Himmelsmechanik

Bereits 1601 starb Brahe und Kepler übernahm die Position als Hofastronom und Mathematiker. Nach gründlichem Studium des Materials seines Vorgängers gelang es ihm, die ersten beiden seiner berühmten Gesetze zur Planetenbewegung zu formulieren:

Jeder Planet bewegt sich auf einer Ellipse um die Sonne, die in einem ihrer beiden Brennpunkte steht.


Erstes Keplersches Gesetz: Die Bahn eines Planeten ist eine Ellipse, in deren einem Brennpunkt (F) die Sonne steht. In Sonnennähe ist die Geschwindigkeit eines Planeten größer als in Sonnenferne. Die Geschwindigkeit ändert sich derart, dass die Flächen gleich groß sind, die der Leitstrahl, der von der Sonne zum Planeten geht, in gleichen Zeiten überstreicht.

Zweites Keplersches Gesetz (Flächensatz): Im Brennpunkt F steht die Sonne.

Astronomia Nova
Diese beiden Gesetzte veröffentlichte Kepler 1609 in seinem Werk “Astronomia Nova”.
Der Planet, an dem Kepler seine Forschungen besonders gut vorantreiben konnte, war der Mars. Er war nicht nur noch gut zu beobachten, sondern besaß auch neben dem Merkur eine der größten Abweichungen von der bei Kopernikus angenommenen Kreisbahn.

Intensive Beobachtungen der Bewegungen des Mars zeigten, dass der Mars sich nicht so bewegte, als würde er einer Kreisbahn folgen – die Unstimmigkeiten waren zu groß, um nicht aufzufallen.
Der Planet bewegt sich zeitweise in einer Art Schleife an der scheinbaren Himmelskugel, zuerst von West nach Ost, dann entgegengesetzt und danach wieder von West nach Ost. Kepler war es, der diese Beobachtung ernst nahm, auf ihrer Grundlage eine neue Theorie entwickelte und sie über die schon seit der Antike bestehende Theorie der Kreisbahnen setzte.