現代天體學說的創始人和開拓者：開普勒

現代天體學說的創始人和開拓者：開普勒

開普勒（1571-1630年）創始了現代天體學說，他是德國著名的天體物理學家， 提出了著名的行星運動三大定律，即開普勒定律：也統稱「開普勒三定律」，還叫做「行星運動定律」，是指行星在宇宙空間繞太陽公轉所遵循的定律。由於這是開普勒根據丹麥天文學家第谷·布拉赫等人的觀測資料和星表，通過他本人的觀測和分析後，於1609～1619年先後歸納提出的，所以行星運動定律，即指開普勒三定律。

開普勒的定律給予亞里士多德派與托勒密派在天文學與物理學上極大的挑戰。他主張地球是不斷地移動的；行星軌道不是圓形的，而是橢圓形的；行星公轉的速度不是恆等的。這些論點，大大地動搖了當時的天文學與物理學。經過了幾乎一世紀披星戴月，廢寢忘食的研究，物理學家終於能夠用物理理論解釋其中的道理。牛頓利用他的第二定律和萬有引力定律，在數學上嚴格地證明了開普勒定律，也讓人們了解到其中的物理意義。

開普勒的主要著作有《宇宙的神秘》，《光學》，《宇宙和諧論》，《哥白尼天文學概要》，《彗星論》和《稀奇的1631年天象》等。其中，在《宇宙和諧論》中，開普勒找到了最簡單的世界體系，只需7個橢圓就可以描述天體運動的體系了；在《彗星論》中，他指出彗星的尾巴總是背著太陽，是因為太陽排斥彗頭的物質造成的，這是距今半個世紀以前對輻射壓力存在的正確預言；此外，開普勒還發現了大氣折射的近似定律。為了紀念開普勒的功績，國際天文學聯合會決定將1134號小行星命名為開普勒小行星。

開普勒的行星運動三定律，改變了整個天文學，徹底摧毀了托勒密複雜的宇宙體系，完善並簡化了哥白尼的日心說。為牛頓發現萬有引力定律打下了基礎。

開普勒第一定律，也稱橢圓定律：每一個行星都沿各自的橢圓軌道環繞太陽運行，而太陽則處在橢圓的一個焦點。

開普勒第二定律，也稱面積定律：在相等時間內，太陽和運動著的行星的連線所掃過的面積都是相等的。 這一定律實際揭示了行星繞太陽公轉的角動量守恆。

開普勒第三定律，也稱調和定律：各個行星繞太陽公轉周期的平方和它們的橢圓軌道的半長軸的立方成正比。 由這一定律不難導出：行星與太陽之間的引力與半徑的平方成反比。