Johannes Kepler (Weil der Stadt, Sacre Imperi, 27 de desembre de 1571-Ratisbona, 15 de novembre de 1630), va ser astrònom i matemàtic alemany figura clau de la revolució científica. És conegut, fonamentalment, pel descobriment de les lleis sobre el moviment dels planetes que va plasmar en les seves obres Astronomia nova i Harmonices mundi. Va ser ajudant del també astrònom Tycho Brahe i matemàtic de la cort de l'emperador Rodolf II. També va proporcionar una de les bases per a la teoria de la gravitació universal elaborada per Isaac Newton.
Durant la seva carrera, Kepler va ser professor de matemàtiques en una escola seminarista a Graz, Àustria, com a assistent de l'astrònom Tycho Brahe, matemàtic de la cort de l'emperador Rodolf II, professor de matemàtiques a Linz (Àustria), i un assessor del general Albrecht von Wallenstein. També va realitzar un treball fonamental en el camp de l'òptica, camp en què destacà per haver inventat una versió millorada del telescopi refractor, el telescopi de Kepler, i va ajudar a legitimar els descobriments telescòpics del seu contemporani Galileo Galilei.
Kepler va viure en una època en què no hi havia una distinció clara entre l'astronomia i l'astrologia, però tampoc no hi havia una gran divisió entre l'astronomia (una branca de les matemàtiques) i la física (una branca de la filosofia natural). Kepler incorporà arguments religiosos i raonaments en els seus treballs, motivats per la convicció que Déu havia creat el món d'acord amb un pla comprensible que era accessible per la llum natural de la raó.Barker i Goldstein. Theological Foundations of Kepler's Astronomy, p. 112–113. Kepler descrigué la seva nova astronomia com "física celeste",Kepler. New Astronomy, traducció de Donohue, p. 26–7 com "una excursió a la Metafísica d'Aristòtil",Kepler. New Astronomy, p. 48 i com "un suplement d'una altra obra d'Aristòtil, Sobre els cels,Epitome of Copernican Astronomy a Great Books of the Western World, Vol 16, p. 845 la transformació de l'antiga tradició de la cosmologia física mitjançant el tractament de l'astronomia com una part d'una física matemàtica universal.Stephenson. Kepler's Physical Astronomy p. 1–2; Dear. Revolutionizing the Sciences, p. 74–78 Gràcies a la seva obra Somnium, se'l considera un precursor del gènere de la ciència-ficció.
El 1627 va publicar les Tabulae Rudolphine, a les quals va dedicar un enorme esforç, i que durant més d'un segle es van usar en tot el món per a calcular les posicions dels planetes i les estrelles. Utilitzant les lleis del moviment planetari va ser capaç de predir satisfactòriament el trànsit de Venus de l'any 1631 amb què la seva teoria va quedar confirmada.
Joventut miniatura|esquerra|Retrat de Johannes Kepler Kepler va néixer el 27 de desembre de 1571, a la ciutat imperial lliure de Weil der Stadt, que en l'actualitat forma part de la regió metropolitana de Stuttgart, a l'estat alemany de Baden-Württemberg, a 30 quilòmetres a l'oest del centre de Stuttgart. El seu avi, Sebald Kepler, havia estat alcalde d'aquesta ciutat, però en l'època en què nasqué Johannes, la fortuna de la família Kepler estava en decadència. El seu pare, Heinrich Kepler, es guanyava la vida de manera precària com a mercenari, i va abandonar la família quan Johannes tenia cinc anys. Es creu que va morir a la Guerra dels Vuitanta Anys, als Països Baixos. Sa mare, Katharina Guldenmann, filla d'un hostaler, era curandera i herbolària i més tard va ser jutjada per bruixeria. Nascut prematurament, Johannes va afirmar que havia estat un nen feble i malaltís. Era un nen brillant i com a detall de les seves capacitats intel·lectuals, sembla que impressionava els viatgers que sovint passaven per l'hotel del seu avi, mostrant unes facultats matemàtiques excepcionals.Caspar, Kepler, p. 29–36; Connor, Kepler's Witch, p. 23–46. miniatura|El Gran Cometa de 1577, que Kepler observà de nen i que va ser el centre d'atenció d'astrònoms de tot Europa Va estudiar astronomia a edat primerenca, i va desenvolupar un amor per aquesta disciplina que mantindria tota la vida. Als sis anys, va poder observar el gran cometa de 1577, i va deixar escrit que "va ser portat per la [seva] mare a un lloc alt per veure-ho." A l'edat de nou anys, el 1580, va poder observar un altre esdeveniment astronòmic, un eclipsi de lluna, i recordava que va ser "cridat a sortir fora" per veure'l i que la lluna "semblava bastant vermella".Koestler, The Sleepwalkers, p. 234 (traduït de l'horòscop de la família Kepler). Un altre fet rellevant és que la verola que va patir en la infància el va deixar amb la visió deficient i una certa invalidesa en les mans febles, limitant la seva capacitat per desenvolupar determinades activitats d'astronomia observacional.Caspar, Kepler, p. 36–38; Connor, Kepler's Witch, p. 25–27.
El 1589, després de passar per l'escola primària, per l'escola de llatí, i la inferior i superior del seminari que hi havia al monestir de Maulbronn, Kepler va començar a assistir a la Universitat de Tübingen, on va estudiar filosofia amb Vitus Müller i teologia amb Jacob Heerbrand, un estudiant de Philipp Melanchthon a Wittenberg.James A. Connor, Kepler's Witch (2004), p. 58. Allà va demostrar ser un matemàtic excel·lent i es va guanyar una reputació com a astròleg hàbil, que feia els horòscops dels altres alumnes. Sota la instrucció de Michael Maestlin, va estudiar tant la teoria geocèntrica del sistema de Ptolemeu com el sistema copernicà del moviment planetari; va decidir aprofundir en la proposta de Copèrnic. En una disputa d'estudiants, va defensar l'heliocentrisme des d'una perspectiva teòrica i teològica, afirmant que el Sol era la principal font de la força motriu de l'Univers.Robert S. Westman, "Kepler's Early Physico-Astrological Problematic," Journal for the History of Astronomy, 32 (2001): 227–36. Tot i el seu desig de convertir-se en un ministre de l'Església, a prop del final dels seus estudis, Kepler va ser recomanat per aconseguir una plaça com a professor de matemàtiques i astronomia a l'escola protestant de Graz, a Àustria, que més tard seria la Universitat de Graz. Va acceptar el càrrec l'abril de 1594, a l'edat de 23 anys.Caspar, Kepler, p. 38–52; Connor, Kepler's Witch, p. 49–69.
Mysterium cosmographicum miniatura|Model platònic del sistema solar presentat per Kepler en la seva obra Cosmographicum Mysterium (1600)
Després d'estudiar teologia a la Universitat de Tübingen, va ensenyar al seminari protestant de Granz. Kepler va intentar comprendre les lleis del moviment planetari durant la major part de la seva vida. En un principi va considerar que el moviment dels planetes havia de complir les lleis pitagòriques de l'harmonia. Aquesta teoria és coneguda com la música o l'harmonia de les esferes celestes. En la seva visió cosmològica no era casualitat que el nombre de planetes coneguts en la seva època fora un més que el nombre de poliedres perfectes. Sent un ferm partidari del model copernicà va intentar demostrar que les distàncies dels planetes al Sol venien donades per esferes a l'interior de poliedres perfectes niuades successivament unes a l'interior d'altres. En l'esfera interior estava Mercuri mentre que els altres cinc planetes Venus, Terra, Mart, Júpiter i Saturn estarien situats a l'interior dels cinc sòlids platònics corresponents també als cinc elements clàssics.
El 1596 Kepler va escriure un llibre en què exposava les seves idees: el Prodromus dissertationum mathematicarum continens mysterium cosmographicum o Misterium cosmographicum (El misteri còsmic). Sent un home de gran vocació religiosa Kepler veia en el seu model cosmològic una prova de l'existència, saviesa i elegància de Déu. Va escriure: «Jo desitjava ser teòleg; però ara m'adono pel meu esforç que Déu pot ser celebrat també per l'astronomia». Va ser la primera obra astronòmica important de Johannes Kepler, i també va ser la primera publicació en què es defensava el sistema copernicà.
Kepler va afirmar haver tingut una epifania el 19 de juliol de 1595, mentre ensenyava a Graz, que demostrava la relació periòdica de Saturn i Júpiter en el zodíac. Va fer observacions en relació amb els polígons regulars i va raonar que podrien ser la base geomètrica de l'Univers. Després de no trobar un arranjament únic dels polígons que s'ajustessin a les observacions astronòmiques, fins i tot amb els planetes extres afegits al sistema, Kepler va començar a experimentar amb tres políedres tridimensionals. Va trobar que cada un dels cinc sòlids platònics podrien restar exclusivament inscrits i circumscrits a òrbites esfèriques; nidificant aquests sòlids, cada un tancat en una esfera un dins de l'altre, produeixen sis nivells que corresponen als sis planetes coneguts: Mercuri, Venus, Terra, Mart, Júpiter i Saturn. En ordenar els sòlids correctament –octaedre, icosaedre, dodecaedre, tetraedre i cub–, Kepler va descobrir que les esferes podrien ser col·locades en els intervals corresponents, dins els límits de l'exactitud de les observacions astronòmiques disponibles, i dins les mides relatives de la trajectòria de cada planeta, tot suposant que els planetes orbitaven en cercle al sol. Kepler també va trobar una fórmula que relacionava la mida de l'òrbita de cada planeta amb la durada del seu període orbital: de l'interior als planetes exteriors, la proporció en què augmentava el període orbital era el doble de la diferència del radi de l'òrbita. Malgrat aquests progressos, més tard el mateix Kepler va rebutjar aquesta fórmula, perquè no era prou precisa.Caspar, Kepler, pp 60–65; vegeu també: Barker i Goldstein, Theological Foundations of Kepler's Astronomy. miniatura|esquerra|Primer pla de la secció interna del model
Com s'indica en el títol, Kepler va pensar que havia posat de manifest el traçat geomètric que Déu havia establert per a l'univers. Gran part de l'entusiasme de Kepler per al sistema de Copèrnic deriva de la seva convicció teològica sobre la connexió entre el nivell físic i l'espiritual; l'univers en si mateix era una imatge de Déu, amb el Sol que correspon al Pare, l'esfera estel·lar al Fill, i l'espai existent, l'Esperit Sant. El seu primer manuscrit del Mysterium conté un extens capítol que intenta conciliar l'heliocentrisme amb passatges bíblics que semblaven donar suport al geocentrisme.Barker and Goldstein, "Theological Foundations of Kepler's Astronomy," pp 99–103, 112–113
Amb l'ajuda del seu mentor, Michael Maestlin, Kepler va rebre el permís del rectorat de la Universitat de Tübingen per publicar el seu manuscrit, en espera de la traducció de l'exegesi de la Bíblia i l'afegit d'una descripció més senzilla, més comprensible del sistema de Copèrnic, així com noves idees del mateix Kepler. El Mysterium cosmographicum es va publicar a final de 1596, i Kepler va rebre la seva còpia i va començar a enviar-la a astrònoms destacats i als seus patrons, a principis de 1597. No va ser una obra gaire llegida, però va establir la reputació de Kepler com un astrònom altament qualificat. La seva dedicació efusiva, l'interès en un tema de gran abast, així com els cercles de poder de Graz, van proporcionar un suport fonamental com a mecenes del projecte.Caspar, Kepler, p. 65–71
Encara que els detalls s'anirien modificant en funció de la seva obra posterior, Kepler mai no va renunciar a la cosmologia platònica del poliedre i l'esfera del Mysterium cosmographicum. Els seus principals treballs astronòmics posteriors van ser, en un cert sentit, només la seva evolució ulterior, ja fos per mirar de trobar les dimensions internes i externes més precises per a les esferes mitjançant el càlcul de les excentricitats de les òrbites planetàries dins d'ella. El 1621, Kepler va publicar una segona edició ampliada de Mysterium cosmographicum, en què es detallen a les notes les correccions i millores que havia aconseguit al llarg dels 25 anys que passaren des de la seva primera publicació.Field, Kepler's Geometrical Cosmology, Capítol IV p. 73ff Kepler va morir el 15 de novembre de 1630.