 1619 εξέδωσε το έργο Harmonice mundi [Αρμονία των Κόσμων] στο οποίο εξηγούσε ότι οι κινήσεις των πλανητών ακολουθούν τους νόμους της μουσικής αρμονίας και διατύπωσε τον νόμο σύμφωνα με τον οποίο τα τετράγωνα των χρόνων περιφοράς των πλανητών γύρω από τον ήλιο είναι ανάλογα με τους κύβους των μέσων αποστάσεων τους από τον ήλιο.

Ήταν ο 3ος νόμος της πλανητικής κίνησης που δίνει την ακριβή σχέση μεταξύ της απόστασης ενός πλανήτη από τον ήλιο και του χρόνου περιστροφής του.

Ο Κέπλερ συμπλήρωσε την επτάτομη «Επιτομή της Κοπερνίκειας Αστρονομίας» το 1621, η οποία συγκέντρωνε και επεξέτεινε το προηγούμενο έργο του και θα έπαιζε σημαντικό ρόλο στην αποδοχή του ηλιοκεντρικού συστήματος κατά τον επόμενο αιώνα.

Το 1627 δημοσίευσε τους λεγόμενους «Ροδόλφιους πίνακες», οι οποίοι αντικατέστησαν ουσιαστικά μετά από περίπου 1.500 χρόνια και για περίπου 200 χρόνια τους άτλαντες του Πτολεμαίου, και που έδιναν ακριβείς μελλοντικές θέσεις των πλανητών και επέτρεπαν την πρόβλεψη σπάνιων αστρονομικών γεγονότων.

Αλλά και στην Οπτική, ο Κέπλερ προσέφερε σημαντικά, διατυπώνοντας θεωρίες για τους οπτικούς φακούς και το τηλεσκόπιο με δύο κυρτούς φακούς. Μετά το θάνατο τού αυτοκράτορα Ροδόλφου επεξεργάστηκε μία εκτεταμένη «Πραγματεία για την Αστρονομία τού Κοπέρνικου», παρότι το βιβλίο του Κοπέρνικου είχε τεθεί από το 1616 στη λίστα των απαγορευμένων της καθολικής εκκλησίας. Το 1627 δημοσίευσε τους λεγόμενους «Ροδόλφιους πίνακες», οι οποίοι αντικατέστησαν ουσιαστικά μετά από περίπου 1.500 χρόνια και για περίπου 200 χρόνια τους άτλαντες του Πτολεμαίου.

Οι Τρεις Νόμοι του Κέπλερ

Ο Κέπλερ μετά τον θάνατο του Tycho Brahe κληρονόμησε ένα τεράστιο όγκο και μεγάλης ακριβείας παρατηρησιακών δεδομένων για τις θέσεις 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).

Το δύσκολο όμως ήταν να ερμηνευθούν με κάποια λογική θεωρία. 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. Αυτό προκαλεί μια φαινομενικώς περίεργη «τροχιά», κάποτε με τη λεγόμενη «ανάδρομη κίνηση».

Ο Κέπλερ επικεντρώθηκε στην τροχιά του Άρεως, αλλά πρώτα έπρεπε να γνωρίζει με ακρίβεια την τροχιά της Γης. 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. Από αυτό υπολόγισε τις θέσεις της Γης στη δική της τροχιά και από αυτές την αρειανή τροχιά.

Κατάφερε έτσι να εξαγάγει τους τρεις 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. Σε αντίθεση με τον Brahe 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.

Φαίνεται η ελλειπτική τροχιά της Γης γύρω από τον Ήλιο, που βρίσκεται στη μία εστία της έλλειψης. Επίσης, η επιβατική ακτίνα σε ίσους χρόνους κάνει ίσα εμβαδά

Η ελλειπτική τροχιά ήταν ο πρώτος νόμος του Κέπλερ. Αργότερα αντιμετώπισε το πρόβλημα των μεταβολών των ταχυτήτων των πλανητών. Ο δεύτερος νόμος περιγράφει το πώς η νοητή γραμμή που συνδέει τον πλανήτη με τον Ήλιο (επιβατική ακτίνα) σαρώνει σε ίσους χρόνους, ίσες επιφάνειες, κάτι που εξηγεί το γιατί ο πλανήτης κινείται γρηγορότερα όταν είναι πλησιέστερα στον Ήλιο. Ο τρίτος και τελικός νόμος της πλανητικής κίνησής του δίνει την ακριβή σχέση μεταξύ της απόστασης ενός πλανήτη από τον ήλιο και του χρόνου περιστροφής του – το τετράγωνο του ηλιακού έτους είναι ανάλογο του κύβου της μέσης απόστασης του από τον Ήλιο.

Οι δυο νόμοι του Κέπλερ δημοσιεύτηκαν το 1609, ενώ λίγο αργότερα απέδειξε ότι οι δυο αυτοί νόμοι έχουν ισχύ και για όλους τους άλλους πλανήτες. Με τους δυο αυτούς νόμους ο Κέπλερ μπορούσε να εξηγήσει άνετα τις κινήσεις των πλανητών σχεδόν με μηδαμινό λάθος. Ο τρίτος και τελευταίος νόμος του δημοσιεύτηκε το 1619, μέσα στο μυστικιστικό βιβλίο του De Harmonica Mundi.

1ος νόμος των ελλειπτικών τροχιών: Οι πλανήτες περιφέρονται περί τον Ήλιο σε ελλειπτικές τροχιές, των οποίων ο Ήλιος καταλαμβάνει τη μία από τις δύο εστίες.

Μετά τον 1ο Νόμο αντιμετώπισε το πρόβλημα των μεταβολών των ταχυτήτων των πλανητών. Καθόρισε ότι ένας πλανήτης ταξιδεύει γρηγορότερα όταν έρχεται πιο κοντά στον ήλιο και κινείται πιο αργά όταν είναι πολύ μακριά από τον ήλιο. Έτσι κατέληξε στον εξής νόμο.

2ος νόμος των ίσων εμβαδών: η επιβατική ακτίνα σε ίσους χρόνους διαγράφει ίσα εμβαδά, δίνοντας έτσι την ακριβή σχέση μεταξύ της απόστασης ενός πλανήτη από τον ήλιο και του χρόνου περιστροφής του.

Ελλειπτική και κυκλική τροχιά με ίσες περιόδους και εστία

3ος νόμος των περιόδων ή αστρικών περιφορών: Το τετράγωνο του χρόνου (P) που απαιτείται για να συμπληρώσει ένας πλανήτης μία πλήρη περιφορά γύρω από τον Ήλιο (η περίοδος του πλανήτη) είναι ανάλογο του κύβου του μεγάλου ημιάξονα της ελλειπτικής του τροχιάς, και η σταθερά της αναλογίας είναι η ίδια για όλους τους πλανήτες.

Ο Κέπλερ στην πραγματικότητα ανακάλυψε τον «τρίτο» Νόμο του πριν από τους άλλους δύο, στις 8 Μαρτίου 1618, αλλά απέρριψε την ιδέα μέχρι τις 15 Μαΐου 1618, οπότε και επαλήθευσε το αποτέλεσμά του, που δημοσιεύθηκε στο Harmonice Mundi (1619).

Εφαρμόζοντας αυτούς τους νόμους, ο Κέπλερ υπήρξε ο πρώτος αστρονόμος που προέβλεψε με επιτυχία μία διάβαση της Αφροδίτης (του έτους 1631). 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.

Το δόγμα της κυκλικότητας των κινήσεων των πλανητών με σταθερές ταχύτητες, που είχε πρυτανεύσει στην ανάλυση των πλανητικών τροχιών επί 2.600 χρόνια είχε επιτέλους καταρρεύσει.

«Οι ουράνιες κινήσει δεν είναι τίποτα άλλο από ένα συνεχόμενο τραγούδι
για πολλές φωνές, που συλλαμβάνεται όχι από το αυτί αλλά από το
πνεύμα, μια μορφοποιημένη μουσική που αφήνει τα χνάρια της στην
ασταμάτητη ροή του χρόνου» Γ. Κέπλερ

Τα έργα του

«Mysterium cosmographicum» 1596
«Αstronomia nova» 1609
«Harmonia munti» 1619
«Rudolphin Tables» 1628

Επίσης,

Ήταν ο πρώτος που ερμήνευσε το σχηματισμό των εικόνων με μια φωτογραφική μηχανή με λεπτές τρύπες.
Εξήγησε τη διαδικασία του σχηματισμού της αντίστροφης εικόνας στον αμφιβληστροειδή του ματιού.
Σχεδίασε γυαλιά για κοντινές και μακρινές αποστάσεις.
Εξήγησε τη χρήση και των δύο ματιών για την αντίληψη του βάθους.
Εξήγησε την αρχή λειτουργίας του τηλεσκοπίου.
Υπολόγισε τις αστρικές αποστάσεις με βάση την αρχή της αντίληψης του βάθους, που σήμερα ονομάζεται αστρομετρία.
Εξήγησε τις παλίρροιες με βάση την έλξη της σελήνης.
Παρατηρώντας ένα σούπερ νόβα, προσπάθησε να βρει το πραγματικό έτος της γέννησης του Χριστού.
Διατύπωσε λογαριθμικούς και απειροστικούς λογισμούς.
Πρώτος διατύπωσε τη λέξη δορυφόρος.

Η φιλοσοφία του σαν μυστικιστής και αστρολόγος

Ο Κέπλερ ως προς την φιλοσοφία του είχε επηρεαστεί από τον Κοπέρνικο, αλλά ήταν ένας Πυθαγόρειος: Πίστευε ότι το θεμέλιο ολόκληρης της Φύσεως είναι μαθηματικές σχέσεις και ότι όλη η Δημιουργία αποτελεί μία ενιαία ολότητα. 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. 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. Επίσης, ο Κέπλερ ήταν πεπεισμένος ότι τα ουράνια σώματα επιδρούν στα επίγεια γεγονότα. Υπέθεσε έτσι σωστά ότι η Σελήνη σχετίζεται με την αιτία που δημιουργεί τις παλίρροιες.

Το μοντέλο του Kepler του Ηλιακού Συστήματος με τα πλατωνικά στερεά από το έργο του Mysterium Cosmographicum

Ως Πυθαγόρειος έβλεπε ότι δεν μπορούσε να είναι σύμπτωση το γεγονός ότι ο αριθμός των τέλειων πολυέδρων ήταν μικρότερος κατά 1 του αριθμού των τότε γνωστών πλανητών. Καθώς υπεστήριζε 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.

Η εσώτατη τροχιά, του Ερμή, αντιπροσώπευε τη μικρότερη σφαίρα. Με τον τρόπο αυτό ταύτισε τα 5 πλατωνικά στερεά με τα πέντε διαστήματα ανάμεσα στους έξι τότε γνωστούς πλανήτες, αλλά και με τα 5 αριστοτελικά «στοιχεία».

Περισσότερο απ’ όλα, ο Κέπλερ με το έργο του εισήγαγε μια νέα αντίληψη για τη Μουσική των Σφαιρών, όχι αυτή τη φορά από την πλευρά της Γης, όπως όλοι πριν απ’ αυτόν, αλλά από την πλευρά του Ήλιου. Δεν είναι μια Αρμονία φτιαγμένη για το καλό του πλανήτη μας, αλλά το τραγούδι που ο Κόσμος τραγουδά στον Αφέντη και το Κέντρο του, τον Ήλιο, τον Ηλιακό Λόγο.

Στο έργο του De Harmonice Mundi σχεδίασε την παρτιτούρα επάνω στην οποία εκτελούσαν οι πλανήτες τη συμπαντική τους συναυλία. Πρόκειται για ένα βιβλίο ουράνιας μουσικής παρά Αστρονομίας, γιατί κάπου γράφει:

«Ο Κρόνος και ο Δίας τραγουδούν ως μπάσοι, ο Άρης ως τενόρος, η Αφροδίτη και η Γη ως κοντράλτο και ο Ερμής ως σοπράνο».

Ο συνδυασμός των θεολογικών σπουδών που δεν πρόλαβε να τελειώσει, των μαθηματικών και του μυστικισμού (ανιμισμός) που εκφραζόταν από διάφορα φιλοσοφικά ρεύματα εκείνη την εποχή ώθησαν τον Κέπλερ να αναζητήσει το λόγο για τον οποίον ο Θεός επέλεξε να κατασκευάσει το σύμπαν με έξι αντί για επτά πλανήτες.

Σύμφωνα με το ηλιοκεντρικό σύστημα του Κοπέρνικου, η σελήνη ήταν δορυφόρος της γης, ενώ, σύμφωνα με τον γεωκεντρισμό, η σελήνη ήταν πλανήτης. Υποστήριξε ότι αυτό οφειλόταν στην ύπαρξη μιας «μυστικής αρμονίας» μεταξύ των πλανητών και των γεωμετρικών σχημάτων. Τα γεωμετρικά σχήματα, τα οποία, σύμφωνα με τον Κέπλερ, μπορούσαν να εκφράσουν την αρμονία της δομής του σύμπαντος, ήταν τα πέντε πλατωνικά κανονικά πολύεδρα: το τετράεδρο, ο κύβος, το οκτάεδρο, το δωδεκάεδρο (αριστερό σχήμα) και το εικοσάεδρο. Ο Κέπλερ θεώρησε πώς, αν υπάρχουν μόνο πέντε κανονικά πολύεδρα, τότε δεν είναι δυνατόν παρά να υπάρχουν έξι πλανήτες.

Στο Mysterium cosmographicum προσπάθησε να αποδώσει τις σχέσεις μεταξύ των ακτινών των πλανητών και των γεωμετρικών σχημάτων. Κατασκεύασε ένα σύστημα με πολύεδρα και εγγεγραμμένους σε αυτά κύκλους, αποδεικνύοντας μεταξύ άλλων ότι οι άνισες αποστάσεις που χωρίζουν τις τροχιές των έξι γνωστών τότε πλανητών μπορούν να καθοριστούν ακριβώς από τα πέντε κανονικά πολύεδρα. Υποστήριξε ότι η γη ήταν το μέτρο των πάντων και κατασκεύασε γύρω από αυτήν ένα εγγεγραμμένο δωδεκάεδρο.

Ο κύκλος που περιέβαλλε το δωδεκάεδρο ήταν ο Άρης, ενώ γύρω από αυτόν εγγραφόταν ένα τετράεδρο. Ο κύκλος που περιέβαλλε το τετράεδρο ήταν ο Δίας και γύρω του κατασκεύασε έναν εγγεγραμμένο κύβο. Ο κύκλος που περιέβαλλε τον κύβο ήταν ο Κρόνος. Στο εσωτερικό τη γης, ο Κέπλερ σχεδίασε ένα εικοσάεδρο, ενώ ο κύκλος που το περιέβαλλε ήταν η Αφροδίτη. Μέσα στην Αφροδίτη κατασκεύασε ένα οκτάεδρο και ο κύκλος που το περιέβαλλε ήταν ο Ερμής.

Το Mysterium cosmographium αποτελεί έναν ενδιαφέροντα συνδυασμό των, νεοπλατωνικής επιρροής, φιλοσοφικών απόψεων του Κέπλερ και της νέας κοπερνίκειας αντίληψης για τον κόσμο. Η γεωμετρία και η Αναγέννηση συντίθενται δημιουργικά σε ένα μεγάλης έμπνευσης έργο. Στα επόμενα έργα του, ο Κέπλερ, θα αφιερωθεί στο υλικό των αστρονομικών του παρατηρήσεων. Οι ίδιες οι παρατηρήσεις θα υπερβούν την μεταφυσική του.

Ο Κέπλερ αργότερα πείστηκε ότι ο ήλιος βρίσκεται στο κέντρο του ηλιακού συστήματος, και αφαίρεσε την απαίτηση που υπήρχε μέχρι τότε ότι οι πλανήτες κινούνται σε κυκλικές τροχιές με σταθερές ταχύτητες.

Για τον μυστικιστή Κέπλερ, ο ήλιος ήταν η πηγή της ζωής και της κίνησης. Μέσα του κρυβόταν μια κινητήρια δύναμη, η anima motrix [κινητήρια ψυχή], η οποία μπορούσε να προκαλέσει όλες τις κινήσεις των ουράνιων σωμάτων. Αν και είχε βαθιά πίστη σε κάτι που δεν μπορούσε να το παρατηρήσει αλλά διαισθανόταν την ύπαρξή του, αποφάσισε να ελέγξει κατά πόσον η πίστη του σε μια φιλοσοφική αντίληψη μπορούσε να επιβεβαιωθεί από τις ίδιες τις ακριβείς παρατηρήσεις. Ο Κέπλερ ήθελε να κατανοήσει τις κινήσεις των πλανητών όχι βασιζόμενος σε μεταφυσικές αρχές, όπως συνήθιζαν οι προγενέστεροι αστρονόμοι, οι οποίοι συναρτούσαν τα αποτελέσματα των παρατηρήσεών τους με αυτά πίστευαν, αλλά βασιζόμενος σε φυσικές εξηγήσεις.

Όμως οι ανώμαλες τροχιές των πλανητών και πάλι δεν μπορούσαν να εξηγηθούν ικανοποιητικά με τη μετατόπιση του Κοπέρνικου. Το τελικό πλανητικό μοντέλο του δημιουργήθηκε μόνο αφού εξάντλησε κάθε συνδυασμό κυκλικών κινήσεων που θα μπορούσε να συλλάβει.

Την εποχή του Κέπλερ, η Αστρονομία και η Αστρολογία δεν ήταν διαχωρισμένες όπως σήμερα. 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».

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».

Πάντως οι απόψεις του Κέπλερ για την Αστρολογία ήταν ριζικά διαφορετικές από εκείνες της εποχής του. 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». Πληροφορίες για τις θεωρίες του αυτές υπάρχουν στο έργο του Harmonice Mundi.

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). 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. 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. 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΄.

Στην 300η επέτειο του θανάτου του Κέπλερ (1930), ο Αϊνστάιν ανέφερε για τον μεγάλο αστρονόμο:

«Ο Κέπλερ, ήταν εξαιρετικός και πράος επιστήμονας… Τόσο μεγάλη ήταν η πίστη του στη λειτουργία φυσικών νόμων, ώστε είχε τη δύναμη να αφιερώσει ολόκληρες δεκαετίες επίπονης και υπομονετικής εργασίας, στην εμπειρική έρευνα της κίνησης των πλανητών, καθώς και στους μαθηματικούς νόμους που κυβερνούν αυτή την κίνηση, ένα τεράστιο έργο που το έφερε εις πέρας εντελώς μονάχος, με την υποστήριξη κανενός και με την κατανόηση τόσων ολίγων…».

Προς τιμή του ονομάσθηκαν:
Kepler supernava

Το διαστημικό παρατηρητήριο Kepler γύρω από τον Ήλιο με σκοπό την ανακάλυψη εξωηλιακών πλανητών.
Τα Στερεά του Κέπλερ, ένα σύνολο γεωμετρικών στερεών σχημάτων, δύο εκ των οποίων περιγράφηκαν από τον ίδιο.
Ο Αστέρας του Κέπλερ ή Υπερκαινοφανής του 1604, τον οποίο παρατήρησε και περιέγραψε.
Η Εικασία του Κέπλερ στα Μαθηματικά σχετικώς με την τακτοποίηση σφαιρών, που αποδείχθηκε αληθής μετά από 400 χρόνια.
Ο κρατήρας Κέπλερ στη Σελήνη
Ο κρατήρας Κέπλερ στον πλανήτη Άρη
Ο αστεροειδής 1134 Kepler.

πηγή