Wie was Johannes Kepler

Johannes Kepler werd aan het einde van de zestiende eeuw geboren en in die periode dachten alle astronomen dat de planeten in ons zonnestelsel allemaal in cirkelvormige banen om de Aarde draaien. Om dit te laten werken hadden ze kleine cirkels toegevoegd aan de planeetbanen. Deze cirkeltjes werden epicycles genoemd.

Kepler verdedigde niet alleen vol vuur het idee dat de planeten om de Zon draaien maar hij toonde ook aan dat hun banen geen perfecte cirkels zijn. Zijn beschrijvingen van de planeetbewegingen werden bekend als de Wetten van Kepler.

Korte biografie Johannes Kepler

Kepler werd op 27 december 1571 geboren. Hij was een ziekelijk kind van arme ouders maar omdat hij erg slim was kreeg hij een studiebeurs voor de universiteit van Tübingen waar hij studeerde om een Lutherse predikant te worden. Tijdens zijn studie kwam hij in aanraking met het werk van Nicolas Copernicus die van mening was dat de planeten om de Zon draaien en niet om de Aarde. Copernicus had echter geen bewijs hier voor.

In 1596 schreef Kepler een eerste publieke verdediging – Mysterium Cosmographicum – van het Copernicaanse systeem. Dit was een gevaarlijke houding gegeven het feit dat in 1593 Martin Luther, de oprichter van de Lutherse kerk, die theorie bespotte toen hij er voor het eerst van hoorde en ook de Katholieke kerk vond het een ketterse theorie gegeven het feit dat de Galileo Galilei in 1615 veroordeelden tot huisarrest.

Op zoek naar gedetailleerde gegevens over de banen van de planeten contacteerde Kepler de astronoom Tycho Brahe. Deze rijke Deense edelman had in Praag een sterrenwacht laten bouwen van waaruit hij de bewegingen van de planeten volgde en voor die tijd de meest nauwkeurige waarnemingen van het zonnestelsel verrichtte. In 1600 nodigde Brahe Kepler uit om met hem samen te komen werken.

Brahe was echter niet de meest gemakkelijke man om mee samen te werken. Hij was heel erg achterdochtig en weigerde zijn aantekeningen te delen met Kepler. In plaats daarvan droeg hij Kepler op om het raadsel van Mars op te lossen. Dit was in die periode een van de grootste astronomische raadsels. Ironisch genoeg waren de nauwkeurige waarnemingen van de planeet precies de middelen die Kepler nodig had om te begrijpen hoe het zonnestelsel precies werkt. Toen Brahe in 1601 stierf lukte het Kepler om de waarnemingen van Brahe te bemachtigen voordat zijn familie te voor veel geld kon verkopen.

De wetten van Kepler

Kepler had aangegeven dat het het Mars probleem binnen acht dagen zou oplossen maar het bleken bijna 8 jaar te worden. Astronomen waren al lang bezig om uit te zoeken waarom Mars soms achterwaarts aan de sterrenhemel beweegt. Geen enkel model van het zonnestelsel – zelfs het Copernicaanse niet – was in staat deze retrograde beweging te verklaren.

Gebruikmakende van de gedetailleerde waarnemingen van Brahe realiseerde Kepler zich dat de planeten in uitgestrekte cirkels bewogen; zo’n cirkel noemen we een ellips. De Zon bevond zich niet precies in het centrum van hun baan maar bevindt zich een beetje aan de zijkant in één van de twee punten die we focus noemen. Sommige planeten, zoals de Aarde, volgen een baan die een cirkel heel dicht benadert maar de baan van Mars was een van de meest excentrische oftewel meest uitgerekte. Het feit dat de planeten een elliptische baan volgen is bekend als de eerste wet van Kepler.

Vanaf de Aarde gezien leek Mars achterwaarts te bewegen als de Aarde, vanuit een binnenbaan, van achteren de planeet naderde, inhaalde en dan passeerde. Copernicus had al gesuggereerd dat waarnemingen van een bewegende Aarde (in plaats van een centrale stilstaande Aarde) een oorzaak zou kunnen zijn van deze retrograde beweging maar de perfect cirkelvormige banen waar Copernicus van uitging maakten het gebruik van epicycles nog steeds noodzakelijk. Kepler realiseerde zich dat twee planeten die een ellipsvormige baan volgen de retrograde beweging van de rode planeet aan de sterrenhemel zouden verklaren.

Kepler worstelde ook de de veranderende snelheden van de planeten. Hij realiseerde zich dat een planeet langzamer beweegt als die zich verder van de Zon bevindt en wanneer die planeet dichterbij de Zon is. Toen hij eenmaal begreep dat planeten een ellipsvormige baan volgen stelde hij dat een onzichtbare lijn tussen de Zon en de planeet een even groot gebied bedekt in eenzelfde tijdsbestek. In 1609 publiceerde hij in zijn Astronomia Nova dit als de tweede wet van Kepler.

De derde wet van Kepler werd tien jaar later gepubliceerd en beschrijft de relatie tussen de periode de tijd die ze nodig hebben om om de Zon te draaien – van twee planeten. Deze relatie is afhankelijk van hun afstand tot de Zon. Specifieker: het kwadraat van de verhouding van de periode van twee planeten is gelijk aan de derde macht van de verhouding van de straal van hun baan. De eerste twee wetten van Kepler zijn gericht op de beweging van een enkele planeet maar in zijn derde wet gaat het over een vergelijking tussen de banen van twee planeten.

Andere ontdekkingen

Kepler is het bekendst voor zijn beschrijvingen van de planeetbanen maar hij heeft meer bijdragen aan de wetenschap geleverd. Hij was de eerste die beschreef hoe breking van licht zorgt dat ons oog iets kan zien en dat twee ogen zorgen voor het zien van diepte. Hij maakte brillenglazen voor verzienden en bijzienden en hij legde de werking van de telescoop uit. Hij beschreef afbeeldingen en vergrotingen en hij begreep de eigenschappen van reflectie van licht. Zijn optische studies zijn verschenen als “Astronomia pars Optica” en “Dioptrice”.

Kepler beweerde dat zwaartekracht niet door één lichaam maar door twee lichamen werd veroorzaakt en beschreef daarmee de getijden op Aarde die worden veroorzaakt door de beweging van de Maan. Hij stelde ook dat de Zon ronddraaide en hij maakte het woord “satelliet”. Hij probeerde zijn kennis over het meten van afstanden toe te passen voor het meten van afstanden naar de sterren. Kepler berekende ook het geboortejaar van Jezus Christus.

Ter ere van zijn kennis over planeetbewegingen werd de naar planeten zoekende Kepler ruimtetelescoop van de NASA naar hem vernoemd.

Kepler stierf op 15 november 1630 in het Duitse Regensburg.

Eerste publicatie: 27 december 2013
Volledige revisie: 27 december 2017