El astrónomo alemán Johannes Kepler (1571-1630) es, junto a Galileo y Copérnico uno de los tres gigantes sobre cuyos hombros se paró Newton, en sentido metafórico por supuesto, para ver más lejos. Gracias a un esfuerzo mental y de observación, Kepler comprendió que toda la evidencia estaba en contra de una creencia milenaria que tenía su origen en los griegos, especialmente Platón. Según se creía, el espacio fuera de la Tierra era el lugar de la perfección y en él, por lo tanto, todo debía ser perfecto. En términos astronómicos esto significaba que las órbitas de los planetas eran circulares, lo que había dado numerosos dolores de cabeza a Tolomeo y a Copérnico, quienes debían hacer encajar sus modelos con las observaciones de los planetas que se movían en... pero no nos apuremos. Hablemos primero un poco de la vida de este astrónomo.
Johannes Kepler nació en Weil, en Württemberg, Alemania, en tiempos en los que no existía una verdadera comunidad científica, sino que había que hacer camino al andar. Este alemán inició el suyo estudiando teología, filosofía, matemática y astronomía en Tubinga (Austria) donde se graduó en 1591. Su profesor de matemática era Michael Maestlin (1580-1635), un ferviente defensor de las ideas de Copérnico que seguramente introdujo a su alumno a la teoría heliocéntrica. Por otro lado las tareas del joven Kepler incluían la confección de horóscopos. Como vaticinó con éxito un invierno glacial y una invasión de los turcos logró cierto renombre; esa dualidad entre astronomía y astrología no lo abandonaría nunca, algo que en esos tiempos seguramente no generaba ningún tipo de contradicciones.
Desde su juventud Kepler se propuso poner en evidencia la coherencia interna de un sistema planetario heliocéntrico como el de Copérnico en términos que satisficieran sus ideas platónicas, una tarea nada sencilla, ya que algunas ideas de Platón funcionaban como dogmas que congelaban la posibilidad de avanzar en el camino de la ciencia.
Algunos años más tarde, en 1594, fue nombrado profesor de matemática en el colegio de enseñanza secundaria de Graz. Kepler tenía un pie de cada lado de la frontera que abría la revolución científica: utilizaba sus excelentes observaciones para verificar figuras geométricas perfectas en el espacio o intentaba conciliar el sistema copernicano con la antigua teoría de los espíritus planetarios. Uno de los pasajes bíblicos favoritos de Kepler era "Y la palabra se hizo carne y vivió entre nosotros" (Juan1:14). Según él esto era prueba de que los arquetipos divinos eran literalmente formas geométricas que configuraban la disposición de las entidades corpóreas, es decir de los planetas. O por decir lo mismo con otras palabras, que la presencia de Dios se podía adivinar en la armonía geométrica del Universo. También creía que la mente humana había sido creada para comprender la estructura del mundo. Mientras vivía allí en Graz, en 1597 escribió su primera obra, Mysterium cosmographicum, que claramente respondía a una inspiración pitagórica. Allí explicaba que las órbitas de los planetas encajaban en las formas de los poliedros regulares posibles algo que, sostenía, no podía ser obra del azar, sino la huella de un dios geómetra. Kepler construyó una caja china de poliedros regulares que contenían las órbitas planetarias(ver imagen): la superficie esférica que contiene a la órbita de Mercurio encajada dentro de un octaedro, éste dentro de la superficie esférica que contiene a la órbita de Venus, ésta dentro de un icosaedro y así hasta el cubo dentro de la superficie esférica que contiene a la órbita de Saturno; en el centro, el Sol. Kepler se enorgullecía de la perfección divina de esta caja y veía que su labor como astrónomo le permitía celebrar a Dios de la misma manera que si fuera un sacerdote. Por otro lado, en un libro posterior se prefigura la mirada de un científico moderno cuando sostenía que hay que comprobar empíricamente con observaciones "si ellas no confirman mi tesis, serán vanos todos nuestros esfuerzos anteriores".
En 1600, cuando durante la Contra Reforma se perseguir a los protestantes (como Kepler), se mudó a Praga para trabajar bajo las órdenes de Tycho Brahe quien murió al año siguiente. Kepler ocupó su puesto como Matemático Imperial a las órdenes de Rodolfo II, autodesignado Emperador Romano con el que trabajó hasta su muerte en 1612.
Así las cosas, el primer año del XVII Kepler heredó, no sin una intensa lucha, la invalorable recopilación de datos astronómicos que había realizado Brahe. Al conjugar sus mediciones con el sistema copernicano encontró que la órbita marciana no podía ser considerada circular por muchas ruedas ad hoc que se agregaran. Kepler emprendió la tarea de medir con exactitud la órbita del planeta rojo. Después de interminables cálculos encontró que algunas de las mediciones seguían sin encajar. El círculo era la forma perfecta, el símbolo de la divinidad, el centro de la cosmogonía e ir contra él era poner en cuestión las bases más profundas de lo conocido. A pesar de todo Kepler tuvo que resignarse: la diferencia era pequeña (8´) pero insoslayable.
Es cierto que al principio su rechazo de la circularidad se dio de manera tibia e intentó de todas las formas posibles con óvalos, pero después de intentarlo tercamente tuvo que resignarse. Y allí apareció lo obvio: "¡Qué estúpido he sido!" escribió entonces. La cuestión es que los resultados de Tycho se hicieron infinitamente más valiosos en manos de Kepler, quien trató de encontrar el modo de representar de la mejor manera posible y por medio de una sola curva los movimientos planetarios. Así Kepler llegó a su primera ley, que remplaza las órbitas circulares por órbitas elípticas con el Sol en un de los focos (Siempre parece haber antecedente para las ideas novedosas: un tal Arzaquel de Toledo, 1029-1087, se supone que sugirió la idea de las órbitas elípticas, aunque basándose en datos totalmente equivocados). La primera Ley de Kepler (junto a la segunda que establece que los radios vectores de los planetas barren áreas iguales en tiempos iguales) completa el sistema de Copérnico enunciado cincuenta años antes y lo dota de elegancia y simplicidad. Sólo Einstein, mucho después, demostraría que no se trataba exactamente de elipses, pero esa es otra historia.
Kepler no publicó los resultados de sus investigaciones hasta 1609 en Astronomía Nova, cuando tenía aún más datos que le permitieron comprender que ese mundo perfecto e imperturbable de las estrellas y los planetas no era tal: en 1606 descubrió en el cielo una estrella que nunca había visto antes y que le dio el nombre de otro de sus libros: De Stella Nova. Allí llegó al menos a dos conclusiones bastante disímiles: la primera es que el cielo no es inmutable como decía Aristóteles (lo que permitía que aparecieran estrellas nuevas y que los movimientos no fueran "perfectos", es decir, circulares), y la segunda que señalaba el colapso del Islam y el inexorable regreso de Cristo.
En aquel mismo año un contemporáneo suyo, Galileo Galilei construyó su primer telescopio y anunció la existencia de objeto visibles que, ignorantes de su herejía, giraban en torno a Júpiter, es decir que no lo hacían en torno al supuesto centro del Universo que para la Iglesia aún se ubicaba en la Tierra. También descubrió que hay defectos en los planetas, que no son esferas perfectas: la Luna tiene imperfecciones en su superficie. Galileo envió una copia de su Siderius Nuncius (El mensajero Sideral) a Kepler. El alemán respondió a los descubrimientos con tres tratados fundamentales. El primero fue su Dissertatio cum Nuncio Sidereo (Conversación con el mensajero sideral), luego vino Dioptrice en el que describía el funcionamiento del telescopio y el tercero que se basó en sus propias observaciones de Júpiter y que publicó con el nombre de Narratiode Jovis Satellitibus (Narración acerca de los satélites jovianos, es decir de Júpiter). En todos ellos fortaleció los descubrimientos de Galileo, quién le agradeció con una carta: "Le agradezco porque usted fue el primero, y prácticamente el único, que tiene completa fe en mis afirmaciones".
Pero Kepler adolecía de un afecto, mas bien una adicción pitagórica, por la armonía que le dificultaba la posibilidad de comprender al mundo tal cual es. En su Harmonice Mundi (Armonías del mundo), reunió más de dos décadas de investigaciones: geométricas, musicales, metafísicas, astrológicas, astronómicas y aquellos principios relacionados con el alma. Según él todas las armonías eran geométricas. Los planetas se organizaban en figuras geométricas y tocaban su propia armonía al girar por el universo, una música celestial.
En 1628 publicó el primer libro de astronomía copernicana que llamó Epitome Astronomiae Copernicanae (Epítome de Astronomía Copernicana), que comenzaba con los elementos de astronomía copernicanos, pero que agregaba la armonía de Kepler y nuevas reglas de movimientos planetarios. También elaboró con notable claridad para su época, el concepto de fuerza y el de masa, y definió hábilmente la gravedad como atracción recíproca del cuerpo por parte de la Tierra y de la Tierra por parte del cuerpo. Tomó en consideración la hipótesis (más tarde elevada por Newton a ley universal) de que la fuerza de atracción entre dos masas es inversamente proporcional al cuadrado de su distancia; pero consideró que debía rechazarla.
En 1626 Kepler había sufrido tantas persecuciones y acusaciones de brujería que se fue de Linz (donde trabajaba como matemático del distrito desde 1612), perseguido por el fanatismo protestante y católico; deambuló por varios países buscando trabajo e intentando cobrar deudas hasta su muerte en 1630.
Faltaba explicar por qué ocurría los planetas se movían ¿Qué los empujaba a seguir y seguir? Kepler no pudo con ese desafío y, generoso, se lo dejó a Newton.

Astronomía Nova
En la célebre obra Astronomía Nova, Kepler formuló las primeras dos leyes sobre el movimiento de los planetas que aún hoy se conocen con su nombre. Hasta 1619 no llegó a la formulación de la tercera, probablemente la más brillante y que empezaba a evidenciar el romance entre astronomía y matemáticas que tendría un hijo genial: la física.
Las tres famosas leyes de Kepler dicen:
1) Las órbitas de los planetas son elipses, en uno de cuyos focos se sitúa el Sol.
2) Las áreas descritas por el radio vector que une el Sol con el planeta son proporcionales al tiempo empleado en recorrerlas. (Esta ley de proporcionalidad del tiempo y el área barrida por el radio vector es la primera en el orden cronológico de los descubrimientos, confirmada en sus observaciones sobre Marte).
3) Los cuadrados de los períodos de dos planetas son proporcionales a los cubos de los ejes mayores de las respectivas órbitas.