مطالب مربوط به قانون کپلر
آیا اولین باری که سوار ماشین شدید (نه وقتی نوزاد بودید) را به خاطر دارید؟ وقتی در ماشین در حال حرکت بودید، انگار درختان یا ساختمان‌ها در حال حرکت بودند. در آن زمان، ممکن است فکر می‌کردید که درختان یا ساختمان‌ها در حال حرکت هستند، در حالی که شما و ماشین ساکن بودید. در واقع، شما و ماشین در حال حرکت بودید، در حالی که درختان یا ساختمان‌ها ساکن بودند. ما در واقع هر روز این حرکت ظاهری یا حرکت کاذب را تجربه می‌کنیم. هر روز صبح خورشید از افق شرقی "طلوع می‌کند"، سپس به سمت غرب حرکت می‌کند و بعد از ظهر در افق غربی "غروب" می‌کند. به همین ترتیب، در شب، اغلب می‌بینید که ماه از شرق به غرب حرکت می‌کند. آیا تا به حال فکر کرده‌اید یا گمان کرده‌اید که خورشید و ماه به دور زمین حرکت می‌کنند، در حالی که زمین ساکن است؟
انسان‌های باستان (اوایل میلادی) همچنین معتقد بودند که خورشید، ماه و سایر اجرام آسمانی به دور زمین می‌چرخند، در حالی که زمین ثابت می‌ماند. به عبارت دیگر، زمین مرکز جهان (زمین‌مرکزی) در نظر گرفته می‌شد. این فرض مبتنی بر تجربه حسی محدود انسان بود که روزانه خورشید، ماه و ستارگان را در حال حرکت مشاهده می‌کرد، در حالی که زمین ثابت تلقی می‌شد. این شبیه زمانی است که در یک ماشین در حال حرکت هستید و درختان یا ساختمان‌ها را در حال حرکت می‌بینید. این ایده که زمین مرکز جهان است، توسط ستاره‌شناس یونانی، کلودیوس بطلمیوس (۱۰۰-۱۷۰ میلادی) در قرن دوم میلادی مورد تحقیق و توسعه قرار گرفت و برای ۱۴۰۰ سال بعد مورد باور بود.
طبق نظریه بطلمیوس، زمین در مرکز منظومه شمسی قرار دارد. خورشید و سیارات در یک دایره (چرخش) می‌چرخند و مرکز این دایره در یک مسیر دایره‌ای (انقلاب) به دور زمین می‌چرخد.
در سال ۱۵۴۳، ستاره‌شناس لهستانی، نیکولاس کوپرنیک (۱۴۷۳–۱۵۴۳)، مدل خورشیدمرکزی را پیشنهاد کرد که در آن خورشید در مرکز منظومه شمسی قرار دارد. سیارات، از جمله زمین، به دور یک دایره (چرخش) می‌چرخند و مرکز این دایره در یک مسیر دایره‌ای (انقلاب) به دور خورشید می‌چرخد. کوپرنیک درک پیشرفته‌تری نسبت به بطلمیوس داشت و خورشید را در مرکز منظومه شمسی قرار می‌داد. با این حال، کوپرنیک همچنان از دایره‌ها به عنوان مدلی برای مدارهای سیارات استفاده می‌کرد.
یک ستاره‌شناس مشهور دانمارکی به نام تیکو براهه (۱۵۴۶-۱۶۰۱) آخرین ستاره‌شناسی بود که اجرام آسمانی را تنها با استفاده از چشم مشاهده کرد. تیکو براهه پس از انجام مشاهدات از ۱۵۷۶ تا ۱۵۹۹، با یک ستاره‌شناس آلمانی به نام یوهانس کپلر (۱۵۷۱-۱۶۳۰) که او نیز ریاضیدان بود، همکاری کرد. کپلر دستیار تیکو براهه بود. همکاری بین تیکو براهه و کپلر دوام چندانی نداشت زیرا تیکو براهه درگذشت. پس از مرگ تیکو براهه، کپلر از داده‌های نجومی به‌دست‌آمده توسط معلمش استفاده کرد و حدود بیست سال از عمر خود را صرف ایجاد یک مدل ریاضی برای توضیح حرکت سیارات کرد.
اولین اثر کپلر در نجوم، «اسرار کیهان»، در سال ۱۵۹۶ منتشر شد. در آن، او تلاش کرد تا هماهنگی بین مدارهای سیاره‌ای کوپرنیک و مشاهدات تیکو براهه پیدا کند. با این حال، کپلر نتوانست هماهنگی بین مدل‌های توسعه‌یافته توسط کوپرنیک و بطلمیوس و مشاهدات تیکو براهه پیدا کند. بنابراین، او مدل‌های بطلمیوسی و کوپرنیکی را رها کرد و سعی کرد مدل جدیدی پیدا کند. در سال ۱۶۰۹، کپلر کشف کرد که بیضی کاملاً با مشاهدات تیکو براهه مطابقت دارد. کپلر دیگر از دایره به عنوان شکل مدار اجرام آسمانی استفاده نمی‌کرد، بلکه از بیضی استفاده می‌کرد.
این قانون توسط کپلر، نیم قرن پیش از آنکه ایزاک نیوتن سه قانون حرکت و قانون جهانی گرانش خود را ارائه دهد، مطرح شد.
قانون اول کپلر
مسیر هر سیاره در هنگام چرخش به دور خورشیدi, بیضی شکل که خورشید در یکی از کانون‌های آن قرار دارد.
قانون دوم کپلر
یک خط فرضی که خورشید را به یک سیاره وصل می‌کند، در فواصل زمانی مساوی، مساحت‌های مساوی را جارو می‌کند.
قانون سوم کپلر
نسبت مربع دوره تناوب به مکعب فاصله متوسط سیاره از خورشید (T)2/r3) ثابت است و مقدار آن برای همه سیارات یکسان است.
