Johannes Kepler

Johannes Kepler (1571-1630), astrónomo alemán, descubridor de las tres leyes que describen la órbita de los planetas.

Formación

Kepler nació el 27 de diciembre de 1571 en la ciudad de Weil der Stadt, Alemania. Hijo de una familia humilde, pudo acceder a una educación gracias a la escuela para niños sin recursos financiada por los duques de Württemberg. Esto le permitió ingresar en 1589 a la Universidad de Tubinga, donde entró con la intención de convertirse en teólogo.

En Tubinga tuvo ocasión de conocer a Michael Maestlin, profesor de matemáticas en la universidad y uno de los más importantes astrónomos de Alemania. A pesar de sus convicciones luteranas, Maestlin era también defensor de las ideas de Nicolás Copérnico, cuya obra Seis libros sobre las revoluciones de las órbitas celestes (1543) mostró a Kepler, despertando el interés de éste por el modelo heliocéntrico. La fascinación que tal idea produjo en el joven estudiante le hizo desear dedicarse al estudio de la astronomía y demostrar lo que Copérnico sólo había podido plantear de modo teórico.

Las ideas de Copérnico, sin embargo, no sólo no quebrantaron las creencias religiosas de Kepler, sino que vinieron a reforzarlas. Para él resultaba lógico que fuera el Sol, perfecta imagen divina, el centro alrededor del que giraban los planetas y fuente dinámica del movimiento de éstos. Los escritos en que plasmó sus logros en el campo de la astronomía fueron siempre acompañados de una amplia argumentación filosófica y religiosa, que investigadores posteriores, como Isaac Newton, prefirieron pasar por alto.

En 1594 Kepler interrumpió sus estudios de teología al serle ofrecido un puesto como profesor de matemáticas en el seminario protestante de la localidad austriaca de Graz. Parte de sus labores incluían la realización de horóscopos y almanaques astrológicos con los cuales efectuar todo tipo de predicciones. A diferencia de otros investigadores de la época, él nunca renegó de la astrología, a la que trató de dotar de una base más sólida de la que disfrutaba hasta entonces, y a la que a menudo recurrió como fuente de ingresos.

Órbitas poliédricas y Tycho Brahe

En Graz, Kepler sacó a la luz su primer texto, en el que se introducían las ideas que desarrollaría en los años venideros. En Misterio cosmográfico (1596) pretendió dar una explicación a las discrepancias existentes entre las órbitas de los planetas y las teorías de Copérnico. Sugirió que tales diferencias surgían de que las órbitas no eran en realidad circulares, como desde antiguo se venía asumiendo, sino que se correspondían con la forma de los cinco poliedros regulares perfectos: cubo, tetraedro, octaedro, dodecaedro e icosaedro. Sorprendentemente, sus cálculos corroboraron en buena medida su teoría.

El siguiente paso en su progresivo alejamiento de las ideas establecidas lo dio al sugerir que los planetas no se desplazaban impulsados gracias a “almas incorpóreas”, y que el papel del Sol no era en absoluto pasivo en tal desplazamiento. Según él, el astro era fuente de algún tipo de fuerza que hacía moverse a los planetas. La lectura del libro de William Gilbert Sobre el magnetismo, los cuerpos magnéticos y el gran imán: la Tierra (1600) le llevó a pensar que los cuerpos astrales se trataban en realidad de grandes imanes y que eran las fuerzas de atracción y repulsión entre los mismos las que los mantenían en movimiento.

En torno a 1600 Kepler sufrió la persecución contra los protestantes y hubo de abandonar Graz. Fue entonces cuando el reconocido astrónomo Tycho Brahe, que por entonces residía en Praga, le invitó a trabajar como su ayudante. Había leído Misterio cosmográfico y se hallaba impresionado con las ideas en él planteadas.

Brahe falleció sólo un año después y Kepler heredó su puesto como matemático imperial de Rodolfo II. También recibió de su predecesor el compendio de sus notas, elaboradas a lo largo de años de minuciosas observaciones astronómicas, y la responsabilidad de publicar las Tablas rodolfinas, un listado de las posiciones de los planetas en el que Brahe había estado trabajando hasta su muerte.

La primera y la segunda ley

Fue precisamente el análisis de los datos de Brahe lo que condujo a Kepler a la formulación de sus leyes sobre las órbitas planetarias. Para entonces ya había abandonado la idea de que las órbitas se correspondían con poliedros regulares y había retornado al planteamiento original del círculo. Sin embargo, en las mediciones de Brahe sobre el desplazamiento de Marte existía un error de entre 6 y 8 minutos de arco, inexplicable si en efecto la órbita era circular. Kepler dio solución a esta discrepancia al plantear que los planetas no se desplazan a velocidad constante. Surgió así la segunda ley de Kepler, conocida también como ley de las áreas: “Las áreas recorridas por un radiovector son proporcionales a los tiempos empleados en recorrerlas”. Esto quiere decir que el segmento que une un planeta con el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales.

Por otro lado, dado que si la órbita de los planetas fuera circular la velocidad de desplazamiento no podría ser variable, Kepler llegó a la que se convertiría en su primera ley: “Los planetas recorren órbitas elípticas con el Sol emplazado en uno de los focos de la elipse”. Tal ley, junto con la anterior, fue descubierta en torno a 1605, si bien su publicación no tendría lugar hasta 1609.

El año 1611 fue duro para Kepler: fallecieron su esposa, Barbara, y uno de sus hijos, y su protector, Rodolfo II, fue depuesto. Matias I, su sucesor, no prestó la misma consideración a Kepler y éste se trasladó a la ciudad austriaca de Linz para trabajar como matemático del distrito. En 1613 volvió a contraer matrimonio pero cinco de los siete hijos que tuvo con su segunda mujer fallecieron durante la infancia.

La tercera ley y las Tablas rodolfinas

En 1619 publicó Armonías del mundo, texto en el que, partiendo de múltiples relaciones establecidas entre las medidas de Brahe, formuló su tercera ley: “Los cuadrados de los tiempos de revolución de los planetas son proporcionales a los cubos de los semejantes mayores de las órbitas”. Esto quiere decir que el radio de la órbita guarda relación con el tiempo empleado por el planeta en realizar su recorrido.

Publicó a continuación las Tablas rodolfinas, completando así la labor iniciada por Tycho Brahe. Tal texto, combinado con las leyes de Kepler, representó una base de trabajo tan sólida para posteriores investigaciones que el propio Isaac Newton se sirvió de ellas para la elaboración de su ley de la gravitación universal.

Los últimos años de vida de Kepler se vieron enturbiados por la acusación de brujería realizada contra su madre, el arduo proceso que siguió hasta la exoneración y la continua búsqueda de fuentes de financiación para sus estudios.

Falleció en Ratisbona, Alemania, el 15 de noviembre de 1630.

Cronología de Johannes Kepler

1571 – Nace Johannes Kepler en Alemania.

1589 – Estudia teología en la Universidad de Tubinga. Conoce a Michael Maestlin.

1594 – Interrumpe sus estudios y se traslada a Graz (Austria) para dar clases de matemáticas.

1596Misterio cosmográfico.

1600 – Debe abandonar Graz. Se traslada a Praga como ayudante del astrónomo Tycho Brahe.

1601 – Fallece Brahe y Kepler hereda su puesto como matemático imperial de Rodolfo II.

1605-1609 – Leyes de Kepler.

1611 – Muere su esposa. Se instala en Linz (Austria) para trabajar como matemático del distrito.

1613 – Contrae de nuevo matrimonio.

1619Armonías del mundo. Tablas rodolfinas.

1630 – Fallece en Alemania.