يوهان کپلر در 16 ماه مه 1571 در وايل دراشتات آلمان متولد شد. دوران کودکي کپلر با فقر و تنگدستي و بدبختي توأم بود، کپلر براي تحصيل به مدرسه طلاب پروتستان رفت و در اثر هنر و استعدادي که از خود نشان داد بوسيله استادانش دوانه دانشگاه توبينگن شد. کپلر در سال 1594 به سمت معلم رياضيات مدرسه شبانه روزي پروتستان در گراتز انتخاب شد، وي براي افزودن به درآمد ناجيز خود تقويمهاي نجومي که در ميان ساير چيزها وضع هوا ، سرنوشت شاهزادهها ، خطرات وقوع جنگ و قيام ترکها را نيز پيش بيني ميکرد، چاپ و منتشر مينمود.
شهرت وي در اين زمينهها بزودي پخش و سرانجام طالع بين امپراتور رودلف و اعضاي برجسته ديگر در بار او شد و اين روش منبع درآمد کپلر شده بود. از وي نقل شده است که: طالع بيني از گدايي بهتر است. از سر زدن گهگاه او به عالم فالگيري که بگذريم، يوهان کپلر کسي است که جايگاه او در يمان غولان است. او نخستين انساني است که با فراست رمز معماري منظومه شمسي را گشود و قوانيني براي حرکت سيارات آن فرمول بندي کرد.
کپلر در اثر مطالعات در علم نجوم با خود گفت چون به موجب هيأت کوپرنيک سيارات به دور خورشيد دوايري طي ميکنند، بنابراين مجموعه تمام اوضاع مريخ که بوسيله تيکو رصد شده است بايد روي يک دايره فضايي قرار گيرد (تيکو براهه نشان داد که حرکت سيارات کاملاٌ با نمايش و تصوير دايرههاي هم مرکز وفق نميدهد از آنجا که تيکو براهه بيشتر به رصدهاي مستقيم و اندازه گيري سرگرم بود، هيچ کوششي براي تجزيه و تحليل نتايج خود را انجام نداد و اين کار به يوهان کپلر که در سال آخر زندگي تيکو براهه دستيار وي بود محول گشت).
کپلر مسلح به اين گنجينه معلومات و با ايمان به درستي نظريه کپرنيک کمر به کشف قوانين رياضي حل کننده مسأله حرکت سيارات بست. اطلاعات رصدي ياد شده در نظريه بزرگ خورشيد مرکزي کوپرنيک بطور کامل صدق نميکرد و کپلر ناچار شد مدت ده سال از عمر خود را صبورانه وقف کار سخت بررسي عملي در حرکت سيارات و قوانين رياضي حاکم بر آنان کند. او همه اين کارها را به تنهايي و بدون ياري گرفتن از کسي کرد و ارزش کار او بجز از سوي چند تن ، درک نشد.
کپلر در 1609 ناگهان به نيروي الهام متوجه حقيقتي شد، سياره مريخ روي مسير بيروني است. نبوغ کپلر با کشف بيضي بودن شکل حقيقي مسير زمين به دور خورشيد ظاهر شد که پيش از آن يک دايره کامل دانشته و پذيرفته شده بود. وقتي کپلر مسير بيضي شکل ستاره را کشف کرد شروع به پيش بيني حرکت آن نمود و گفت که فلان وقت بايد در فلان موضع قرار گيرد و همه جا ستاره را در رأس موعد در محل موعد مشاهده کرد. او آن نتيجه را از راه محاسبه رابطه موقعيتهاي مکاني زمين و مريخ و خورشيد با يکديگر گرفت، زيرا دادههاي رصدي تنها در يک مسير بيضي صدق ميکردند.
کپلر در پي انجام آن کار دست به کار انجام محاسبات مربوط به حرکت و مدار سيارات شناخته شده ديگر شد. دست آورد او در آن زمينه با در نظر گرفتن پيشرفت کم رياضيات در آن زمان بسيار بزرگ و چشمگير بود، وي علاوه بر کشف انطباق دقيق ارقام معلومات رصدي با بيضي بودن مدارها کشف کرد که سرعت حرکت هر سياره به دور خورشيد با فاصله آن از خورشيد نسبت عکس دارد. در سال 1609 در کتاب(نجوم جديد) دو قانون که اولي نام او را ابدي ساخته ذکر نموده، اين بار ديگر حرکت دايرهاي که اينقدر در نظر بطلميوس عزيز بودهاند به کلي از بين رفت و نجوم قديم را همراه برد.
قوانين کپلر
کپلر پس از چندين سال مطالعه در حرکت سيارات در سال 1618 موفق به کشف قانون سوم خود شد. کپلر بر پايه آن يافتهها قوانين سه گانه زير را درباره حرکت سيارات بيان کرد:
مدار حرکت سيارات به گرد خورشيد يک بيضي است که خورشيد در يکي از دو کانون آن قرار دارد.
خط وصل کننده هر سياره به خورشيد در زمانهاي مساوي مساحتهي مساوي جاروب ميکند.
مکعب فاصله متوسط هر سياره تا خورشيد با مربع زمان يک دور کامل گردش سياره تناسب مستقيم دارد.
قانون دوم را ميتوان به صورت زير نيز بيان کرد: زماني که سياره دور بيضي مسير در حرکت است فاصله تا خورشيد زيادتر و سرعت حرکت کمتر است، به تدريج که سياره به نقاط نزديک بيضي مسير ميرسد، سبب ميشود فاصله تا خورشيد کمتر و سرعت سياره زيادتر ميشود. اين تغيير در سرعت سبب ميشود که سياره چه به خورشيد نزديک و چه از آن دور باشد، مساحت در نور ديدهاش در فضا در فواصل زماني ثابت ، ثابت ميماند.
قانون سوم کپلر را هم ميتوان به اينگونه بيان کرد: هرگاه فاصله متوسط هر سياره تا خورشيد به توان سه و زمان کامل شدن يک دور سياره به توان دو رسانده و نسبت اعداد حاصل تشکيل شود. اين نسبت همواره ثابت و براي تمام سيارات يکي است گذشته از اين ، کپلر نخستين بار اصل ماند (اصل جبر) را در مکانيک حدس زد که بعدها بوسيله گاليله صورت تحقق يافت.
کپلر در 15 نوامبر 1631 در اطاق ميخانهاي زندگي را بدرود گفت. کپلر به زودي پس از مرگ از خاطرها رفت و هيچ کس آثار او را مطالعه نميکرد، ولي دوران افتخار او زماني آغاز گرديد که اسحاق نيوتن و لاپلاس شناخته شدند، او خود قبلاٌ در اين خصوص چنين نوشته بود، من کتاب خود را مينويسم خواه خوانندگان آن مردان فعلي يا آيندگان باشند تفاوتي ندارد. اين کتاب ميتواند سالها انتظار خوانندگان واقعي خود را بکشد، مگر نه خداوند شش هزار سال انتظار کشيد تا تماشاگري براي آثار او پيدا شد.
روزشمار زندگي کپلر
يوهانس کِپلر، ستارهشناس آلماني، وقتي ادعا کرد که سيارهها در مدارهاي بيضوي به دور خورشيد ميگردند و خورشيد تنها نيروي اداره کننده مدارهاي سيارات است؛ مورد اعتراض سنتها و باورهايي که قرنها پايدار بود قرار گرفت. قوانين سه گانه او در مورد حرکت سيارهاي، که به قوانين کپلر معروفند تأثيري عميق بر ستارهشناسان بعد از او بهجا گذاشتند و امروزه نيز براي تجسم و درک منظومه شمسي داراي اهميت فراواني هستند. او يکي از طرفداران سرسخت نظريه خورشيد مرکزي (منظومه شمسي) بود.
در ?? دسامبر سال ???? در وايل-در-اشتات، در نزديکي اشتوتگارت، که شهري خارج از امپراتوري مقدس روم بود متولد شد.
???? کپلر از مشاهده يک ستاره دنبالهدار عظيم به ستارهشناسي علاقمند ميشود.
???? بخش اول مطالعاتش را در دانشگاه توبينگن آلمان کامل ميکند، جايي که هدفش از مطالعه احراز مقام کشيشي در کليساي اوتر است.
???? در دانشگاه به مطالعه در رشتههاي فلسفه، رياضي و ستارهشناسي مشغول ميشود.
???? در دانشگاه توبيتگن موفق به دريافت درجه استادي ميشود، سپس به آموزشهاي معنوي روي ميآورد.
???? از کشيش شدن منصرف ميشود و به عنوان معلم رياضي و ستارهشناسي در گرتس بلژيک مشغول به کار ميگردد.
???? کپلر تقويمي از پيش بينيهاي نجومي منتشر ميکند. (او با نشر تقويمهاي ستارهشناسي منبع در آمدي براي خود فراهم کرده بود).
???? کتاب «رموز جهان» را منتشر ميکند. کپلر در اين کتاب عنوان ميکند که فواصل هر يک از ? سياره شناخته شده از خورشيد را ميتوان به پنج شکل هندسي رايج مرتبط دانست. (چهار وجهي، مکعب ? وجهي، هشت وجهي، ?? وجهي و ?? وجهي).
???? کپلر به دنبال يک پاکسازي مذهبي به وسيله متعصبان فرقه پروتستان مجبور به ترک گراتس ميشود. او قبل از بازگشت به گراتس، يکسال در پراگ ميماند.
???? دوباره از «گراتس» رانده ميشود و به پراگ باز ميگردد و دستيار ستارهشناس هلندي، تيکوبراهه (???? ـ ????)، ميشود.
???? پس از مرگ «براهه» کپلر به عنوان رياضيدان سلطنتي امپراتور رودلف دوم که امپراتور مقدس روم بود، مشغول به کار ميشود.
???? در ماه اکتبر، يک ابرنواختر رصد ميکند که آن را از آن زمان نواختر کپلر مينامند.
???? کتاب ستارهشناسي نوين را منتشر ميسازد و در آن نشان ميدهد سيارهها در مدارهاي بيضي شکل بدور خورشيد و حول يک کانون مشترک حرکت ميکنند و اينکه اگر خطي بين خورشيد و يک سياره در حال حرکت رسم شود، اين خط در زمان مساوي نواحي مساوي از مدار بيضوي را جارو ميکند. اين ادعاها را به عنوان قوانين اول و دوم کپلر ميشناسند.
???? کتاب ديوپتريس را منتشر ميکند که مباحثي در مورد نورشناسي و طراحي تلسکوپ دارد. طرح تلسکوپ او به به نام خودش در ستارهشناسي شناخته ميشود.
???? کپلر پس از مرگ امپراتور رادلف دوم به اينتس نقل مکان ميکند و به عنوان رياضيدان در ايالتهاي شمال اتريش مشغول به کار ميشود.
???? سه کتاب اول از کار هفت جلدي کپلر به نام «خلاصهاي از ستارهشناسي کپرنيک» چاپ ميشوند. اين کتابها در برگيرنده نگرشي منظم به ستارهشناسي خورشيد مرکزي بوده و از اهميت بسياري برخوردارند. مجلدات باقيمانده در سالهاي ??ـ ???? چاپ شدند.
???? کتاب «هماهنگي جهان» را منتشر ميکند و در آن کتاب به پايه گذاري رابطه بين فاصله سياره از خورشيد و زماني که طول ميکشد تا سياره بدور خورشيد بگردد، ميپردازد. (اين رابطه اکنون قانون سوم کپلر ناميده ميشود).
???? «جداول رودولفي» که فهرستي از ???? ستاره است را کامل ميکند. رسم اين جداول که توسط «تيکوبراهه» شروع شدند، شامل نمودارهايي از موقعيتهاي پيش بيني شده سيارات با توجه به قوانين جديد کپلر هستند.
???? رياضيدان خصوصي آلبرت والنشتاين دوک فريدآند و فرمانده سپاه سلطنتي امپراتور فرديناند دوم ميشود.
???? در ?? نوامبر هنگامي که عازم رگنزبورگ ايالت باواريا بود بر اثر نوعي تب ميميرد.
???? سولمنيوم که يک داستان علمي تخيلي به قلم کپلر است و ?? سال قبل نوشته شده است منتشر ميگردد. اين کتاب داستان يک سفر رويايي به ماه است.