Johannes Kepler

Johannes Kepler
Portret, rreth 1910, sipas një origjinali të vitit 1620
Lindi	27 dhjetor 1571 Qyteti i lirë Perandorak i Weil der Stadt, Perandoria e Shenjtë Romake
Vdiq	15 nëntor 1630 (58 vjeç) Qyteti i lirë Perandorak i Regensburg, Perandoria e Shenjtë Romake
Arsimi	Tübinger Stift, Universiteti i Tybingenit (M.A.)
Njihet për	Ligjet e Keplerit për lëvizjen planetare Hamendësimi i Keplerit Ekuacioni i Keplerit Rudolphine Tables
Karriera shkencore
Fushat	Astronomi, astrologji, matematikë, filozofi natyrore
Këshilltarët e doktoraturës	Michael Maestlin
Influences	Nikola Koperniku Tycho Brahe Pitagora
Influenced	Isak Njutoni Benoit Mandelbrot Thomas Browne
Nënshkrimi

Johannes Kepler (27 dhjetor 1571 – 15 nëntor 1630) ishte një polimath gjerman, astronom, matematikan, astrolog, filozof natyror dhe teoricien muzike. Ai është një figurë kyçe në Revolucionin Shkencor të shekullit XVII, i njohur më së shumti për ligjet e tij të lëvizjes planetare dhe librat e tij Astronomia nova, Harmonice Mundi dhe Epitome Astronomiae Copernicanae. Larmia dhe ndikimi i veprës së tij e bënë Keplerin një nga themeluesit e astronomisë moderne, metodës shkencore, shkencës natyrore dhe shkencës moderne. Është quajtur "ati i fantashkencës" për romanin e tij Somnium.

Kepler ishte mësues matematike në një shkollë seminari në Grac, ku u bë bashkëpunëtor i princit Hans Ulrich von Eggenberg. Më vonë u bë asistent i astronomit Tycho Brahe në Pragë, dhe përfundimisht matematikan perandorak i Perandorit Rudolf II dhe dy pasardhësve të tij Matias dhe Ferdinandit II. Ai gjithashtu dha matematikë në Linc dhe ishte këshilltar i gjeneralit Wallenstein.

Kepleri jetoi në një epokë kur nuk kishte dallim të qartë midis astronomisë dhe astrologjisë, por kishte një ndarje të fortë midis astronomisë (një degë e matematikës brenda arteve të lira) dhe fizikës (një degë e filozofisë natyrore). Kepleri gjithashtu përfshiu argumente dhe arsyetime fetare në punën e tij, i motivuar nga bindja dhe besimi fetar se Zoti e kishte krijuar botën sipas një plani të kuptueshëm, të arritshëm përmes dritës natyrore të arsyes. Kepleri e përshkroi astronominë e tij të re si "fizikë qiellore", si "një ekskursion në Metafizikën e Aristotelit", dhe si "një shtesë e On the Heavens të Aristotelit", duke transformuar traditën e lashtë të kozmologjisë fizike, duke e trajtuar astronominë si pjesë të një fizike matematikore universale. Për më tepër, bëri punë themelore në fushën e optikës, duke u quajtur ati i optikës moderne, në veçanti për veprën e tij Astronomiae pars optica. Ai gjithashtu shpiku një version të përmirësuar të teleskopit përthyes, teleskopin Kepler, i cili u bë baza e teleskopit modern përthyes, duke përmirësuar edhe modelin e teleskopit të Galileo Galileit, i cili i përmendi zbulimet e Keplerit në veprën e tij. Kepleri parashtroi hamendësimin e Keplerit. Ai ndikoi, ndër të tjerë, Isak Njutonin, duke ofruar një nga themelet për teorinë e tij të gravitetit universal.

Jeta e hershme

Fëmijëria (1571–1590)

Shtëpia e lindjes së Keplerit, në Weil der Stadt, Gjermani

Kepleri lindi më 27 dhjetor 1571, në Qytetin e lirë Perandorak të Weil der Stadt (sot pjesë e rajonit të Shtutgartit, në landin gjerman Baden-Württemberg). Prindërit e tij ishin luteranë, por supozohet se ai u pagëzua katolik, pasi pagëzimet protestante nuk lejoheshin në Weil në atë kohë. Gjyshi i tij, Sebald Kepler, kishte qenë kryebashkiak i qytetit. Kur lindi Johannesi, pasuria e familjes Kepler ishte në rënie. I ati, Heinrich Kepler, jetonte prekarisht si mercenar, dhe e la familjen kur Johannesi ishte pesë vjeç. Besohet se vdiq në Lufta Tetëdhjetëvjeçare në Vendet e Ulëta, ku, megjithëse protestant, luftonte në ushtrinë katolike spanjolle. E ëma, Katharina Guldenmann, bijë hanxhiu, ishte shëruese dhe bimëmjekuese. Johannesi kishte gjashtë vëllezër e motra, prej të cilëve dy vëllezër dhe një motër arritën moshën madhore. I lindur para kohe, ai pretendonte se kishte qenë i dobët dhe i sëmurë si fëmijë. Megjithatë, shpesh i mahniste udhëtarët në hanin e gjyshit të tij me aftësinë e tij të jashtëzakonshme matematikore.

Si fëmijë, Kepleri dëshmoi Kometën e Madhe të 1577-s, e cila tërhoqi vëmendjen e astronomëve në të gjithë Evropën.

Ai u fut në kontakt me astronominë që në moshë të re dhe zhvilloi një pasion të fortë për të, që do të zgjaste gjatë gjithë jetës. Në moshën gjashtë vjeç, vëzhgoi Kometën e Madhe të 1577-s, duke shkruar se "e mora nëna [ime] në një vend të lartë për ta parë." Në 1580, në moshën nëntë vjeç, vëzhgoi një ngjarje tjetër astronomike, një eklips hënor, duke kujtuar se e "thirrën jashtë" për ta parë, dhe se Hëna "dukej fare e kuqe". Megjithatë, lija e fëmijërisë i la shikimin të dobët dhe duart të gjymtuara, duke kufizuar aftësinë e tij në aspektet vëzhguese të astronomisë.

Kepleri ndoqi shkollën fillore në Weil deri në 1577, kur familja u shpërngul në Leonberg, në Württembergun protestant. Ndoqi shkollën gjermane fillore në Leonberg për një vit, dhe pastaj shkollën latine gramatikore, ku të gjitha mësimet dhe librat ishin në latinisht. Më pas ndoqi dy shkolla manastiresh, nga 1584 në Adelberg dhe nga 1586 në seminarin e Maulbronn. Në shtator 1589, Kepleri hyri në Tübinger Stift të Universitetit të Tybingenit, një seminar që përgatiste pastorë luteranë për Württembergun. Aty studioi filozofi te Vitus Müller dhe teologji te Jacob Heerbrand (student i Philipp Melanchthon-it në Wittenberg), i cili gjithashtu i dha mësim Michael Maestlinit si student, derisa u bë kancelar i Tybingenit në 1590. Ai u tregua matematikan i shkëlqyer dhe fitoi reputacionin e astrologut të aftë, duke hedhur horoskope për shokët e klasës. Nën udhëzimin e Michael Maestlinit, profesor matematike në Tybingen nga 1583 deri 1631, ai mësoi si sistemin ptolemaik ashtu edhe sistemin kopernikan të lëvizjes planetare. Në atë kohë u bë kopernikan. Në një disputë studentore, e mbrojti heliocentrizmin si nga këndvështrimi teorik ashtu edhe teologjik, duke mbajtur qëndrimin se Dielli ishte burimi kryesor i fuqisë lëvizëse në univers. Pavarësisht dëshirës për t'u bërë pastor i kishës luterane, atij iu mohua shugurimi për shkak të bindjeve në kundërshtim me Formulën e Concord-it, deklaratën e besimit luteran, të miratuar në 1577. Drejt fundit të studimeve, Kepleri u rekomandua për një pozicion mësuesi matematike dhe astronomie në shkollën protestante në Grac, në Stiri, Austrinë e Brendshme. E pranoi pozicionin në prill 1594, në moshën 22 vjeç.

Graci (1594–1600)

Gjatë kohës në Grac (1594–1600), lëshoi shumë kalendarë zyrtarë dhe parashikime që rritën reputacionin e tij si astrolog. Megjithëse Kepleri kishte ndjenja të përziera për astrologjinë dhe i përçmonte shumë praktika të zakonshme të astrologëve, besonte thellësisht në një lidhje mes kozmosit dhe individit. Përfundimisht botoi disa nga idetë që kishte pasur si student në Mysterium Cosmographicum (1596), botuar pak më shumë se një vit pas mbërritjes së tij në Grac.

Në dhjetor 1595, Keplerit iu prezantua Barbara Müller, një e ve 23-vjeçare (dy herë e ve) me një vajzë të vogël, Regina Lorenz, dhe filloi ta bënte oborr. Müller, trashëgimtare e pasurive të bashkëshortëve të saj të ndjerë, ishte gjithashtu vajza e një pronari të suksesshëm mulliri. I ati, Jobst, fillimisht kundërshtoi martesën. Edhe pse Kepleri kishte trashëguar fisnikërinë e gjyshit të tij, varfëria e tij e bënte një kandidat të papranueshëm. Jobst u zbut pasi Kepleri përfundoi punën për Mysterium, por fejesa pothuajse u prish ndërkohë që Kepleri ishte larg, duke u marrë me detajet e botimit. Megjithatë, zyrtarë protestantë — që kishin ndihmuar në krijimin e çiftit — bënë presion mbi familjen Müller që ta nderonte marrëveshjen. Barbara dhe Johannesi u martuan më 27 prill 1597.

Në vitet e para të martesës, çifti Kepler pati dy fëmijë (Heinrich dhe Susanna), të cilët të dy vdiqën foshnjë. Në 1602 patën një vajzë (Susanna); në 1604, një djalë (Friedrich); dhe në 1607, edhe një djalë (Ludwig).

Kërkime të tjera

Pas botimit të Mysterium dhe me bekimin e inspektorëve të shkollës së Gracit, Kepleri filloi një program ambicioz për të zgjeruar dhe zhvilluar punën e tij. Planifikoi katër libra shtesë: një mbi aspektet statike të universit (Diellin dhe yjet fikse); një mbi planetët dhe lëvizjet e tyre; një mbi natyrën fizike të planetëve dhe formimin e tipareve gjeografike (fokusuar veçanërisht te Toka); dhe një mbi efektet e qiejve në Tokë, duke përfshirë optikën atmosferike, meteorologjinë dhe astrologjinë.

Ai kërkoi gjithashtu mendimet e shumë astronomëve të cilëve u kishte dërguar Mysterium-in, ndër ta Reimarus Ursus (Nicolaus Reimers Bär) — matematikani perandorak i Rudolfit II dhe rival i ashpër i Tycho Brahes. Ursus nuk u përgjigj drejtpërdrejt, por ribotoi letrën lajkatare të Keplerit për të ndjekur mosmarrëveshjen e tij të përparësisë rreth (asaj që sot quhet) sistemit tikonik me Tychon. Pavarësisht kësaj njolle, Tycho gjithashtu filloi korrespondencë me Keplerin, duke nisur me një kritikë të ashpër por të ligjshme të sistemit të Keplerit; ndër shumë objeksione, Tycho e kundërshtoi përdorimin e të dhënave numerike të pasakta të marra nga Koperniku. Përmes letrave, Tycho dhe Kepleri diskutuan një gamë të gjerë problemesh astronomike, duke u ndalur në fenomenet hënore dhe teorinë kopernikane (veçanërisht qëndrueshmërinë e saj teologjike). Por pa të dhënat dukshëm më të sakta të observatorit të Tychos, Kepleri nuk kishte mënyrë t'i trajtonte shumicën e këtyre çështjeve.

Në vend të kësaj, ia ktheu vëmendjen kronologjisë dhe "harmonisë", marrëdhënieve numerologjike mes muzikës, matematikës dhe botës fizike, dhe pasojave të tyre astrologjike. Duke supozuar që Toka kishte një shpirt (një veti që më vonë do ta përdorte për të shpjeguar si Dielli shkakton lëvizjen e planetëve), krijoi një sistem spekulativ që lidhte aspektet astrologjike dhe distancat astronomike me motin dhe fenomene të tjera tokësore. Deri në 1599, megjithatë, e ndjeu përsëri punën e tij të kufizuar nga pasaktësia e të dhënave të disponueshme — pikërisht ndërsa tensioni në rritje fetar kërcënonte edhe punësimin e tij të vazhdueshëm në Grac.

Dëbimi nga Graci

Graci ishte një qytet kryesisht protestant, në shumicë luteran, ndërkohë që sundimtari i Austrisë së Brendshme ishte një Habsburg katolik. Në 1578, Duka Karli II kishte dhënë privilegje të konsiderueshme protestantëve në Paqësimin e Brukut. Karli vdiq në 1590, kur i biri dhe trashëgimtari, Ferdinandi II, ishte 12 vjeç. Ferdinandi u edukua në Kolegjin Jezuit dhe Universitetin e Ingolstadt-it, dhe u bë sundimtar i plotë i Austrisë së Brendshme në 1596. Udhëtoi në Itali në 1598, dhe u kthye i vendosur për ta rivendosur besimin e vërtetë katolik dhe për të eliminuar herezinë. Kepleri i shkroi një miku në qershor të atij viti, duke shprehur parandjenjën e tij për të ardhmen. Siç shkroi biografi i Ferdinandit, Robert L. Bireley, frikat e tij ishin të justifikuara, pasi Kundërreforma fitoi forcë.

Tycho Brahe

Në shtator 1598, Ferdinandi urdhëroi që të gjithë predikuesit dhe mësuesit protestantë ta linin vendin. Kepleri u përjashtua nga dekreti, por nuk u ndje i sigurt, dhe kërkoi alternativa. Mësoi se Tycho Brahe ishte emëruar Matematikan Perandorak në Pragë, dhe Kepleri rivendosi kontaktin. Në dhjetor 1599, Tycho e ftoi Keplerin ta vizitonte në Pragë; më 1 janar 1600 (para se ta merrte fare ftesën), Kepleri u nis me shpresën se patronazhi i Tychos mund t'i zgjidhte problemet e tij filozofike, po ashtu edhe ato sociale dhe financiare. Më 4 shkurt 1600, Kepleri takoi Tycho Brahen dhe asistentët e tij, Franz Tengnagel dhe Longomontanus, në Benátky nad Jizerou (35 km nga Praga), vendi ku po ndërtohej observatori i ri i Tychos. Gjatë dy muajve në vazhdim, qëndroi si mysafir, duke analizuar disa nga vëzhgimet e Tychos për Marsin; Tycho i ruante me kujdes të dhënat e tij, por u impresionua nga idetë teorike të Keplerit dhe së shpejti i dha më shumë qasje. Kepleri planifikoi ta testonte teorinë e tij nga Mysterium Cosmographicum bazuar në të dhënat e Marsit, por vlerësoi se puna do të zgjaste deri në dy vjet (pasi nuk i lejohej thjesht t'i kopjonte të dhënat për përdorim vetjak). Me ndihmën e Johannes Jessenius-it, Kepleri u përpoq të negocionte një marrëveshje punësimi më zyrtare me Tychon, por negociatat u prishën në një grindje të ashpër dhe Kepleri u nis për në Pragë më 6 prill. Kepleri dhe Tycho u pajtuan shpejt dhe përfundimisht arritën një marrëveshje për pagën dhe kushtet e jetesës, dhe në qershor, Kepleri u kthye në Grac për ta marrë familjen e tij.

Situata në Grac e bënte të pamundur kthimin e menjëhershëm te Brahe; me shpresën për t'i vazhduar studimet astronomike, Kepleri kërkoi një emërim si matematikan i Dukës Ferdinand. Për këtë qëllim, Kepleri shkroi një ese — kushtuar Ferdinandit — në të cilën propozoi një teori të lëvizjes hënore të bazuar në forcë: "In Terra inest virtus, quae Lunam ciet" ("Ka një forcë në tokë që e shtyn Hënën të lëvizë"). Megjithëse eseja nuk i siguroi një vend në oborrin e Ferdinandit, detajoi një metodë të re për matjen e eklipseve hënore, të cilën e zbatoi gjatë eklipsit të 10 korrikut në Grac. Këto vëzhgime formuan bazën e eksplorimeve të tij të ligjeve të optikës, që do të kulmonin në Astronomiae Pars Optica. Pastaj më 17 korrik u shpall një dekret i ri, duke urdhëruar që të gjithë banorët ose ta braktisnin besimin protestant ose ta linin provincën. Këtë herë nuk pati përjashtim për Keplerin, dhe ai, gruaja dhe njerka e tij u nisën nga Graci për në Pragë më 30 shtator 1600.

Karriera shkencore

Praga (1600–1612)

Pasi u vendos në Pragë, u mbështet drejtpërdrejt nga Tycho, i cili e caktoi të analizonte vëzhgimet planetare dhe të shkruante një traktat kundër rivalit të Tychos (tashmë të ndjerë), Ursus. Në shtator, Tycho i siguroi një komision si bashkëpunëtor në projektin e ri që i kishte propozuar perandorit: Tabelat Rudolfine, që do të zëvendësonin Tabelat Prutenike të Erasmus Reinhold-it. Dy ditë pas vdekjes së papritur të Tychos më 24 tetor 1601, Kepleri u emërua pasardhës i tij si matematikan perandorak, me përgjegjësinë për ta përfunduar punën e tij të papërfunduar. 11 vjetët në vazhdim si matematikan perandorak do të ishin më prodhimtaret e jetës së tij.

Këshilltar perandorak

Detyrimi kryesor i Keplerit si matematikan perandorak ishte t'i jepte këshilla astrologjike perandorit, Rudolfi II. Megjithëse Kepleri kishte një vlerësim të ulët për përpjekjet e astrologëve bashkëkohorë për të parashikuar saktësisht të ardhmen apo për të parashikuar ngjarje specifike, ai kishte hedhur horoskope të detajuara e të mirëpritura për miq, familjarë dhe patronë që kur ishte student në Tybingen. Përveç horoskopeve për aleatë dhe udhëheqës të huaj, perandori kërkoi këshillën e Keplerit në kohë trazirash politike. Rudolfi ishte aktivisht i interesuar për punën e shumë studiuesve të oborrit të tij (përfshirë shumë alkimistë) dhe ndiqte edhe punën e Keplerit në astronominë fizike.

Zyrtarisht, të vetmet doktrina fetare të pranueshme në Pragë ishin katolike dhe utrakiste, por pozicioni i Keplerit në oborrin perandorak i lejonte ta praktikonte besimin luteran pa pengesa. Perandori i siguronte nominalisht familjes së tij një të ardhur të mjaftueshme, por vështirësitë e thesarit perandorak të mbingarkuar bënin që marrja e mjaftueshme e parave për t'i përmbushur detyrimet financiare të ishte një luftë e vazhdueshme. Pjesërisht për shkak të vështirësive financiare, jeta e tij në shtëpi me Barbarën ishte e pakëndshme, e mbushur me grindje dhe periudha sëmundjeje. Jeta e oborrit, megjithatë, e vuri Keplerin në kontakt me studiues të tjerë të shquar (Johannes Matthäus Wackher von Wackhenfels, Jost Bürgi, David Fabricius, Martin Bachazek dhe Johannes Brengger, ndër të tjerë) dhe puna astronomike përparoi me shpejtësi.

Supernova e 1604-s

Artikulli kryesor: Supernova e Keplerit

Mbetjet e supernovës së Keplerit, SN 1604

Në tetor 1604, u shfaq një yll i ri i ndritshëm mbrëmjeje (SN 1604), por Kepleri nuk u besoi thashethemeve derisa e pa vetë. Kepleri filloi ta vëzhgonte sistematikisht supernovën. Astrologjikisht, fundi i 1603-s shënonte fillimin e një trigoni zjarri, fillimin e ciklit prej rreth 800 vjetësh të "bashkimeve të mëdha"; astrologët i lidhnin dy periudhat e mëparshme të tilla me ngritjen e Karlit të Madh (rreth 800 vjet më parë) dhe lindjen e Krishtit (rreth 1600 vjet më parë), dhe kështu prisnin ngjarje me shenjë të madhe, veçanërisht në lidhje me perandorin.

Ishte në këtë kontekst, si matematikan perandorak dhe astrolog i perandorit, që Kepleri e përshkroi yllin e ri dy vjet më vonë në veprën e tij De Stella Nova. Në të, Kepleri trajtoi vetitë astronomike të yllit, ndërkohë që mbante një qasje skeptike ndaj interpretimeve të shumta astrologjike që qarkullonin atëherë. Vuri re zbehjen e ndriçimit të tij, spekuloi mbi origjinën e tij, dhe përdori mungesën e paralaksit të vëzhguar për të argumentuar se ndodhej përtej orbitave planetare, dhe kështu në sferën e yjeve fikse, duke minuar më tej doktrinën e pandryshueshmërisë së qiejve (ideja e pranuar që nga Aristoteli, se sferat qiellore ishin të përsosura dhe të pandryshueshme). Lindja e një ylli të ri nënkuptonte ndryshueshmërinë e qiejve. Kepleri gjithashtu bashkangjiti një shtojcë ku diskutoi punën e fundit kronologjike të historianit polak Laurentius Suslyga; llogariti se, nëse Suslyga kishte të drejtë që kronologjitë e pranuara ishin katër vjet prapa, atëherë Ylli i Betlehemit — analog me yllin e ri të tanishëm — do të përkonte me bashkimin e madh të parë të ciklit të mëparshëm prej 800 vjetësh.

Në vitet në vazhdim, Kepleri u përpoq (pa sukses) të fillonte një bashkëpunim me astronomin italian Giovanni Antonio Magini, dhe u mor me kronologjinë, veçanërisht me datimin e ngjarjeve në jetën e Jezusit. Rreth 1611, Kepleri qarkulloi një dorëshkrim, që përfundimisht do të botohej (pas vdekjes) si Somnium [Ëndrra]. Pjesë e qëllimit të Somnium-it ishte të përshkruante si do të ishte praktikimi i astronomisë nga këndvështrimi i një planeti tjetër, për ta treguar realizueshmërinë e një sistemi jo-gjeocentrik. Dorëshkrimi, i cili u zhduk pasi ndërroi disa duar, përshkruante një udhëtim fantastik në Hënë; ishte pjesërisht alegori, pjesërisht autobiografi, dhe pjesërisht traktat mbi udhëtimin ndërplanetar (dhe ndonjëherë përshkruhet si vepra e parë e fantashkencës). Vite më vonë, një version i shtrembëruar i tregimit mund të ketë shkaktuar gjyqin për shtrigëri kundër nënës së tij, pasi nëna e rrëfimtarit konsulton një demon për të mësuar mënyrën e udhëtimit në hapësirë. Pas shpalljes së pafajshme të saj, Kepleri shkroi 223 shënime në fund të tregimit — disa herë më të gjata se vetë teksti — që shpjegonin aspektet alegorike, si dhe përmbajtjen e konsiderueshme shkencore (veçanërisht mbi gjeografinë hënore) të fshehur brenda tekstit.

Jeta e mëvonshme

Vështirësi

Rruga Karlova, në Qytetin e Vjetër të Pragës — shtëpia ku jetoi Kepleri, sot muze

Gjatë kohës së Keplerit në Pragë, tensionet fetare dhe politike po rriteshin në Perandori, si midis protestantëve dhe katolikëve, ashtu edhe brenda dinastisë së Habsburgëve mbi çështjen e trashëgimisë. Situata në Pragë, qytet kozmopolit, u bë gjithnjë e më e vështirë, dhe Kepleri mendoi ta transferonte familjen në Württemberg, të cilin e konsideronte atdheun e tij. Në 1609 i shkroi dukës, Johann Frederick-ut, duke kërkuar një pozicion në Universitetin e Tybingenit. Duka e refuzoi kërkesën, por dërgoi një dhuratë si shenjë vullneti të mirë. Kepleri u përgjigj, dhe në letrën e tij përmblodhi pozicionin mbi çështjet doktrinore që kishin shkaktuar probleme në të kaluarën. Duka nuk iu përgjigj kësaj. Dy vjet më vonë, u përpoq përsëri, por këtë herë kërkesa iu referua konsistorit teologjik në Shtutgart, i cili e refuzoi kërkesën e Keplerit më 25 prill 1611, duke denoncuar prirjet e tij kalviniste, si në rezervat e tij mbi Formulën e Concord-it, ashtu edhe në këmbënguljen e tij se kalvinistët, pavarësisht mosmarrëveshjeve, duhej të konsideroheshin "vëllezër në Krisht".

Në 1611, shëndeti i perandorit Rudolf po dobësohej, dhe u detyrua të abdikonte si Mbret i Bohemisë nga vëllai i tij, Matias. Të dyja palët kërkuan këshillën astrologjike të Keplerit, një mundësi që ai e përdori për të dhënë këshilla politike pajtuese (me pak referenca ndaj yjeve, përveç deklaratave të përgjithshme për të dekurajuar veprime drastike). Megjithatë, ishte e qartë se perspektivat e ardhshme të Keplerit në oborrin e Matias-it ishin të errëta.

Po atë vit, gruaja e Keplerit, Barbara, u infektua me ethet me pika hungareze dhe filloi të kishte konvulsione. Ndërsa po rimëkëmbej, të tre fëmijët u sëmurën me lija, dhe Friedrichu gjashtëvjeçar vdiq. Përveç afrimit të tij me Württembergun, Kepleri ishte në kontakt me Padovën. Universiteti i Padovës — me rekomandimin e Galileos, i cili po largohej — kërkoi Keplerin ta zinte katedrën e matematikës, por Kepleri, duke preferuar ta mbante familjen në territorin gjerman, udhëtoi në vend të kësaj në Austri për të organizuar një pozicion si mësues dhe matematikan distrikti në Linc. Megjithatë, Barbara ra sërish e sëmurë dhe vdiq shkurt pas kthimit të Keplerit.

Duke e shtyrë transferimin në Linc, Kepleri mbeti në Pragë deri në vdekjen e Rudolfit në fillim të 1612-s, megjithëse trazirat politike, tensioni fetar dhe tragjedia familjare (bashkë me mosmarrëveshjen ligjore mbi pasurinë e gruas së tij) e penguan të bënte ndonjë kërkim. Në vend të kësaj, montoi një dorëshkrim kronologjik, Eclogae Chronicae, nga korrespondenca dhe punë të mëparshme. Pas ngjitjes së tij si Perandor i Shenjtë Romak, Matias e rikonfirmoi pozicionin (dhe pagën) e Keplerit si matematikan perandorak, por i lejoi të transferohej në Linc.

Linci (1612–1626)

Një statujë e Keplerit në Linc

Në Linc, Kepleri u emërua Matematikan i Distriktit dhe mësues në shkollën e distriktit, duke ruajtur edhe pozicionin e matematikanit të oborrit të perandorit. Detyra e tij e parë ishte përfundimi i Tabelave Rudolfine, por shumë aktivitete të tjera i tërhoqën vëmendjen para se ato të përfundoheshin. Tabelat nuk u botuan deri në 1627.

Përjashtimi kishtar

Në Linc, vështirësitë e Keplerit me ortodoksinë luterane u ringjallën. Kundërreforma ende nuk kishte pasur ndikim të madh në Austrinë e Sipërme. Ndërkohë që sundimtari ishte katolik, shumica e popullsisë ishte luterane dhe mund ta praktikonte besimin e vet. Por pastori i kongregacionit luteran, Daniel Hitzler, ia mohoi kungimin Keplerit për shkak të mospranimit të plotë të Formulës së Concord-it. Çështja kryesore ishte qëndrimi i Keplerit ndaj doktrinës së kudondodhjes, ose bashkimit sakramental, besimit në praninë e vërtetë të trupit dhe gjakut të Krishtit në Eukaristi, të cilën Kepleri nuk mund ta pranonte. Kepleri iu ankua Konsistorit të Shtutgartit kundër përjashtimit të tij, dhe kjo çoi në një korrespondencë të gjatë. Kjo përfshiu teologë të ndryshëm, përfshirë Matthias Hafenreffer-in. Hafenreffer kishte qenë mik, por për këtë çështje u vu në krah të autoriteteve teologjike. Në 1619 përjashtimi i tij u shpall përfundimisht dhe pa mëdyshje.

Martesa me Susanna Reuttinger

Në korrik 1612, Kepleri e njohu Matthias Bernegger-in, studiuesin humanist dhe astronomin. Bernegger e njihte Keplerin nga reputacioni dhe e kishte kërkuar. Të dy u bënë miq dhe patën një korrespondencë të gjerë për pothuajse njëzet vjet, megjithëse nuk u takuan më. Max Caspar e përshkroi si "mikun më të mirë dhe më besnik që ai gjeti ndonjëherë". Në një letër të hershme drejtuar Bernegger-it, në tetor 1613, Kepleri i tregon mikut të tij për martesën e ardhshme dhe e shpall datën si "ditën e eklipsit të hënës, kur shpirti astronomik fshihet, pasi dua ta gëzoj ditën e festës".

Data ishte 30 tetor 1613, dhe gruaja e dytë e Keplerit ishte Susanna Reuttinger, nga Eferding afër. Pas vdekjes së gruas së parë, Barbarës, Kepleri kishte marrë në konsideratë 11 kandidate të ndryshme brenda dy vjetësh (një proces vendimmarrjeje i formalizuar më vonë si "problemi i martesës"). Përfundimisht u kthye te Reuttinger-i (kandidatja e pestë), e cila, shkroi ai, "më fitoi me dashuri, besnikëri të përulur, ekonomi shtëpiake, punë të palodhur, dhe dashurinë që u dha thjeshtërve". Tani Kepleri ishte në gjendje t'i sillte fëmijët e tij në Linc nga Wels-i, ku kishin qëndruar te një i afërm. Tre fëmijët e parë të martesës me Susannën (Margareta Regina, Katharina, dhe Sebald) vdiqën në fëmijëri. Tre të tjerë mbijetuan deri në moshën madhore: Cordula (lindur 1621); Fridmar (lindur 1623); dhe Hildebert (lindur 1625). Sipas biografëve të Keplerit, kjo ishte një martesë shumë më e lumtur se e para.

Gjyqi për shtrigëri i nënës së Keplerit

Në dhjetor 1615, Kepleri mori një letër nga familja e tij në Württemberg, që e informonte se e ëma, Katharina, ishte akuzuar për shtrigëri më herët atë vit. Katharina jetonte në qytetin protestant të Leonberg-ut. Akuza fillestare u bë nga Ursula Reinbold, e cila pretendonte se Katharina i kishte dhënë një pije që e sëmuri. Ndërsa rasti u bë i njohur, u përhapën më shumë thashetheme dhe akuza, dhe familja e Katharinës ngriti padi për shpifje kundër akuzuesve. Kepleri u betua se do ta mbronte nënën e tij, gjë që bëri si me dërgesa drejtuar autoriteteve në Leonberg, ashtu edhe me vizita personale. Rasti u zvarrit disa vjet, me Katharinën e mbajtur në burg nga 1620 deri 1621. Faza përfundimtare u zhvillua në Tybingen, nën autoritetin e Dukës, ku u vendos se duhej pyetur nën kërcënimin e torturës. Ajo refuzoi të pranonte, duke thënë se i besonte Zotit që ta nxirrte të vërtetën në dritë. Më pas u absolvua dhe u lirua, më 4 tetor 1621. Vdiq rreth gjashtë muaj më vonë. Procesi kundër nënës së Keplerit, që filloi shpejt pas përjashtimit të tij fillestar kishtar, është parë si pjesë e një sulmi nga autoritetet luterane kundër vetë Keplerit.

Ndikimi i luftës

Kepleri pati edhe vështirësi të tjera në këtë kohë. Në 1618 nisi konflikti që do të bëhej Lufta Tridhjetëvjeçare, me Kryengritjen Boheme kundër sundimit të Habsburgëve. Ferdinandi II, që u bë perandor në gusht 1619, siguroi mbështetjen e Maksimilianit, Dukë i Bavarisë, kundër bohemëve. Në korrik 1620, ushtria bavareze hyri në Linc, në rrugë për në Bohemi. Kjo përbënte një kërcënim për protestantët e Lincit në përgjithësi, si dhe për Keplerin, simpatitë e të cilit ishin me bohemët, tashmë të udhëhequr nga protestanti Frederik, i shpallur Mbret i Bohemisë. Kepleri kishte shprehur haptazi admirimin e tij për vjehrrin e Frederikut, Xhejms VI dhe I, Mbret i Anglisë dhe Skocisë, të cilin e konsideronte një ruajtës të rëndësishëm të paqes. La Lincin për në Württemberg në shtator 1620, për ta mbrojtur nënën e tij, duke e marrë familjen me vete, pasi nuk e dinte nëse do të mund të kthehej. Në nëntor të atij viti, forcat boheme u mundën në Betejën e Malit të Bardhë, dhe Frederiku ("Mbreti i Dimrit") iku në mërgim. Në nëntor 1621, pas lirimit të nënës së tij, Kepleri u kthye vërtet në Linc. Në dhjetor, perandori Ferdinand e rikonfirmoi në pozicionin e matematikanit të oborrit. Në 1622, predikuesit dhe mësuesit protestantë u dëbuan nga Austria e Sipërme, por Kepleri u përjashtua pasi ishte në shërbim perandorak. Do të qëndronte në Linc edhe katër vjet të tjerë dhe do t'i përfundonte Tabelat Rudolfine.

Puna

Gjatë kohës në Linc, Kepleri botoi një sërë veprash. E para ishte një traktat mbi vitin e lindjes së Jezusit. Kjo u botua fillimisht në gjermanisht në 1613; një version i zgjeruar latinisht u botua vitin pasues, si De vero anno. Në 1613, u përfshi në një çështje tjetër kronologjike, kur perandori e thirri në Regensburg për të marrë pjesë në deliberimet mbi kalendarin. Kalendari gregorian, ai në përdorim të përgjithshëm sot, ishte prezantuar me autoritetin e Papa Gregorit XIII në 1582, dhe u miratua në shumicën e Evropës katolike. Ndryshimet kryesore nga Kalendari julian, të cilin e zëvendësoi, ishin heqja e tri viteve të brishta çdo katërqind vjet, që ta afronte vitin kalendarik me vitin diellor, dhe futja e 10 ditëve për ta korrigjuar "shmangien" që kishte ndodhur që nga futja e kalendarit julian, kështu që e enjtja, 4 tetor 1582, u pasua nga e premtja, 15 tetor 1582. Kalendari i ri u denoncua nga autoritetet protestante si, në rastin më të mirë, një përpjekje për ta rivendosur autoritetin papnor në tokat protestante, dhe, në rastin më të keq, si vepër e Djallit. Kepleri e mbështeti kalendarin e ri për arsye praktike dhe astronomike, por reforma nuk u pranua — do të duheshin deri në 1700 që kalendari i ri të miratohej në të gjithë Gjermaninë.

Vepra tjetër e Keplerit kishte të bënte me matjen. Kepleri, duke blerë verë për shtëpinë e tij në 1613, vëzhgoi drejtpërdrejt metodën standarde për përcaktimin e vëllimit të një fuçie, duke futur një shufër matëse diagonalisht nga hapja deri në fund të saj. Kjo e çoi drejt një analize të vëllimeve të enëve me forma të ndryshme. Duke gjetur se asnjë shtypshkronjë në Augsburg nuk ishte e gatshme ta botonte një libër në latinisht, e solli shtypësin Johannes Plank nga Erfurti në Linc. Plank shtypi Nova stereometria doliorum vinariorum në 1615, libri i parë i shtypur në Linc, me shpenzimet e vetë Keplerit. Një version më i shkurtër gjermanisht u botua vitin pasues. Vepra tjetër e Keplerit ishte Epitome Astronomiae Copernicanae, një përmbledhje e teorisë kopernikane, botuar në dy vëllime në 1618. Vitin pasues, vepra e Keplerit mbi kometat, De cometis libelli tres, u botua në Augsburg. Ky libër përfshinte shumë të dhëna vëzhguese dhe llogaritje, si dhe interpretim astrologjik.

Gjithashtu në 1619 u botua Harmonice Mundi e Keplerit. Kjo vepër, që përafronte harmonitë qiellore me ato muzikore, pati një gestacion të gjatë. Kepleri e kishte skicuar për herë të parë në 1599. Në 1618, vajza e tij e vogël, Katharina, vdiq, dhe babai i pikëlluar i la mënjanë tabelat, që kërkonin qetësi, dhe iu kthye të menduarit mbi harmoninë. Po atë vit, zbuloi atë që sot quhet Ligji i tretë i Keplerit, që lidh periudhën orbitale të një planeti me distancën e tij nga Dielli. Ky zbulim u shpreh për herë të parë në Harmonice-n.

Në 1617, ndërsa punonte në Tabela, Kepleri lexoi për herë të parë veprën e Napierit mbi logaritmet, botuar në 1614. Kuptoi vlerën e metodës për thjeshtimin e llogaritjeve të shumta të kërkuara në Tabela, por nuk ishte i kënaqur që Napieri paraqiste vetëm metodën, jo prejardhjen e saj. Kështu e zhvilloi idenë nga parimet aritmetike, dhe nxori tabelat e veta prej tyre. Këto tabela kishin avantazhin se mund të përdoreshin drejtpërdrejt mbi numra të plotë, jo vetëm mbi funksione trigonometrike. Kjo u botua si Chilias logarithmorum ad totidem numeros rotundos në 1624. Po atë vit, përfundoi punën për Tabelat Rudolfine. Pati negociata me familjen Brahe para se vepra të ishte gati për shtyp, dhe pastaj çështje financimi dhe zgjedhjeje shtypshkronje. Kepleri preferonte Ulm-in, sepse kërkesat teknike të punës mund të plotësoheshin më lehtë atje, por perandori këmbënguli që të shtypej në Austri, çka në praktikë do të thoshte Linc, kështu që Kepleri u përpoq të siguronte pajisje, shkronja, letër dhe punëtorë të përshtatshëm, duke udhëtuar në Vjenë dhe Nyrnberg. Por para se puna të fillonte plotësisht, qyteti i Lincit u rrethua nga qershori deri gusht 1626 gjatë Luftës Fshatare të Austrisë së Sipërme. Kepleri mbeti i padëmtuar, por shtëpia dhe shtypshkronja, që ndodheshin në periferi të qytetit, u shkatërruan nga zjarri. Duke qenë e pamundur ta përfundonte shtypjen në Linc, Kepleri i kërkoi perandorit leje ta transferohej në Ulm. Kjo iu dha, dhe u nis për në Ulm në nëntor, duke e lënë gruan dhe familjen në Regensburg.

Ulm dhe Sagani, 1626–1630

Kepleri kishte identifikuar tashmë një shtypshkronjë të përshtatshëm në Ulm, dorëshkrimi i tij nuk ishte dëmtuar në zjarr, dhe shtypja e Tabelave nisi shpejt, duke u përfunduar në shtator 1627. Kepleri tani kërkonte një pozicion të qëndrueshëm. Lufta kishte shkuar mirë për Perandorinë. Kryengritja Fshatare ishte shtypur, dhe komandantët perandorakë Wallenstein dhe Tilly kishin mundur forcat protestante, përfshirë ushtrinë daneze nën Mbretin Kristian IV, që kishte hyrë në luftë në anën protestante. Kepleri udhëtoi në Pragë t'ia paraqiste Tabelat perandorit. Ishte i shqetësuar për pritjen, pasi rritja e fuqisë katolike mund ta bënte pozicionin e tij të vështirë. Por mori një mirëpritje të ngrohtë nga perandori, që ishte shumë i interesuar për Tabelat.

Wallenstein-i ishte gjithashtu në Pragë në atë kohë, dhe kishte marrë kohët e fundit Dukatin e Saganit, në Silezi. Të dy burrat kishin qenë në kontakt më parë, kur Kepleri i kishte dhënë një horoskop përmes një ndërmjetësi, por nuk e takoi Wallenstein-in personalisht. Wallenstein-i negocioi me perandorin, dhe e ftoi Keplerin ta merrte banesën në Sagan. Kepleri udhëtoi në Linc për t'i mbyllur punët e tij atje, pastaj udhëtoi me familjen për në Sagan, ku mbërriti më 20 korrik 1628. Kepleri u ndje i izoluar në këtë qytet të Gjermanisë Veriore, me dialektin e tij të huaj. I shkroi Bernegger-it në mars 1629:

Është vetmia që më shtyp këtu, larg qyteteve të mëdha, dhe letrat vijnë e shkojnë vetëm ngadalë, duke shkaktuar shpenzime të mëdha.

— Johannes Kepler

Në dhjetor 1629, Kepleri arriti të ngrinte një shtypshkronjë, e cila botoi Efemeridat e tij për vitet 1621–1639.

Regensburg, kisha Peterskirchlein, pllaka përkujtimore për varrin e Johannes Keplerit

Transferimi në Sagan nuk i kishte zgjidhur problemet financiare të Keplerit. Mori pak ndihmë nga Wallenstein-i, përveç pagës së tij, dhe Efemeridat u shtypën me shpenzimet e veta. Ende i detyroheshin shuma të konsiderueshme nga thesari perandorak për punë të bëra më parë, prandaj më 8 tetor 1630, u nis për një udhëtim në Lajpcig, Nyrnberg, Dietën e Regensburgut, dhe Linc, me shpresën se do të arkëtonte të paktën diçka. Megjithatë, pak ditë pas mbërritjes në Regensburg, u sëmur dhe u përkeqësua përparimisht. Kepleri vdiq më 15 nëntor 1630, pak më shumë se një muaj pas mbërritjes së tij. U varros pak jashtë mureve të Regensburgut, në varrezën protestante të Shën Pjetrit, e cila u shkatërrua disa vjet më vonë gjatë luftës.

Krishterimi

Besimi i Keplerit se Zoti e krijoi kozmosin në mënyrë të rregullt e shtyu të përpiqej t'i përcaktonte dhe kuptonte ligjet që qeverisin botën natyrore, më thellësisht në astronomi. Fraza "Thjesht jam duke i menduar mendimet e Zotit pas Tij" i atribuohet atij, megjithëse kjo ka gjasa të jetë një version i përmbledhur i një shkrimi nga dora e tij:

Ato ligje [të natyrës] janë brenda kapacitetit të mendjes njerëzore; Zoti donte që t'i njihnim, duke na krijuar sipas shëmbëlltyrës së Tij, në mënyrë që të mund t'i ndanim mendimet e Tij.

Kepleri avokoi tolerancën mes konfesioneve të krishtera, për shembull duke argumentuar se katolikët dhe luteranët duhej të mund të merrnin kungim së bashku. Shkroi: "Krishti Zot as nuk qe as nuk është luteran, as kalvinist, as papist."

Astronomia

Mysterium Cosmographicum

Modeli i Keplerit me trupa platonikë të Sistemit Diellor, nga Mysterium Cosmographicum (1596)

Vepra e parë e madhe astronomike e Keplerit ishte Mysterium Cosmographicum (Misteri kozmografik, 1596). Kepleri pretendonte se pati një epifani më 19 korrik 1595, ndërsa jepte mësim në Grac, duke demonstruar bashkimin periodik të Saturnit dhe Jupiterit në zodiak: kuptoi se poligonet e rregullta lidhin nga një rreth të brendashkruar dhe një të jashtëshkruar në raporte të caktuara, gjë që, arsyetoi, mund të ishte baza gjeometrike e universit. Pasi dështoi ta gjente një rregullim unik poligonesh që të përshtatej me vëzhgimet e njohura astronomike (edhe me planetë shtesë të shtuar në sistem), Kepleri filloi të eksperimentonte me poliedra tredimensionale. Zbuloi se secili nga pesë trupat platonikë mund të brendashkruhej dhe jashtëshkruhej nga sfera; futja e këtyre trupave njëri brenda tjetrit, secili i mbyllur në një sferë, do të prodhonte gjashtë shtresa, që përputheshin me gjashtë planetët e njohur — Mërkurin, Afërditën, Tokën, Marsin, Jupiterin dhe Saturnin. Duke i renditur trupat në mënyrë selektive — oktaedri, ikozaedri, dodekaedri, tetraedri, kubi — Kepleri zbuloi se sferat mund të vendoseshin në intervale që përputheshin me madhësitë relative të orbitës së secilit planet, duke supozuar se planetët rrotullohen rreth Diellit. Kepleri gjithashtu gjeti një formulë që lidhte madhësinë e orbitës së secilit planet me kohëzgjatjen e periudhës së tij orbitale.

Kepleri mendonte se Mysterium kishte zbuluar planin gjeometrik të Zotit për universin. Pjesa më e madhe e entuziazmit të Keplerit për sistemin kopernikan buronte nga bindjet e tij teologjike mbi lidhjen mes fizikes dhe shpirtërores; vetë universi ishte një imazh i Zotit, me Diellin që i përgjigjej Atit, sferën yjore Birit, dhe hapësirën mes tyre Shpirtit të Shenjtë. Dorëshkrimi i tij i parë i Mysterium-it përfshinte një kapitull të gjerë që e pajtonte heliocentrizmin me pasazhet biblike që dukej se mbështesnin gjeocentrizmin. Me mbështetjen e mentorit të tij, Michael Maestlin, Kepleri mori leje nga senati i Universitetit të Tybingenit ta botonte dorëshkrimin, me kusht që të hiqej ekzegjeza biblike dhe të shtohej një përshkrim më i thjeshtë e i kuptueshëm i sistemit kopernikan, si dhe i ideve të reja të Keplerit. Mysterium u botua nga fundi i 1596-s, dhe Kepleri i mori kopjet e tij dhe filloi t'ua dërgonte astronomëve dhe patronëve të shquar në fillim të 1597-s; nuk u lexua gjerësisht, por vendosi reputacionin e Keplerit si astronom shumë i aftë. Dedikimi i tepruar, ndaj patronëve të fuqishëm si dhe ndaj burrave që kontrollonin pozicionin e tij në Grac, gjithashtu i hapi një derë vendimtare drejt sistemit të patronazhit.

Në 1621, Kepleri botoi një botim të dytë, të zgjeruar të Mysterium-it, gjysmë sa më i gjatë se i pari, duke detajuar në fusnota korrigjimet dhe përmirësimet e arritura në 25 vjetët që nga botimi i parë. Për sa i përket ndikimit, Mysterium-i mund të shihet si një hap i parë i rëndësishëm në modernizimin e teorisë së propozuar nga Koperniku në veprën e tij De revolutionibus orbium coelestium. Ndërsa Koperniku kërkoi ta avanconte një sistem heliocentrik në këtë libër, iu drejtua pajisjeve ptolemaike (d.m.th. epiciklet dhe rrathët eksentrikë) për ta shpjeguar ndryshimin në shpejtësinë orbitale të planetëve, dhe gjithashtu vazhdoi ta përdorte si pikë referimi qendrën e orbitës së Tokës, jo atë të Diellit, "si ndihmë për llogaritjen dhe për të mos e ngatërruar lexuesin duke u larguar shumë nga Ptolemeu". Astronomia moderne i detyrohet shumë Mysterium Cosmographicum-it, pavarësisht të metave në tezën e tij kryesore, "pasi përfaqëson hapin e parë në pastrimin e sistemit kopernikan nga mbetjet e teorisë ptolemaike që ende i ngjiteshin". Kepleri nuk e braktisi kurrë teorinë e tij të pesë trupave, duke botuar edicionin e dytë të Mysterium-it në 1621 dhe duke pohuar besimin e tij të vazhdueshëm në vlefshmërinë e modelit. Megjithëse vuri re se kishte mospërputhje mes të dhënave vëzhguese dhe parashikimeve të modelit të tij, nuk mendoi se ato ishin mjaftueshëm të mëdha sa ta zhvlerësonin teorinë.

Astronomia Nova

Diagram i trajektores gjeocentrike të Marsit gjatë disa periudhave të lëvizjes së dukshme prapavajtëse, në Astronomia Nova (1609)

Vija e zgjeruar e kërkimit që kulmoi në Astronomia Nova (Një astronomi e re) — duke përfshirë dy ligjet e para të lëvizjes planetare — filloi me analizën, nën drejtimin e Tychos, të orbitës së Marsit. Në këtë vepër, Kepleri prezantoi konceptin revolucionar të orbitës planetare, një shteg i një planeti në hapësirë, që rezulton nga veprimi i shkaqeve fizike, i dallueshëm nga koncepti i mëparshëm i sferës planetare (një guaskë sferike te e cila lidhet planeti). Si rezultat i këtij zbulimi, fenomenet astronomike filluan të shihen si të qeverisura nga ligje fizike. Kepleri llogariti dhe rillogariti afrime të ndryshme të orbitës së Marsit, duke përdorur një ekuant (mjeti matematikor që Koperniku e kishte eliminuar me sistemin e tij), duke krijuar përfundimisht një model që në përgjithësi përputhej me vëzhgimet e Tychos brenda dy minutave harkut (gabimi mesatar i matjes). Por nuk ishte i kënaqur me rezultatin kompleks dhe ende pak të pasaktë; në disa pika, modeli ndryshonte nga të dhënat deri në tetë minuta harku. Pasi metodat tradicionale të astronomisë matematikore dështuan, Kepleri filloi të përpiqej t'i përshtaste një orbitë vezake të dhënave.

Në pikëpamjen fetare të Keplerit për kozmosin, Dielli (simbol i Perëndisë Atë) ishte burimi i forcës lëvizëse në Sistemin Diellor. Si bazë fizike, Kepleri u mbështet me analogji te teoria e William Gilbert-it mbi shpirtin magnetik të Tokës, nga De Magnete (1600), dhe te puna e tij mbi optikën. Kepleri supozoi se fuqia lëvizëse e rrezatuar nga Dielli dobësohet me distancën, duke shkaktuar lëvizje më të shpejtë ose më të ngadaltë ndërsa planetët i afrohen ose largohen prej tij. Përdorimi i një modeli fizik për të nxjerrë një trajektore ishte një zbulim i madh. Kepleri nuk supozoi thjesht një orbitë rrethore, por u përpoq të gjente shkakun e saj, dhe e bëri këtë para se ta zbulonte ligjin e sipërfaqeve. Ndoshta ky supozim nënkuptonte një marrëdhënie matematikore që do ta rivendoste rregullin astronomik. Bazuar në matjet e afeliut dhe periheliut të Tokës dhe Marsit, krijoi një formulë sipas së cilës shpejtësia e lëvizjes së një planeti është në përpjesëtim të zhdrejtë me distancën e tij nga Dielli. Verifikimi i kësaj marrëdhënieje gjatë gjithë ciklit orbital kërkonte llogaritje shumë të gjera; për ta thjeshtuar këtë detyrë, deri në fund të 1602-s, Kepleri e riformuloi përpjesëtimin në terma gjeometrikë: planetët fshijnë sipërfaqe të barabarta në kohë të barabarta — ligji i tij i dytë i lëvizjes planetare.

Më pas iu vu llogaritjes së gjithë orbitës së Marsit, duke përdorur ligjin gjeometrik të sipërfaqeve dhe duke supozuar një orbitë vezake me formë veje. Pas rreth 40 përpjekjesh të dështuara, në fund të 1604-s, arriti më në fund te ideja e një elipse, të cilën më parë e kishte supozuar si zgjidhje shumë të thjeshtë për t'u anashkaluar nga astronomët e mëparshëm. Duke gjetur se një orbitë eliptike u përshtatej të dhënave të Marsit (hipoteza vikare), Kepleri arriti menjëherë në përfundimin se të gjithë planetët lëvizin në elipsa, me Diellin në një fokus — ligji i tij i parë i lëvizjes planetare. Për shkak se nuk kishte asistentë llogaritjeje, nuk e zgjeroi analizën matematikore përtej Marsit. Deri në fund të vitit, përfundoi dorëshkrimin për Astronomia nova, megjithëse nuk do të botohej deri në 1609, për shkak të mosmarrëveshjeve ligjore mbi përdorimin e vëzhgimeve të Tychos, pronë e trashëgimtarëve të tij.

Epitome Astronomiae Copernicanae

Pasi e përfundoi Astronomia Nova-n, Kepleri kishte synuar të hartonte një libër shkollor astronomie që do të mbulonte të gjitha bazat e astronomisë heliocentrike. Kepleri kaloi disa vjet të tjerë duke punuar në atë që do të bëhej Epitome Astronomiae Copernicanae (Përmbledhje e astronomisë kopernikane). Pavarësisht titullit, i cili vetëm sa nënkupton heliocentrizmin, Epitome ka të bëjë më pak me veprën e Kopernikut dhe më shumë me sistemin astronomik të vetë Keplerit. Epitome përmbante të tria ligjet e lëvizjes planetare dhe u përpoq t'i shpjegonte lëvizjet qiellore përmes shkaqeve fizike. Megjithëse i shtriu shprehimisht dy ligjet e para të lëvizjes planetare (të aplikuara te Marsi në Astronomia nova) te të gjithë planetët, si dhe te Hëna dhe satelitët mediçean të Jupiterit, nuk shpjegoi si mund të nxirreshin orbitat eliptike nga të dhënat vëzhguese.

Fillimisht e menduar si hyrje për të painiciuarit, Kepleri kërkoi ta modelonte Epitome-n e tij sipas asaj të mësuesit të tij, Michael Maestlin, i cili botoi një libër të mirëvlerësuar që shpjegonte bazat e astronomisë gjeocentrike për jo-ekspertët. Kepleri e përfundoi të parin nga tre vëllimet, që përbëhej nga librat I–III, deri në 1615, në të njëjtin format pyetje-përgjigje si ai i Maestlinit, dhe e shtypi në 1617. Megjithatë, ndalimi i librave kopernikanë nga Kisha Katolike, si dhe fillimi i Luftës Tridhjetëvjeçare, bënë që botimi i dy vëllimeve të tjera të vonohej. Ndërkohë, dhe për ta shmangur ndalimin, Kepleri e ndryshoi audiencën e Epitome-s nga fillestarët te astronomët dhe matematikanët ekspertë, ndërsa argumentet u bënë gjithnjë e më të sofistikuara dhe kërkonin matematikë të avancuar për t'u kuptuar. Vëllimi i dytë, që përbëhej nga libri IV, u botua në 1620, i ndjekur nga vëllimi i tretë, që përbëhej nga librat V–VII, në 1621.

Tabelat Rudolfine

Dy faqe nga Tabelat Rudolfine të Keplerit, që tregojnë eklipse të Diellit dhe Hënës

Në vitet pas përfundimit të Astronomia Nova-s, pjesa më e madhe e kërkimit të Keplerit u fokusua në përgatitjet për Tabelat Rudolfine dhe një grup gjithëpërfshirës efemeridash (parashikime specifike të pozicioneve të planetëve dhe yjeve) bazuar në tabelë, megjithëse asnjëra nuk do të përfundonte për shumë vjet.

Kepleri, më në fund, i përfundoi Tabelat Rudolfine në 1623, të cilat në atë kohë konsideroheshin vepra e tij kryesore. Megjithatë, për shkak të kërkesave botuese të perandorit dhe negociatave me trashëgimtarin e Tycho Brahes, nuk do të shtypeshin deri në 1627.

Baticat dhe graviteti

Shkrimet e Keplerit mbi baticat gjenden në një sërë veprash të tij. Në Tezën 15 të De fundamentis Astrologiae Certioribus (Mbi themelet më të sigurta të astrologjisë, 1601), ai thotë "Është vërtetuar nga përvoja se gjithçka që lagështohet njësoj fryhet me shtimin e Hënës dhe tërhiqet me pakësimin e Hënës", dhe më vonë, në Tezën 47, lidh një cikël 19-vjeçar të baticave me një cikël të ngjashëm të Hënës. Kjo mendohet të jetë referenca e parë ndaj një cikli baticash 19-vjeçar. Në shënimet e tij te Somnium (Ëndrra, roman i shkruar në 1608, por i pabotuar deri në 1634), spekulon se baticat vijnë nga tërheqja e ujërave të Tokës nga Hëna, me një forcë të ngjashme me magnetizmin. I zhvilloi më tej idetë mbi gravitetin dhe baticat në Astronomia Nova (Astronomia e re, 1609), e cila liston një seri aksiomash. Graviteti përkufizohet si "Një tërheqje e ndërsjellë trupore mes trupave të lidhur." Trupat e rëndë nuk tërhiqen nga qendra e universit, siç thoshte astronomia klasike, por nga qendra e një trupi të rrumbullakët të lidhur, si Toka. Është i qartë se tërheqja është e ndërsjellë, dhe se forcat tërheqëse që ushtrojnë dy trupa, si Toka dhe Hëna, mbi njëri-tjetrin, janë në përpjesëtim me masat e tyre përkatëse. E lidh tërheqjen gravitacionale me baticat, duke thënë se "nëse Toka do të pushonte t'i tërhiqte ujërat e saj, të gjitha ujërat detare do të ngriheshin dhe do të rridhnin drejt trupit të hënës".

Edward Rosen diskuton vendin e konceptit të Keplerit mbi gravitetin, në periudhën e hershme moderne, deri te ligji gravitacional universal i Njutonit, në një shtojcë të përkthimit të tij të Somnium-it. Para Kopernikut, koncepti kryesor i gravitetit ishte ai i Aristotelit, i cili mendonte se trupat e rëndë lëviznin drejt qendrës së universit. Meqë Toka supozohej e palëvizshme, me qendrën e saj në qendër të universit, ata do të binin drejt qendrës së Tokës. Koperniku e theu këtë lidhje kur e vendosi Diellin në qendër, me Tokën duke u rrotulluar rreth tij. Për Kopernikun, graviteti ishte "një dëshirë e caktuar natyrore me të cilën janë pajisur pjesët", e pranishme në Diell, Hënë dhe planetë, që i çonte drejt ruajtjes së formës së tyre sferike, por siç vë në dukje Rosen, këto trupa nuk tërhiqnin njëri-tjetrin. Kepleri e zgjeroi më tej konceptin, duke e përgjithësuar te tërheqja mes trupave të lidhur, që përfshinte Diellin, Hënën dhe planetët, si dhe gurët. Por nuk e përdori këtë koncept për t'i shpjeguar lëvizjet orbitale të planetëve, të cilat Kepleri i besonte se vinin nga një forcë rrotulluese e emetuar nga Dielli. Për më tepër, nuk e shtriu idenë e tërheqjes së ndërsjellë te yjet përtej orbitave planetare. Kështu, e tija nuk ishte një teori e gravitetit universal, që do të duhej të priste Njutonin.

Galileo Galilei e refuzoi konceptin e Keplerit mbi gravitetin, sepse e konsideronte atë që sot e quajmë veprim në distancë si një formë mistike. Galileo kishte teorinë e vet, të cilën e konsideronte një provë të rëndësishme se Toka lëviz, dhe madje pretendonte se baticat ishin fenomeni i vetëm i vëzhgueshëm që nuk mund të shpjegohej duke përdorur një model ptolemaik me Tokën në qendër. Duke e krahasuar teorinë e tij me veprën e të tjerëve, Galileo e veçoi Keplerin për përbuzje: "Jam më i habitur nga Kepleri sesa nga cilido tjetër. Pavarësisht mendjes së tij të hapur dhe të mprehtë, dhe megjithëse i ka në majë të gishtave lëvizjet që i atribuohen Tokës, ai megjithatë ia ka dhënë veshin dhe pëlqimin sundimit të hënës mbi ujërat, vetive okulte, dhe budallallëqeve të tilla." Kepleri vuri në dukje se teoria e Galileos nuk kishte mënyrë të përshtatshme për ta shpjeguar lidhjen e kohës së baticave me fazat e Hënës, një lidhje e njohur që nga antikiteti dhe e konfirmuar përsëri e përsëri.

Astrologjia

Horoskopi i Keplerit për gjeneralin Wallenstein

Ashtu si Ptolemeu, Kepleri e konsideronte astrologjinë si homologen e astronomisë, me interes dhe vlerë të barabartë. Megjithatë, në vitet pasuese, dy lëndët u ndanë, derisa astrologjia nuk u praktikua më mes astronomëve profesionistë.

Sir Oliver Lodge vuri re se Kepleri ishte disi përbuzës ndaj astrologjisë në kohën e tij, pasi "sulmonte dhe hidhte sarkazëm vazhdimisht ndaj astrologjisë, por ishte e vetmja gjë për të cilën njerëzit e paguanin, dhe prej saj, në një farë mënyre, jetoi. Sidoqoftë, Kepleri kaloi një sasi të madhe kohe duke u përpjekur ta rivendoste astrologjinë mbi një bazë filozofike më të fortë, duke hartuar kalendarë të shumtë astrologjikë, më shumë se 800 hartë lindjeje, dhe një sërë traktatesh që trajtonin vetë çështjen e astrologjisë.

De Fundamentis

Në përpjekjen e tij për t'u bërë astronom perandorak, Kepleri shkroi De Fundamentis (1601), titulli i plotë i të cilit mund të përkthehet si "Mbi themelimin e astrologjisë në baza më të shëndosha", si një parathënie e shkurtër e njërit prej almanakëve të tij vjetorë.

Në këtë vepër, Kepleri i përshkruan efektet e Diellit, Hënës dhe planetëve në aspektin e dritës dhe ndikimit të tyre mbi lëngjet trupore, duke përfunduar me pikëpamjen e Keplerit se Toka posedon një shpirt me një farë kuptimi gjeometrik. E nxitur nga konvergjenca gjeometrike e rrezeve që formohen rreth saj, shpirti-i-botës është ndijues, por jo i vetëdijshëm. Ashtu si një bari kënaqet nga tingëllimi i një fyelli pa e kuptuar teorinë e harmonisë muzikore, po ashtu Toka i përgjigjet këndeve dhe aspekteve të krijuara nga qiejt, por jo në mënyrë të vetëdijshme. Eklipset janë të rëndësishme si shenja, sepse aftësia kafshërore e Tokës trazohet dhunshëm nga ndërprerja e papritur e dritës, duke përjetuar diçka si emocion, dhe duke vazhduar në të për ca kohë.

Kepleri supozon se Toka ka "cikle lëngjesh", ashtu si kafshët e gjalla, dhe jep si shembull: "baticat më të larta të detit thuhet nga detarët se rikthehen çdo nëntëmbëdhjetë vjet, rreth të njëjtave ditë të vitit". (Kjo mund t'i referohet ciklit 18,6-vjeçar të precesionit të nyjeve hënore.) Kepleri avokon kërkimin e cikleve të tilla duke mbledhur vëzhgime gjatë një periudhe shumë vjetësh, "dhe deri tani ky vëzhgim nuk është bërë".

Tertius Interveniens

Kepleri dhe Helisaeus Roeslin u përfshinë në një seri sulmesh dhe kundërsulmesh të botuara mbi rëndësinë e astrologjisë, pas supernovës së 1604-s; rreth të njëjtës kohë, mjeku Philip Feselius botoi një vepër që e hidhte poshtë astrologjinë tërësisht (dhe veprën e Roeslinit në veçanti).

Në përgjigje të asaj që Kepleri e shihte si teprim i astrologjisë, nga njëra anë, dhe refuzim i tepruar i saj, nga ana tjetër, Kepleri përgatiti Tertius Interveniens (1610). Nominalisht, kjo vepër — kushtuar patronit të përbashkët të Roeslinit dhe Feseliusit — ishte një ndërmjetësim neutral mes studiuesve në grindje (titulli do të thotë "Ndërhyrjet e palës së tretë"), por gjithashtu parashtronte pikëpamjet e përgjithshme të Keplerit mbi vlerën e astrologjisë, duke përfshirë disa mekanizma të hipotezuar ndërveprimi mes planetëve dhe shpirtrave individualë. Ndërsa Kepleri i konsideronte shumicën e rregullave dhe metodave tradicionale të astrologjisë si "bajga me erë të keqe", në të cilën gërmon "një pulë e zellshme", kishte "raste ndonjë kokërr-fara, madje edhe një perlë apo një copë ari", që mund ta gjente astrologu shkencor i ndërgjegjshëm.

Muzika

Harmonice Mundi

Harmonitë gjeometrike nga Harmonice Mundi (1619)

Kepleri ishte i bindur "se gjërat gjeometrike i kanë siguruar Krijuesit modelin për ta zbukuruar gjithë botën". Në Harmonice Mundi (1619), u përpoq t'i shpjegonte përpjesëtimet e botës natyrore — veçanërisht aspektet astronomike dhe astrologjike — në terma muzikorë. Grupi qendror i "harmonive" ishte musica universalis ose "muzika e sferave", e cila ishte studiuar nga Pitagora, Ptolemeu dhe të tjerë para Keplerit; në fakt, shpejt pas botimit të Harmonice Mundi, Kepleri u përfshi në një mosmarrëveshje përparësie me Robert Fludd-in, i cili kishte botuar kohët e fundit teorinë e vet harmonike.

Kepleri filloi duke eksploruar poligonet e rregullta dhe trupat e rregullt, përfshirë figurat që do të njiheshin si trupat e Keplerit. Që andej, e zgjeroi analizën e tij harmonike te muzika, meteorologjia dhe astrologjia; harmonia rezultonte nga tonet e prodhuara nga shpirtrat e trupave qiellorë — dhe, në rastin e astrologjisë, ndërveprimi mes atyre toneve dhe shpirtrave njerëzorë. Në pjesën përfundimtare të veprës (Libri V), Kepleri u mor me lëvizjet planetare, veçanërisht marrëdhëniet mes shpejtësisë orbitale dhe distancës orbitale nga Dielli. Marrëdhënie të ngjashme ishin përdorur nga astronomë të tjerë, por Kepleri — me të dhënat e Tychos dhe teoritë e tij astronomike — i trajtoi ato shumë më me saktësi, dhe u bashkangjiti kuptim të ri fizik.

Ndër shumë harmoni të tjera, Kepleri artikuloi atë që do të njihej si ligji i tretë i lëvizjes planetare. Provoi shumë kombinime, derisa zbuloi se (afërsisht) "Katrorët e kohëve periodike janë me njëri-tjetrin siç janë kubet e distancave mesatare." Megjithëse jep datën e kësaj epifanie (8 mars 1618), nuk jep asnjë detaj se si arriti në këtë përfundim. Megjithatë, rëndësia më e gjerë e këtij ligji thjesht kinematik për dinamikën planetare nuk u kuptua deri në vitet 1660. Kur u bashkua me ligjin e sapo zbuluar të forcës centrifugale të Christiaan Huygens-it, mundësoi që Isak Njutoni, Edmond Halley, dhe ndoshta Christopher Wren dhe Robert Hooke, ta demonstronin në mënyrë të pavarur se tërheqja e supozuar gravitacionale mes Diellit dhe planetëve të tij zvogëlohej me katrorin e distancës mes tyre. Kjo e hodhi poshtë supozimin tradicional të fizikës skolastike, se fuqia e tërheqjes gravitacionale mbetej konstante me distancën, sa herë që aplikohej mes dy trupave, siç e supozonte Kepleri, si dhe Galileo në ligjin e tij të gabuar universal, se rënia gravitacionale ishte e përshpejtuar në mënyrë uniforme, si dhe studenti i Galileos, Borrelli, në mekanikën e tij qiellore të 1666-s.

Optika

Astronomiae Pars Optica

Një pllakë nga Astronomiae Pars Optica, që ilustron strukturën e syve të llojeve të ndryshme

Ndërsa Kepleri vazhdonte ngadalë t'i analizonte vëzhgimet e Tychos për Marsin — tashmë të disponueshme për të tërësisht — dhe filloi procesin e ngadaltë të tabelimit të Tabelave Rudolfine, Kepleri gjithashtu e rimori hetimin e ligjeve të optikës, nga eseja e tij hënore e 1600-s. Si eklipset hënore ashtu edhe ato diellore paraqisnin fenomene të pashpjeguara, si madhësi hijesh të papritura, ngjyra e kuqe e një eklipsi total hënor, dhe drita e pazakontë e raportuar rreth një eklipsi total diellor. Çështje të lidhura të refraksionit atmosferik zbatoheshin te të gjitha vëzhgimet astronomike. Gjatë pjesës më të madhe të 1603-s, Kepleri e ndërpreu punën e tij tjetër për t'u përqendruar te teoria optike; dorëshkrimi që rezultoi, i paraqitur perandorit më 1 janar 1604, u botua si Astronomiae Pars Optica (Pjesa optike e astronomisë). Në të, Kepleri përshkroi ligjin e katrorit të zhdrejtë që qeveris intensitetin e dritës, reflektimin nga pasqyra të rrafshëta dhe të lakuara, dhe parimet e kamerave me vrimë gjilpëre, si dhe implikimet astronomike të optikës, si paralaksi dhe madhësitë e dukshme të trupave qiellorë. Gjithashtu e zgjeroi studimin e tij të optikës te syri njerëzor, dhe konsiderohet përgjithësisht nga neuroshkencëtarët i pari që njohu se imazhet projektohen të përmbysura dhe të kthyera nga lente e syrit mbi retinë. Zgjidhja e kësaj dileme nuk pati rëndësi të veçantë për Keplerin, pasi nuk e shihte si diçka që i përkiste optikës, megjithëse sugjeroi se imazhi korrigjohej më vonë "në zgavrat e trurit", për shkak të "veprimtarisë së Shpirtit".

Sot, Astronomiae Pars Optica njihet përgjithësisht si baza e optikës moderne (megjithëse ligji i refraksionit mungon dukshëm). Në lidhje me fillimet e gjeometrisë projektive, Kepleri prezantoi idenë e ndryshimit të vazhdueshëm të një entiteti matematikor në këtë vepër. Argumentoi se, nëse një fokus i një prerjeje konike lejohej të lëvizte përgjatë vijës që bashkon fokuset, forma gjeometrike do të shndërrohej ose degjenerohej, njëra në tjetrën. Në këtë mënyrë, një elipsë bëhet një parabolë kur një fokus lëviz drejt pafundësisë, dhe kur dy fokuset e një elipse bashkohen njëri me tjetrin, formohet një rreth. Ndërsa fokuset e një hiperbole bashkohen njëri me tjetrin, hiperbola bëhet një çift vijash të drejta. Gjithashtu supozoi se, nëse një vijë e drejtë zgjatet deri në pafundësi, do të takojë veten në një pikë të vetme në pafundësi, duke pasur kështu vetitë e një rrethi të madh.

Dioptrice

Në muajt e parë të 1610-s, Galileo Galilei — duke përdorur teleskopin e tij të ri e të fuqishëm — zbuloi katër satelitë që orbitonin Jupiterin. Pasi e botoi rrëfimin e tij si Sidereus Nuncius [Lajmëtari yjor], Galileo kërkoi mendimin e Keplerit, pjesërisht për ta forcuar besueshmërinë e vëzhgimeve të tij. Kepleri iu përgjigj me entuziazëm, me një përgjigje të shkurtër të botuar, Dissertatio cum Nuncio Sidereo [Bisedë me lajmëtarin yjor]. I miratoi vëzhgimet e Galileos dhe ofroi një gamë spekulimesh mbi kuptimin dhe implikimet e zbulimeve dhe metodave teleskopike të Galileos, për astronominë dhe optikën, si dhe kozmologjinë dhe astrologjinë. Më vonë atë vit, Kepleri botoi vëzhgimet e tij teleskopike të hënave, në Narratio de Jovis Satellitibus, duke i dhënë mbështetje të mëtejshme Galileos. Për zhgënjimin e Keplerit, megjithatë, Galileo nuk botoi kurrë reagimet e tij (nëse pati) ndaj Astronomia Nova-s.

Kepleri gjithashtu nisi një hetim teorik dhe eksperimental të lenteve teleskopike, duke përdorur një teleskop të huazuar nga Duka Ernest i Këlnit. Dorëshkrimi që rezultoi u përfundua në shtator 1610 dhe u botua si Dioptrice në 1611. Në të, Kepleri parashtroi bazën teorike të lenteve konvergjente dykonvekse dhe lenteve divergjente dykonkave — dhe si kombinohen për të prodhuar një teleskop galileian — si dhe konceptet e imazheve reale kundrejt atyre virtuale, imazheve të drejta kundrejt atyre të përmbysura, dhe efektet e distancës fokale mbi zmadhimin dhe zvogëlimin. Gjithashtu përshkroi një teleskop të përmirësuar — sot i njohur si teleskopi astronomik, ose teleskopi Kepler — te i cili dy lente konvekse mund të prodhojnë zmadhim më të lartë sesa kombinimi i Galileos i lenteve konvekse dhe konkave.

Matematika dhe fizika

Diagram që ilustron hamendësimin e Keplerit, nga Strena Seu de Nive Sexangula (1611)

Si dhuratë Viti i Ri i atij viti (1611), gjithashtu hartoi për mikun dhe patronin e tij të kohëpaskohshëm, baronin Wackher von Wackhenfels, një broshurë të shkurtër të titulluar Strena Seu de Nive Sexangula (Një dhuratë Viti i Ri prej dëbore gjashtëkëndore). Në këtë traktat, botoi përshkrimin e parë të simetrisë gjashtëkëndore të thekonave të borës, dhe, duke e shtrirë diskutimin në një bazë fizike hipotetike atomistike për simetrinë e tyre, parashtroi atë që më vonë do të njihej si hamendësimi i Keplerit, një pohim mbi rregullimin më efikas për paketimin e sferave. Ky problem i rëndësishëm matematikor ka aplikime praktike në kuptimin e trupave të ngurtë kristalorë; u zgjidh formalisht nga Thomas Hales në 2017.

Kepleri shkroi traktatin ndikues matematikor Nova stereometria doliorum vinariorum në 1613, mbi matjen e vëllimit të enëve, si fuçitë e verës, i cili u botua në 1615. Kepleri gjithashtu kontribuoi në zhvillimin e metodave infinitezimale dhe analizës numerike, përfshirë afrimet përsëritëse, infinitezimalët, dhe përdorimin e hershëm të logaritmeve dhe ekuacioneve transhendentale. Puna e Keplerit mbi llogaritjen e vëllimeve të formave, dhe mbi gjetjen e formës optimale të një fuçie vere, ishin hapa të rëndësishëm drejt zhvillimit të kalkulusit. Rregulli i Simpsonit, një metodë afrimi e përdorur në kalkulusin integral, njihet në gjermanisht si Keplersche Fassregel (rregulli i fuçisë së Keplerit).

Trashëgimia

Pritja e astronomisë së tij

Ligjet e Keplerit të lëvizjes planetare nuk u pranuan menjëherë. Disa figura të mëdha, si Galileo dhe René Descartes, e injoruan tërësisht Astronomia nova-n e Keplerit. Shumë astronomë, përfshirë mësuesin e Keplerit, Michael Maestlin, kundërshtuan prezantimin e fizikës në astronominë e Keplerit. Disa miratuan pozicione kompromisi. Ismaël Bullialdus e pranoi orbitat eliptike, por e zëvendësoi ligjin e sipërfaqeve të Keplerit me lëvizje uniforme në lidhje me fokusin bosh të elipsës, ndërsa Seth Ward përdori një orbitë eliptike me lëvizje të përcaktuara nga një ekuant.

Disa astronomë e testuan teorinë e Keplerit, dhe modifikimet e saj të ndryshme, kundrejt vëzhgimeve astronomike. Dy tranzitet e Afërditës dhe Mërkurit përmes faqes së Diellit ofruan teste të ndjeshme të teorisë, në rrethana kur këta planetë normalisht nuk mund të vëzhgoheshin. Në rastin e tranzitit të Mërkurit në 1631, Kepleri kishte qenë jashtëzakonisht i pasigurt për parametrat e Mërkurit, dhe këshilloi vëzhguesit ta kërkonin tranzitin ditën para dhe pas datës së parashikuar. Pierre Gassendi e vëzhgoi tranzitin në datën e parashikuar, një konfirmim i parashikimit të Keplerit. Ky ishte vëzhgimi i parë i një tranziti të Mërkurit. Megjithatë, përpjekja e tij për ta vëzhguar tranzitin e Afërditës vetëm një muaj më vonë ishte e pasuksesshme, për shkak të pasaktësive në Tabelat Rudolfine. Gassendi nuk e kuptoi se nuk ishte i dukshëm nga shumica e Evropës, përfshirë Parisin. Jeremiah Horrocks, që vëzhgoi tranzitin e Afërditës të 1639-s, i kishte përdorur vëzhgimet e veta për t'i rregulluar parametrat e modelit kepleran, e parashikoi tranzitin, dhe pastaj ndërtoi aparaturë për ta vëzhguar tranzitin. Mbeti një avokat i palëkundur i modelit kepleran.

Epitome of Copernican Astronomy u lexua nga astronomë në të gjithë Evropën, dhe pas vdekjes së Keplerit, ishte mjeti kryesor për përhapjen e ideve të Keplerit. Në periudhën 1630–1650, ky libër ishte teksti më i përdorur i astronomisë, duke fituar shumë të kthyer te astronomia e bazuar në elipsa. Megjithatë, pak vetë i miratuan idetë e tij mbi bazën fizike të lëvizjeve qiellore. Në fund të shekullit XVII, një sërë teorish të astronomisë fizike, që buronin nga vepra e Keplerit — veçanërisht ato të Giovanni Alfonso Borelli-t dhe Robert Hooke-ut — filluan të përfshinin forca tërheqëse (megjithëse jo speciet lëvizëse kuazi-shpirtërore të hipotezuara nga Kepleri) dhe konceptin kartezian të inercisë. Në Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687), Isak Njutoni i nxori ligjet e Keplerit të lëvizjes planetare nga një teori e bazuar në forcë e gravitetit universal, një sfidë matematikore që më vonë u njoh si "zgjidhja e problemit të Keplerit".

Historia e shkencës

Monument kushtuar Tycho Brahes dhe Keplerit, në Pragë, Republika Çeke

Përtej rolit të tij në zhvillimin historik të astronomisë dhe filozofisë natyrore, Kepleri ka luajtur një rol të madh në filozofinë dhe historiografinë e shkencës. Kepleri dhe ligjet e tij të lëvizjes ishin qendrore për historitë e hershme të astronomisë, si Histoire des mathématiques e Jean-Étienne Montucla-s (1758) dhe Histoire de l'astronomie moderne e Jean-Baptiste Delambre-s (1821). Këto dhe historira të tjera, të shkruara nga një këndvështrim iluminist, i trajtuan argumentet metafizike dhe fetare të Keplerit me skepticizëm dhe mospëlqim, por filozofë natyrorë të mëvonshëm të epokës romantike i shihnin këto elemente si qendrore për suksesin e tij.

William Whewell, në veprën e tij ndikuese History of the Inductive Sciences (1837), e gjeti Keplerin si arketipin e gjeniut shkencor induktiv; në Philosophy of the Inductive Sciences (1840), Whewell e paraqiti Keplerin si mishërimin e formave më të avancuara të metodës shkencore. Në mënyrë të ngjashme, Ernst Friedrich Apelt — i pari që studioi gjerësisht dorëshkrimet e Keplerit, pas blerjes së tyre nga Katerina e Madhe — e identifikoi Keplerin si çelës i "Revolucionit të shkencave". Apelt, i cili i shihte matematikën, ndjeshmërinë estetike, idetë fizike dhe teologjinë e Keplerit si pjesë e një sistemi të unifikuar mendimi, prodhoi analizën e parë të zgjeruar të jetës dhe veprës së Keplerit.

Vepra e Alexandre Koyré-s mbi Keplerin ishte, pas Apelt-it, gurë-kilometri i parë i madh në interpretimet historike të kozmologjisë së Keplerit dhe ndikimit të saj. Në vitet 1930 dhe 1940, Koyré, dhe një numër të tjerësh nga gjenerata e parë e historianëve profesionistë të shkencës, e përshkruan "Revolucionin shkencor" si ngjarjen qendrore në historinë e shkencës, dhe Keplerin si një figurë qendrore (ndoshta figura qendrore) e revolucionit. Koyré e vendosi teorizimin e Keplerit, jo punën e tij empirike, në qendër të transformimit intelektual nga botëkuptimet e lashta te ato moderne. Që nga vitet 1960, vëllimi i studimeve historike mbi Keplerin është zgjeruar shumë, duke përfshirë studime mbi astrologjinë dhe meteorologjinë e tij, metodat e tij gjeometrike, rolin e pikëpamjeve të tij fetare në punën e tij, metodat e tij letrare dhe retorike, ndërveprimin e tij me rrymat më të gjera kulturore dhe filozofike të kohës së tij, madje edhe rolin e tij si historian i shkencës.

Filozofë të shkencës — si Charles Sanders Peirce, Norwood Russell Hanson, Stephen Toulmin dhe Karl Popper — janë kthyer vazhdimisht te Kepleri: shembuj të pakrahasueshmërisë, arsyetimit analogjik, falsifikimit, dhe shumë koncepteve të tjera filozofike janë gjetur në veprën e Keplerit. Fizikani Wolfgang Pauli madje e përdori mosmarrëveshjen e përparësisë së Keplerit me Robert Fludd-in për ta eksploruar ndikimin e psikologjisë analitike mbi hetimin shkencor.

Botime dhe përkthime

Përkthime moderne të një numri librash të Keplerit u shfaqën në fund të shekullit XIX dhe fillim të shekullit XX; botimi sistematik i veprave të tij të mbledhura nisi në 1937 (dhe po i afrohet përfundimit në fillim të shekullit XXI).

Një edicion në tetë vëllime, Kepleri Opera omnia, u përgatit nga Christian Frisch (1807–1881), gjatë 1858–1871, me rastin e 300-vjetorit të lindjes së Keplerit. Edicioni i Frisch-it përfshinte vetëm latinishten e Keplerit, me komentar në latinisht.

Një edicion i ri u planifikua duke filluar nga 1914 nga Walther von Dyck (1856–1934). Dyck mblodhi kopje të dorëshkrimeve të papërpunuara të Keplerit, duke përdorur kontakte diplomatike ndërkombëtare për t'i bindur autoritetet sovjetike t'ia huazonin dorëshkrimet e ruajtura në Leningrad, për riprodhim fotografik. Këto dorëshkrime përmbanin disa vepra të Keplerit që nuk i ishin vënë në dispozicion Frisch-it. Fotografitë e Dyck-ut mbeten baza për edicionet moderne të dorëshkrimeve të pabotuara të Keplerit.

Max Caspar (1880–1956) botoi përkthimin e tij gjerman të Mysterium Cosmographicum-it të Keplerit në 1923. Si Dyck ashtu edhe Caspar u ndikuan në interesin e tyre për Keplerin nga matematikani Alexander von Brill (1842–1935). Caspar u bë bashkëpunëtor i Dyck-ut, duke e pasuar si drejtues projekti në 1934, duke themeluar Kepler-Kommission-in vitin pasues. I ndihmuar nga Martha List (1908–1992) dhe Franz Hammer (1898–1969), Caspar e vazhdoi punën editoriale gjatë Luftës së Dytë Botërore. Max Caspar botoi gjithashtu një biografi të Keplerit në 1948. Komisioni më vonë u drejtua nga Volker Bialas (1976–2003), Ulrich Grigull (1984–1999) dhe Roland Bulirsch (1998–2014).

Ndikimi kulturor dhe eponimia

Kepleri ka fituar një imazh popullor si ikonë e modernitetit shkencor dhe njeri para kohës së tij; popullarizuesi i shkencës Carl Sagan e përshkroi si "astrofizikanin e parë dhe astrologun e fundit shkencor". Debati mbi vendin e Keplerit në Revolucionin Shkencor ka prodhuar një larmi trajtimesh filozofike dhe popullore. Një nga më ndikuesit është libri i Arthur Koestler-it i 1959-s, The Sleepwalkers: A History of Man's Changing Vision of the Universe, ku Kepleri është pa mëdyshje heroi (moralisht dhe teologjikisht, si dhe intelektualisht) i revolucionit.

Romani historik i mirëpritur i John Banville-it, Kepler (1981), eksploroi shumë nga temat e zhvilluara në rrëfimin jo-fiction të Koestler-it, dhe në filozofinë e shkencës. Një libër jo-fiction i 2004-s, Heavenly Intrigue, spekuloi se Kepleri e vrau Tycho Brahen për të pasur qasje në të dhënat e tij. Në 2010, Tycho Brahe u zhvarros nga një ekip holandezo-çek, dhe eshtrat, dhëmbët dhe mjekra e tij u analizuan për merkur. Rezultatet e eliminuan përfundimisht helmimin me merkur si shkak të vdekjes së Brahes.

Në Austri, u prodhua në 2002 një monedhë argjendi përkujtimore prej 10 eurosh, me Johannes Keplerin. Ana e pasme e monedhës ka portretin e Keplerit, i cili kaloi ca kohë duke dhënë mësim në Grac dhe rrethinat e tij. Kepleri e njihte personalisht princin Hans Ulrich von Eggenberg, dhe me sa duket ndikoi te ndërtimi i Kalasë Eggenberg (motivi i anës së parë të monedhës). Përpara tij, në monedhë, ndodhet modeli i sferave dhe poliedrave të futura brenda njëra-tjetrës, nga Mysterium Cosmographicum.

Kompozitori gjerman Paul Hindemith shkroi një operë mbi Keplerin, të titulluar Die Harmonie der Welt (1957), dhe gjatë procesit të zgjatur të krijimit të saj, shkroi njëkohësisht një simfoni me të njëjtin titull, bazuar në idetë muzikore që kishte zhvilluar për operën. Vepra e Hindemith-it e frymëzoi John Rodgers-in dhe Willie Ruff-in, të Universitetit Yale, të krijonin një kompozim sintetizatori bazuar në skemën e Keplerit për ta paraqitur lëvizjen planetare me muzikë. Philip Glass shkroi një operë të titulluar Kepler (2009), bazuar në jetën e Keplerit, me libret në gjermanisht dhe latinisht nga Martina Winkel.

Të quajtur drejtpërdrejt sipas kontributit të Keplerit në shkencë janë: Ligjet e Keplerit të lëvizjes planetare; Supernova e Keplerit SN 1604, të cilën ai e vëzhgoi dhe përshkroi; poliedrat Kepler-Poinsot (një grup ndërtimesh gjeometrike), dy prej të cilave u përshkruan prej tij; dhe hamendësimi i Keplerit mbi paketimin e sferave. Vendet dhe entitetet e quajtura në nder të tij përfshijnë rrugë e sheshe të shumta qytetesh, disa institucione arsimore, një asteroid, një krater hënor, dhe një krater marsian.

Përfytyrim artistik i Kepler-62f, një ekzoplanet potencialisht i banueshëm, zbuluar me të dhëna të transmetuara nga teleskopi hapësinor Kepler

Teleskopi hapësinor Kepler ka vëzhguar 530.506 yje dhe ka zbuluar 2.778 planetë të konfirmuar (deri më 16 qershor 2023), shumë prej tyre të quajtur sipas teleskopit dhe vetë Keplerit.

Veprat

• Mysterium Cosmographicum (Misteri i shenjtë i kozmosit) (1596)
• De Fundamentis Astrologiae Certioribus (Mbi themelet më të sigurta të astrologjisë) (1601)
• Astronomiae pars optica (1604)
• De Stella nova in pede Serpentarii (Mbi yllin e ri te këmba e Gjarpërmbajtësit) (1606)
• Astronomia nova (Astronomia e re) (1609)
• Tertius Interveniens (Ndërhyrjet e palës së tretë) (1610)
• Dissertatio cum Nuncio Sidereo (Bisedë me lajmëtarin yjor) (1610)
• Dioptrice (1611)
• De nive sexangula (Mbi thekonën gjashtëkëndore të borës) (1611)
• De vero Anno, quo aeternus Dei Filius humanam naturam in Utero benedictae Virginis Mariae assumpsit (1614)
• Eclogae Chronicae (1615, botuar bashkë me Dissertatio cum Nuncio Sidereo)
• Nova stereometria doliorum vinariorum (Stereometria e re e fuçive të verës) (1615)
• Ephemerides nouae motuum coelestium (1617–1630)
• Epitome astronomiae copernicanae (1618)
• De cometis (1619)
• Harmonice Mundi (Harmonia e botëve) (1619)
• Mysterium cosmographicum, edicioni i dytë (1621)
• Tabulae Rudolphinae (Tabelat Rudolfine) (1627)
• Somnium (Ëndrra) (1634)
• Johannes Kepler Gesammelte Werke (KGW), edicion kritik në 22 vëllime, botuar nga Kepler-Kommission-i (themeluar 1935), në emër të Akademisë Bavareze të Shkencave.

Kepler-Kommission-i boton gjithashtu Bibliographia Kepleriana (edicioni i dytë, List, 1968), një bibliografi e plotë e edicioneve të veprave të Keplerit, me një vëllim shtesë për edicionin e dytë (red. Hamel 1998).

Shiko edhe

• Fizika teorike
• Parimi i Cavalierit
• Historia e astronomisë
• Historia e fizikës
• Orbita e Keplerit
• Trekëndëshi i Keplerit
• Konstantja Kepler–Bouwkamp
• Pllakosja Penrose
• Trysnia e rrezatimit

Referime

• Barker, Peter dhe Bernard R. Goldstein: "Theological Foundations of Kepler's Astronomy". Osiris, vëll. 16. Science in Theistic Contexts. University of Chicago Press, 2001, f. 88–113. (anglisht)
• Caspar, Max. Kepler; përkth. dhe red. C. Doris Hellman; me hyrje dhe referenca të reja nga Owen Gingerich; citime bibliografike nga Owen Gingerich dhe Alain Segonds. New York: Dover, 1993. ISBN 978-0-486-67605-0. (anglisht)
• Connor, James A. Kepler's Witch: An Astronomer's Discovery of Cosmic Order Amid Religious War, Political Intrigue, and the Heresy Trial of His Mother. HarperSanFrancisco, 2004. ISBN 978-0-06-052255-1. (anglisht)
• De Gandt, Francois. Force and Geometry in Newton's Principia, përkth. Curtis Wilson, Princeton University Press, 1995. ISBN 978-0-691-03367-9. (anglisht)
• Dreyer, J. L. E. A History of Astronomy from Thales to Kepler. Dover Publications Inc, 1967. ISBN 0-486-60079-3. (anglisht)
• Field, J. V. Kepler's geometrical cosmology. University of Chicago Press, 1988. ISBN 978-0-226-24823-3. (anglisht)
• Gilder, Joshua dhe Anne-Lee Gilder: Heavenly Intrigue: Johannes Kepler, Tycho Brahe, and the Murder Behind One of History's Greatest Scientific Discoveries, Doubleday, 2004. ISBN 978-0-385-50844-5. (anglisht)
• Gingerich, Owen. The Eye of Heaven: Ptolemy, Copernicus, Kepler. American Institute of Physics, 1993. ISBN 978-0-88318-863-7. (anglisht)
• Gingerich, Owen: "Kepler, Johannes" në Dictionary of Scientific Biography, vëll. VII. Charles Coulston Gillispie, red. New York: Charles Scribner's Sons, 1973. (anglisht)
• Jardine, Nick: "Koyré's Kepler/Kepler's Koyré," History of Science, vëll. 38 (2000), f. 363–376. (anglisht)
• Kepler, Johannes. Johannes Kepler New Astronomy, përkth. W. Donahue, parathënie O. Gingerich, Cambridge University Press, 1993. ISBN 0-521-30131-9. (anglisht)
• Kepler, Johannes dhe Christian Frisch. Joannis Kepleri Astronomi Opera Omnia (Xhon Kepleri, astronom; veprat e plota), 8 vëllime (1858–1871). Frankfurt am Main dhe Erlangen, Heyder & Zimmer. (latinisht)
• Kepler, Johannes, et al. Great Books of the Western World. Volume 16: Ptolemy, Copernicus, Kepler, Çikago: Encyclopædia Britannica, Inc., 1952. (anglisht)
• Koestler, Arthur. The Sleepwalkers: A History of Man's Changing Vision of the Universe. (1959). ISBN 978-0-14-019246-9. (anglisht)
• Koyré, Alexandre: Galilean Studies Harvester Press, 1977. ISBN 978-0-85527-354-5. (anglisht)
• Koyré, Alexandre: The Astronomical Revolution: Copernicus-Kepler-Borelli Ithaca, NY: Cornell University Press, 1973. ISBN 978-0-8014-0504-4. (anglisht)
• Kuhn, Thomas S. The Copernican Revolution: Planetary Astronomy in the Development of Western Thought. Cambridge, MA: Harvard University Press, 1957. ISBN 978-0-674-17103-9. (anglisht)
• Lindberg, David C.: "The Genesis of Kepler's Theory of Light: Light Metaphysics from Plotinus to Kepler." Osiris, N.S. 2. University of Chicago Press, 1986, f. 5–42. (anglisht)
• Lear, John. Kepler's Dream. Berkeley: University of California Press, 1965. (anglisht)
• North, John. The Fontana History of Astronomy and Cosmology, Fontana Press, 1994. ISBN 978-0-00-686177-5. (anglisht)
• Pannekoek, Anton: A History of Astronomy, Dover Publications Inc 1989. ISBN 978-0-486-65994-7. (anglisht)
• Pauli, Wolfgang. Wolfgang Pauli – Writings on physics and philosophy, përkth. Robert Schlapp, red. P. Enz dhe Karl von Meyenn (Springer Verlag, Berlin, 1994). ISBN 978-3-540-56859-9. (anglisht)
• Schneer, Cecil: "Kepler's New Year's Gift of a Snowflake." Isis, vëll. 51, nr. 4. University of Chicago Press, 1960, f. 531–545. (anglisht)
• Shapin, Steven. The Scientific Revolution. Çikago: University of Chicago Press, 1996. ISBN 978-0-226-75020-0. (anglisht)
• Stephenson, Bruce. Kepler's physical astronomy. New York: Springer, 1987. ISBN 978-0-387-96541-3. (anglisht)
• Stephenson, Bruce. The Music of the Heavens: Kepler's Harmonic Astronomy, Princeton University Press, 1994. ISBN 978-0-691-03439-3. (anglisht)
• Toulmin, Stephen dhe June Goodfield. The Fabric of the Heavens: The Development of Astronomy and Dynamics. Pelican, 1963. (anglisht)
• Westfall, Richard S. The Construction of Modern Science: Mechanism and Mechanics. John Wiley and Sons, 1971. ISBN 0-471-93531-X. (anglisht)
• Westfall, Richard S. Never at Rest: A Biography of Isaac Newton. Cambridge University Press, 1981. ISBN 978-0-521-23143-5. (anglisht)
• Wolf, A. A History of Science, Technology and Philosophy in the 16th and 17th centuries. George Allen & Unwin, 1950. (anglisht)

• Osterhage, Wolfgang (2020). Johannes Kepler (në anglisht). Springer. ISBN 978-3-030-46857-6.
• Thorvaldsen, Steinar (2010). "Early Numerical Analysis in Kepler's New Astronomy". Science in Context (në anglisht). 23 (1). doi:10.1017/S0269889709990238. ISSN 0269-8897.

Lidhje të jashtme

• Kepler's Conversation with the Starry Messenger (përkthim anglisht i Dissertatio cum Nuncio Sidereo-s) Arkivuar 2020-10-17 tek Wayback Machine (anglisht)
• Botimi i veprave të Johannes Keplerit (me lidhje te skanime dixhitale të vëllimeve të botuara) (gjermanisht)
• Johannes Kepler në Mathematics Genealogy Project (anglisht)
• Veprat e Johannes Keplerit në Project Gutenberg (të ndryshme)
• Veprat e Johannes Keplerit në Internet Archive (të ndryshme)
• Plant, David, Kepler and the "Music of the Spheres" (anglisht)
• Johannes Kepler në MacTutor History of Mathematics (anglisht)