حدود بیست قرن پیش بود که بطلمیوس نظریه‌ی زمین مرکزی را ارائه داد که زمین را مرکز جهان می‌دانست که دیگر اجرام به دور آن در حرکت‌اند. این نظریه تا قرن‌ها مورد پذیرش بود تا اینکه کوپرنیک نظریه‌ی خورشیدمرکزی را ارائه داد و دریچه‌ی تازه‌ای به سوی علم نجوم گشود که با مخالفت شدید کلیسا روبه‌رو شد، زیرا با تعالیم دینی مبنی بر اینکه زمین و انسان مبدأ جهان است مغایر بود. طبق نظر کوپرنیک سیارات در مدارهای دایره‌ای به دور خورشید می‌گردند. بعد از چندین دهه کپلر قوانین جدیدی برای حرکت سیارات ارائه کرد. قوانین حرکت سیاره‌های کپلر در نجوم و فیزیک کلاسیک، چگونگی حرکت سیاره‌ها در منظومه‌ی شمسی را توصیف می‌کند. جوهانس کپلر، با تحلیل مشاهده‌های تیکو براهه منجّم دانمارکی، دو قانون نخست خود را در سال ۱۶۰۹ و قانون سوم را ده سال بعد یعنی در سال ۱۶۱۸ ارائه داد. البته کپلر هیچگاه این قوانین را شماره‌بندی نکرد و آن‌ها را از دیگر کشف‌هایش متمایز نساخت! دو قرن طول کشید تا قوانین کپلر به شکل امروزی خود دربیاید.
دستاورد: قوانین کپلر
کاشف: جوهانس کپلر
سال ارائه: ۱۶۰۹ و ۱۶۱۸
در ادامه با این سه قانون آشنا می‌شوید:
- تمام سیاره‌ها در مدارهای بیضوی به دور خورشید می‌چرخند و خورشید در یکی از کانون‌های بیضی قرار دارد.
خط واصل خورشید و سیاره در بازه‌های زمانی مساوی مساحت یکسانی را می‌پیماید، زیرا وقتی سیاره به خورشید نزدیک‌تر شود سرعت آن نیز بیشتر می‌شود.
خط واصل خورشید و سیاره در بازه‌های زمانی مساوی مساحت یکسانی را می‌پیماید، زیرا وقتی سیاره به خورشید نزدیک‌تر شود سرعت آن نیز بیشتر می‌شود.
۳. مربع زمان تناوب چرخش سیارات به دور خورشید با مکعب میانگین فاصله آن‌ها از خورشید نسبت مستقیم دارد.
درستی این قوانین، به ویژه قانون دوم، در سال‌های ۸۵-۱۶۸۴ برای آیزاک نیوتون اثبات شد. او زمانی که قانون گرانش بین ماه و زمین و نیز بین خورشید و سایر سیارات را فرمول‌بندی می‌کرد، قوانین کپلر را برای تمام اشیاء در همه جای جهان معتبر دانست. نیوتون نشان داد که حرکت اجسام که به نیروی گرانش مرکزی نیاز دارد، همیشه از مدارهای بیضوی مشخص شده توسط قانون اول کپلر پیروی نمی‌کنند. این اجسام می‌توانند مدارهای مخروطی باز مانند هذلولی یا سهمی داشته باشند که به انرژی جسم بستگی دارد. بنابراین، شی‌ای با انرژی کافی مانند یک دنباله دار می‌تواند به منظومه شمسی وارد شود و بدون بازگشت آن را ترک کند. با موشکافی بیشتر قانون دوم کپلر، می‌توان دریافت که حرکت زاویه‌ای هر سیاره نسبت به خورشید تغییرناپذیر است.
قوانین کپلر را می‌توان به حرکات ماهواره‌های طبیعی و مصنوعی و همچنین فضاپیماهای بدون نیرو در مدار منظومه شمسی یا نزدیک سیارات نیز تعمیم داد. البته قوانین کپلر تعاملات گرانشی سیاره‌های گوناگون بر یکدیگر (به عنوان اثر مضر) را در نظر نمی‌گیرد. مشکل کلی پیش‌بینی دقیق حرکات بیش از دو جسم تحت‌تأثیر جاذبه‌ی متقابل آن‌ها بسیار پیچیده است؛ راه‌حل‌های تحلیلی مشکل سه جسم جز در موارد خاص، غیرقابل دسترس است. قوانین کپلر نه تنها به گرانش بلکه به همه نیروهای مجاور معکوس اعمال می‌شود و حتی شاید بتواند به تأثیرات نسبیتی و کوانتومی و نیروهای الکترومغناطیسی درون اتم اعمال شود.
