In the Copernicean System, the orbits of the planets remained circular. It was the German astronomer Johannes Kepler (27 Dec 1571 - 15 Nov 1630) who, thanks to his mathematical education and exhaustive astronomical observations, made the huge step of considering orbits as ellipses rather than cycles and then accurately formulated the laws of planetary motion.
These laws are:
- The trajectory of every planet is elliptical, with the Sun holding one of the two centers of the elilipse.
- A line segment joining a planet and the Sun sweeps out equal areas during equal intervals of time. This means that the farther the planet is from the Sun, the slower it moves.
- The square of the orbital period of a planet is directly proportional to the cube of the semi-major axis of its orbit.
Ελληνική εκδοχή
Στο Κοπερνίκειο Σύστημα οι τροχιές των πλανητών παρέμεναν κυκλικές. Ήταν ο Γερμανός αστρονόμος Johannes Kepler (27 Δεκ. 1571 – 15 Νοεμ. 1630) εκείνος που χάρη στη μαθηματική του παιδεία και τις εξαντλητικές αστρονομικές παρατηρήσεις, έκανε το τεράστιο βήμα να θεωρήσει τις τροχιές ως ελλείψεις αντί για κύκλους, και στη συνέχεια διατύπωσε με ακρίβεια τους νόμους των πλανητικών τροχιών.
Οι νόμοι αυτοί είναι οι εξής:
- Η τροχιά κάθε πλανήτη είναι ελλειπτική, με τον Ήλιο να κατέχει τη θέση της μιας από τις δυο εστίες της έλλειψης.
- Η ακτίνα Ήλιου –πλανήτη σαρώνει σε ίσους χρόνους ίσες επιφάνειες. Αυτό σημαίνει ότι όσο μακρύτερα είναι ο πλανήτης από τον Ήλιο τόσο πιο αργά κινείται.
- Το τετράγωνο της περιόδου της τροχιάς ενός πλανήτη είναι ανάλογο του κύβου του μεγάλου ημιάξονα της τροχιάς.
Στους νόμους αυτούς οδηγήθηκε ο Kepler χάρη στα ακριβέστατα αστρονομικά δεδομένα των θέσεων των πλανητών που πήρε από τον Tycho Brahe.
Ο Kepler, παρά τον εμπειρικό του προσανατολισμό, είχε βαθιά θεωρητική κλασική παιδεία και μια μυστικιστική πίστη στον θεό, η οποία αποτέλεσε και την αφορμή για να οδηγηθεί στις τιμές των αποστάσεων των ελλειπτικών τροχιών από τον Ήλιο. Η αφορμή μοιάζει άσχετη με το αποτέλεσμα, αλλά πολύ συχνά η αφορμή μιας έμπνευσης δεν έχει άμεση λογική συνάφεια με το περιεχόμενο της ανακάλυψης. Είχε λοιπόν ο Kepler μια εμμονή με τα 5 κανονικά Πλατωνικά στερεά: το οκτάεδρο, το εικοσάεδρο, το δωδεκάεδρο, το τετράεδρο και τον κύβο, και όντας ικανός μαθηματικός και γεωμέτρης, σκέφτηκε να βρει τις ακτίνες των σφαιρών που εγγράφονται και περικλείουν αυτά τα στερεά (εγγεγραμμένες και περιγεγραμμένες σφαίρες). Οι ακτίνες αυτές ήταν όντως πολύ κοντά στις αποστάσεις των 6 τότε γνωστών πλανητών από τον Ήλιο, του Ερμή, της Αφροδίτης, της Γης, του Άρη, του Δία και του Κρόνου. Θεώρησε λοιπόν ότι ανακάλυψε το μυστικό σχέδιο του θεού για τη δημιουργία του κόσμου. Όλα αυτά τα εξέδωσε σε ένα βιβλίο υπό τον τίτλο Mysterium Cosmographicum και υπότιτλο τον αναλυτικό τίτλο Προάγγελος των Κοσμολογικών Διατριβών, που Περιέχουν το Μυστικό του Σύμπαντος. Περί της Θαυμαστής Αναλογίας των Ουρανίων Σφαιρών και περί των Αληθινών και Ειδικών Αιτίων του Αριθμού, του Μεγέθους και των Περιοδικών Κινήσεων των Ουρανών. Θεμελιωμένο μέσω των Πέντε Κανονικών Γεωμετρικών Στερεών.
Η πίστη του Kepler σε μυστικιστικές αλήθειες φαίνεται και από την ικανότητά του να σχεδιάζει αστρολογικούς χάρτες και να δίνει αστρολογικές συμβουλές επί πληρωμή, γεγονός που τον βοήθησε οικονομικά, ιδίως στις περιόδους που δεν χρηματοδοτείτο από κάποιον μέντορα.
Μια άλλη σημαντική στιγμή του Kepler ήταν η μελέτη του υπερκαινοφανούς αστέρα (super nova) που εμφανίστηκε και φαινόταν με γυμνό μάτι στον ουρανό από τις 7 ως τις 19 Οκτωβρίου του 1604. Πολλές φήμες άρχισαν να διαδίδονται ότι επρόκειτο για έναν οιωνό τεράστιας σημασίας, οριοθετώντας ιστορικούς κύκλους διάρκειας 800 ετών, θεωρώντας ότι ο πρώτος κύκλος έληξε με την εμφάνιση του Καρλομάγνου το 800. Ο Kepler, στηριζόμενος στο γεγονός της απουσίας παράλλαξης κατά την παρατήρηση αυτού του σώματος, συμπέρανε ότι ανήκει στην περιοχή των απλανών αστέρων. Οπότε βλέποντας τη γέννηση ενός ουράνιου σώματος στην περιοχή των απλανών είχε έτσι μια ακόμη εμπειρική μαρτυρία του σφάλματος της Αριστοτελικής θεωρίας περί του αμετάβλητου και άφθαρτου του υπερσελήνιου κόσμου.
