ดาราศาสตร์ทั่วไป/กฎของเคปเลอร์

โยฮันเนส เคปเลอร์ (Johannes Kepler) เป็นนักคณิตศาสตร์ที่พยายามอธิบายหลักการพื้นฐานซึ่งเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของดาวเคราะห์ เขาเชื่อมั่นในการมองระบบสุริยะแบบที่มีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง (Heliocentric) ที่ถูกเสนอโดยโคเปอร์นิคัส (Copernicus) และเขายังถูกครอบงำโดยการสังเกตการณ์ดาวเคราะห์ที่ถูกสร้างขึ้นโดยไทโค บราห์ (Tycho Brahe)

หลังจากความมานะพยายามมากว่าสิบสองปีและการละทิ้งแนวความคิดขึ้นอยู่กับเรขาคณิตไป ในที่สุดเขาก็ได้ลุกับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการเคลื่อนไหวแบบวงโคจรเป็นวงรี เคปเลอร์ได้สรุปสิ่งที่เขาค้นพบอยู่ในรูปแบบกฎสามข้อของการเคลื่อนที่ดาวเคราะห์ ซึ่งมักเรียกกันว่า กฎข้อที่หนึ่ง สอง และสามของเคปเลอร์ ตามลำดับ

• กฎข้อที่หนึ่งของเคปเลอร์ รู้จักกันอีกชื่อว่า กฎของวงรี (The Law of Ellipses) — วงโคจรของดาวเคราะห์เป็นวงรี โดยมีดวงอาทิตย์เป็นจุดรวมเดียว
• กฎข้อที่สองของเคปเลอร์ หรือ กฎของพื้นที่เท่ากันในเวลาเท่ากัน (The Law of Equal Areas in Equal Time) — คือเส้นระหว่างดาวเคราะห์และดวงอาทิตย์จะกวาดออกได้พื้นที่เท่ากันในระนาบของวงโคจรดาวเคราะห์ในเวลาที่เท่ากัน
• กฎข้อที่สามของเคปเลอร์ หรือ กฎของความประสาน (The Law of Harmony) — ความต้องการเวลาสำหรับการโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ เรียกว่า ช่วง (Period) ซึ่งเป็นสัดส่วนครึ่งหนึ่งของความยาวแกนวงรี 3/2 ค่าคงที่ของสัดส่วนจะเท่ากันสำหรับดาวเคราะห์ทั้งหมด ซึ่งมักเรียกกันว่า กฎของความประสาน เพราะแสดงถึงความประสานความสัมพันธ์ระหว่างระยะห่างและช่วง

ในตอนที่เขาตั้งกฎเหล่านี้ขึ้นมา ยังไม่มีการพัฒนาทฤษฎีแรงโน้มถ่วงที่สามารถนำเอามาอธิบายได้ว่า ทำไมดาวเคราะห์ถึงเคลื่อนไปแบบที่พวกเขาสังเกตเห็น ต่อมา เซอร์ ไอแซก นิวตัน ได้ใช้กฎความโน้มถ่วงสากลจตุรัสผกผันของเขา แสดงให้เห็นว่ากฎของเคปเลอร์นั้นพอดีตามหลักวิทยาศาสตร์ของทฤษฎีกลศาสตร์ท้องฟ้า (Theory of celestial mechanics)