Johannes Kepler

Kepler werd in 1571 geboren in de vrije rijksstad Weil der Stadt in Zuid-Duitsland. Zijn vader Heinrich verdiende een onzeker bestaan als huursoldaat en verliet het gezin toen Johannes vijf was. Zijn moeder Katharina, een herbergiersdochter, werkte als kruidengenezeres. In 1577 verhuisde het gezin naar Leonberg in het Lutherse hertogdom Württemberg.

Door pokken in zijn jeugd behield hij een zwak gezichtsvermogen en beschadigde handen, wat het waarnemen aan de hemel voor hem moeilijk maakte. Via kloosterscholen in Adelberg en Maulbronn kwam hij in 1589 bij het Stift in Tübingen. Daar leerde hij van Michael Maestlin zowel het stelsel van Ptolemaeus als dat van Copernicus kennen.

Kepler kreeg in 1594 een betrekking als leraar wiskunde en astronomie in Graz. Tot zijn taken hoorde het opstellen van kalenders met astrologische voorspellingen. In zijn Mysterium Cosmographicum (1596) verklaarde hij de afstanden tussen de zes toen bekende planeten met in elkaar geschoven regelmatige veelvlakken. Dat model is achterhaald, maar toont zijn zoektocht naar een meetkundige orde.

In Praag analyseerde hij vanaf 1600 Tycho Brahes waarnemingen van Mars. Na jarenlang rekenwerk vond hij dat planeten in ellipsen bewegen met de zon in één brandpunt, en dat de verbindingslijn tussen planeet en zon in gelijke tijden gelijke oppervlakken bestrijkt. Hij publiceerde dit in 1609 in de Astronomia nova, met als ondertitel 'hemelse natuurkunde'.

In Linz publiceerde hij in 1619 de Harmonices Mundi, waarin de derde wet staat: het kwadraat van de omlooptijd van een planeet is evenredig met de derde macht van de gemiddelde afstand tot de zon. In zijn Epitome Astronomiae Copernicanae (1618–1621) paste hij de wetten toe op alle planeten. In 1627 verschenen de Rudolfijnse tafels met berekende planeetposities.

Kepler leefde in het Heilige Roomse Rijk tijdens de Reformatie en Contrareformatie. In Graz regeerde een katholieke Habsburgse vorst over een overwegend Luthers gebied, en in 1600 moest hij de stad verlaten toen protestantse leraren werden weggestuurd. Later liep hij ook binnen het lutheranisme vast: in Linz weigerde de predikant hem het avondmaal omdat hij de Concordiaformule niet volledig onderschreef.

Aan het hof van keizer Rudolf II in Praag kwamen wiskunde, astronomie, astrologie en alchemie samen. Astrologie hoorde nog bij het beroep van wiskundige: Kepler schreef kalenders en honderden horoscopen, ook voor Wallenstein, en probeerde de astrologie op een nieuwe grondslag te zetten. Dit leverde hem een deel van zijn inkomen op.

Heksenvervolging kwam rond 1600 veel voor in het Duitse taalgebied. In 1615 werd Keplers moeder Katharina in Leonberg van hekserij beschuldigd. In 1620 werd zij gearresteerd en ruim een jaar vastgehouden; Kepler verdedigde haar met brieven en persoonlijk. Zij werd met marteling bedreigd maar bekende niet en werd op 4 oktober 1621 vrijgelaten; ongeveer een half jaar later overleed zij.

Keplers wetten braken met de aanname dat hemellichamen zich in cirkels bewegen, een idee dat sinds de oudheid, ook bij Copernicus, aanwezig was. In zijn denken speelde de zon een fysische rol als bron van een kracht die de planeten bewoog. Die verklaring bleek onjuist, maar de wiskundige regelmatigheden die hij vond, bleven overeind.

De Rudolfijnse tafels, gebaseerd op Tycho's waarnemingen en Keplers wetten, gaven nauwkeuriger planeetposities dan eerdere tafels. Niet alle tijdgenoten namen zijn wetten over: Galilei bleef bijvoorbeeld uitgaan van cirkelbanen. Zijn werk aan optica, onder meer in Dioptrice (1611), droeg bij aan het begrip van de telescoop.

Kepler overleed op 15 november 1630 in Regensburg, tijdens een reis om achterstallig loon te innen. Hij werd begraven op het protestantse kerkhof bij de Sint-Pieter, dat enkele jaren later in de oorlog werd verwoest; zijn graf is verloren gegaan. Zijn Somnium, een verhaal over een reis naar de maan, verscheen in 1634 postuum.

Newton gebruikte Keplers wetten als een van de grondslagen voor zijn zwaartekrachttheorie (1687), en een door Kepler voorspelde Mercuriusovergang werd in 1631 door Pierre Gassendi waargenomen. Historici benadrukken dat Keplers wiskundige astronomie samenhing met theologische, muzikale en astrologische motieven; zij zien zijn werk daarom niet alleen als voorloper van de moderne natuurwetenschap.