Немецкий астроном Иоганн Кеплер открыл три закона, которые описывают движение планет. Родился в Вейль-дер-Штадте в 1571 году. Он познакомился с Галилео Галилеем в 1587 году в Падуанском университете. Через несколько лет, когда он преподавал в университете в Граце, в Австрии, Тихо Браге пригласил его в Прагу ко двору императора Рудольфа II, куда датский ученый переехал после своей исследовательской работы в «Ураниборге». Там Кеплеру, который уже стяжал значительную славу астронома и математика, было предложено проводить наблюдения за движением Марса, чем до этого занимался Тихо более 15 лет. Когда примерно через год Браге не стало, его сменил Кеплер. В 1604 году он наблюдал появление сверхновой в созвездии Змееносца. Он около года следил за ней, пока она оставалась видимой на небе, невооруженным глазом и опубликовал отчет о своих наблюдениях в 1606 году в работе «Новая звезда в созвездии Змееносца». Умер Кеплер в Ратисбоне 15 ноября 1630 года.

Хотя Кеплер работал главным образом над обработкой результатов своих наблюдений за Марсом, он не оставлял попыток предсказывать движение планет, представляя их орбиты круглыми. Но эти попытки не имели успеха, а реальные наблюдения не соответствовали этим предсказаниям. После ряда подобных неудач он выдвинул предположение, что орбита Марса имеет эллиптическую форму, причем Солнце находится в одном из фокусов этого эллипса. Это умозаключение и легло в основу первого закона Кеплера. Кроме того, движение планет неравномерно. Оно то ускоряется, то замедляется в зависимости от расстояния до Солнца. Этот феномен описан вторым законом Кеплера, согласно которому каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причем площадь сектора орбиты, описанная радиусом-вектором, соединяющим планету и Солнце, изменяется пропорционально времени. Другими словами, планета движется быстрее, когда она ближе к Солнцу и медленнее, когда дальше от него. Два этих простых закона окончательно сокрушили теорию Птолемея и были опубликованы Кеплером в его книге «Новая астрономия» в 1609 году всего лишь за год до того, как Галилео Галилей с помощью своей подзорной трубы получил новые важные доказательства в защиту системы Коперника. Сформулировав два первых закона о движении планет, Кеплер принялся составлять астрономические таблицы прецессии, чего до этого никто никогда не делал. Он назвал их «Рудольфовыми таблицами» в честь императора Рудольфа II. Они были опубликованы лишь в 1627 году, за три года до его смерти. И вот в 161 1 году Кеплер, узнав об открытии, сделанном Галилеем с помощью подзорной трубы, опубликовал свой собственный трактат по оптике под названием «Диоптрика». В 1612 году, после смерти Рудольфа II, он переезжает в Линц, где работает не только над таблицами, но и над двумя новыми работами: «Извлечение», в которой он изложил принципы модели Коперника, и «Гармоничные миры». В последней работе третий закон о движении планет и был изложен и опубликован Кеплером в 1619 году. Он устанавливал общие правила для всех планет Солнечной системы: соотношение куба большой полуоси орбиты и квадрата периода обращения одинаково для всех планет. Большая полуось соответствует расстоянию между двумя самыми удаленными точками (афелием и перигелием) эллипса. А период обращения — это время, за которое планета совершает полный оборот по орбите. Впоследствии, когда Ньютон в своей работе сформулировал закон всемирного тяготения, было установлено, что эта величина зависит только от массы притягивающего тела, то есть в случае с планетами — от Солнца. В целом этот закон можно применять и к другим системам. Например, к спутникам Юпитера, которые меняют значение этого показателя. Но этот факт не отменяет первые два закона. Это и было установлено Галилеем, когда он навел свою подзорную трубу на Юпитер и открыл четыре маленькие планеты, чье поведение полностью соответствовало законам Кеплера. Тем не менее эти законы поначалу применяли только для описания движения планет, которые видны невооруженным глазом, а затем стали использовать для описания движения многих небесных тел, по крайней мере в первом приближении, и обрели значение общего закона, предвосхищая закон всемирного тяготения. Более того, закон тяготения может быть напрямую выведен из трех законов Кеплера, а третий закон позволяет установить, что сила тяготения между двумя телами возрастает с уменьшением расстояния. Если сказать точнее, она уменьшается вчетверо, если расстояние удваивается, вдевятеро, если утраивается, и так далее.