Keplers love materiale
Kan du huske din første gang, du kørte i bil (ikke da du var baby)? Da du var i en bil i gang, så du det, som om træerne eller bygningerne bevægede sig. Dengang troede du måske, at træerne eller bygningerne bevægede sig, mens du og bilen stod stille. I virkeligheden bevægede du og bilen dig, mens træerne eller bygningerne stod stille. Vi oplever faktisk denne tilsyneladende bevægelse eller falske bevægelse hver dag. Hver morgen "står solen op" ved den østlige horisont, bevæger sig derefter mod vest og "går ned" ved den vestlige horisont om eftermiddagen. Ligeledes ser du ofte månen bevæge sig fra øst til vest om natten. Har du nogensinde tænkt på eller mistænkt, at solen og månen bevæger sig rundt om jorden, mens jorden står stille?
Oldtidens mennesker (tidligt e.Kr.) troede også, at solen, månen og andre himmellegemer kredsede om Jorden, mens Jorden forblev stationær. Med andre ord blev Jorden betragtet som universets centrum (geocentrisk). Denne antagelse var baseret på begrænset menneskelig sensorisk erfaring, som dagligt observerede solen, månen og stjernerne i bevægelse, mens Jorden blev opfattet som stationær. Det svarer til, når man sidder i en bil i bevægelse, da træerne eller bygningerne bevæger sig. Denne idé om, at Jorden er universets centrum, blev forsket i og udviklet af den græske astronom Claudius Ptolemy (100-170 e.Kr.) i det andet århundrede e.Kr. og blev antaget i de næste 1400 år.
Ifølge Ptolemaios er Jorden i centrum af solsystemet. Solen og planeterne kredser i en cirkel (rotation), hvor centrum af denne cirkel kredser om Jorden i en cirkulær bane (omdrejning).
I 1543 foreslog den polske astronom Nicolaus Kopernikus (1473-1543) den heliocentriske model, hvor solen er i centrum af solsystemet. Planeterne, inklusive Jorden, kredser om en cirkel (rotation), hvor centrum af denne cirkel kredser om solen i en cirkulær bane (omdrejning). Kopernikus havde en mere avanceret forståelse end Ptolemaios og placerede solen i centrum af solsystemet. Kopernikus brugte dog stadig cirkler som model for planetbaner.
En berømt dansk astronom ved navn Tycho Brahe (1546 – 1601) var den sidste astronom, der observerede himmellegemer udelukkende ved hjælp af øjet. Efter at have foretaget observationer fra 1576 til 1599 samarbejdede Tycho Brahe derefter med en tysk astronom, Johannes Kepler (1571 – 1630), som også var matematiker. Kepler var Tycho Brahes assistent. Samarbejdet mellem Tycho Brahe og Kepler varede ikke længe, da Tycho Brahe døde. Efter Tycho Brahes død brugte Kepler de astronomiske data, som hans lærer havde indhentet, og brugte omkring tyve år af sit liv på at skabe en matematisk model for at forklare planeternes bevægelse.
Keplers første værk inden for astronomi, Universets mysterier, blev udgivet i 1596. I det forsøgte han at finde en harmoni mellem Kopernikus' planetbaner og Tycho Brahes observationer. Kepler formåede dog ikke at finde en harmoni mellem de modeller, der var udviklet af Kopernikus og Ptolemaios, og Tycho Brahes observationer. Derfor opgav han de ptolemæiske og kopernikanske modeller og forsøgte at finde en ny model. I 1609 opdagede Kepler, at ellipsen perfekt matchede Tycho Brahes observationer. Kepler brugte ikke længere cirkler som form for himmellegemernes baner, men snarere ellipser.
Denne lov blev fremsat af Kepler et halvt århundrede før Isaac Newton fremsatte sine tre bevægelseslove og den universelle tyngdelov.
Keplers første lov
Hver planets bane i kredsløb om soleni, elliptisk i form, hvor solen er placeret i et af brændpunkterne.
Keplers anden lov
En imaginær linje, der forbinder solen med en planet, strækker sig over lige store områder i løbet af lige store tidsintervaller.
Keplers tredje lov
Forholdet mellem kvadratet af perioden og kuben af planetens gennemsnitlige afstand fra solen (T2/r3) er konstant, og dens værdi er den samme for alle planeter.
