Kepler acreditava firmemente no sistema de Copérnico. Contudo, havia uma
dificuldade em relação à órbita de Marte, devido ao fato de Copérnico ter
colocado corretamente o Sol no centro do Sistema Solar, mas ter cometido o erro
de assumir que as órbitas dos planetas eram circulares. Assim, na teoria de
Copérnico ainda faltava a explicar os detalhes do movimento planetário.
Coube a Kepler o papel de fornecer a peça final do quebra-cabeça: após
uma longa luta, em que ele tentou sem sucesso evitar a sua eventual conclusão,
Kepler foi finalmente forçado à percepção de que as órbitas dos planetas não
eram círculos, assim como exigido por Aristóteles, mas eram os "círculos
achatados" que os geômetras chamavam de elipses. As dificuldades com a
órbita de Marte derivam precisamente do fato de que a órbita de Marte é a mais
elíptica dos planetas estudados. Os
dados colhidos Brahe, cuidadosamente tabelados, constituíram a base do trabalho
que foi desenvolvido, após sua morte, por Kepler. O trabalho de Kepler teve
êxito, tendo descoberto as três leis do movimento dos planetas.
Primeira lei:
Um planeta se move descrevendo uma órbita elíptica tendo o Sol como um
dos focos.
Segunda lei:
A linha que liga o Sol ao planeta varre áreas iguais em intervalos de
tempo iguais.
Terceira lei:
É constante para todos os planetas a razão entre o tempo (T) que o
planeta leva para dar uma volta completa em torno do Sol elevado ao quadrado e
o raio médio (r) de sua órbita elevado ao cubo.
T2/r3 = constante. As leis de Kepler aplicam-se a quaisquer corpos que
gravitem em órbita de uma grande massa central.
Por isso, elas são aplicáveis não apenas ao nosso Sistema Solar, como
também a outros sistemas do Universo. Elas podem ser também ser aplicadas, por
exemplo, para um satélite que gravite em órbita de um planeta qualquer.
