Das war Johannes Kepler

Vor 450 Jahren, am 27. Dezember 1571, wurde Johannes Kepler geboren. Der schwäbische Astronom und Mathematiker verfasste wissenschaftliche Analysen des Weihnachtssterns; besser bekannt sind aber seine drei Gesetze zur Planetenbewegung und seine Erkenntnisse zur Optik. Kepler schrieb auch eine Erzählung über das Leben auf dem Mond. Im Nachlass fand sich eine Zeichnung der Schickardschen Rechenmaschine.  

Am Beginn der neuzeitlichen Wissenschaft stehen drei große Persönlichkeiten. Nicolaus Copernicus veröffentlichte 1543 sein Buch über das heliozentrische Weltbild, Galileo Galilei erfand im frühen 17. Jahrhundert die Methode der experimentellen Forschung und Johannes Kepler entwickelte zur gleichen Zeit die moderne Astronomie.  Seine Erkenntnisse sind äquivalent zum Gravitationsgesetz von Isaac Newton. Dieses gilt immer noch, wenngleich die heutige Kosmologie auf der allgemeinen Relativitätstheorie Albert Einsteins basiert.

Johannes Kepler in den 1610er-Jahren; das Gemälde soll ihm aber nicht ähnlich sein.

Geboren wurde Johannes Kepler am 27. Dezember 1571 in Weil der Stadt nahe Stuttgart. Die Familie hatte wenig Geld, doch er genoss eine gute Schulbildung und studierte ab 1589 in Tübingen. Er machte den Magister, brach aber 1594 das Studium ab und übernahm eine Professur im österreichischen Graz; er lehrte Mathematik, Astronomie und andere Fächer. 1600 zog Kepler nach Prag und arbeitete beim bekannten Astronomen Tycho Brahe. Nach Brahes Tod ein Jahr später wurde er kaiserlicher Hofmathematiker und konnte die Beobachtungsdaten seines dänischen Kollegen auswerten.

Von 1612 bis 1626 war Kepler in Linz tätig. In jener Zeit gelang es ihm, seine der Hexerei angeklagte Mutter vor dem Scheiterhaufen zu retten; nach langer Untersuchungshaft kam Katharina Kepler im Oktober 1621 frei. 1628 trat ihr Sohn in den Dienst des Heerführers Wallenstein; im schlesischen Sagan baute er eine Druckerei auf. Johannes Kepler starb am 15. November 1630 bei einem Aufenthalt in Regensburg. Sein Grab wurde im Dreißigjährigen Krieg zerstört. Er war zweimal verheiratet und hatte Kinder und Enkel; ob noch irgendwo Nachfahren von ihnen leben, wissen wir nicht.

Ein sehr gealterter Kepler 1627 auf dem Titelblatt der Rudolfinischen Tafeln

Keplers Nachlass liegt zum größten Teil in Sankt Petersburg; ein kleiner Teil ist in Wien. Die gesammelten Schriften gab die Bayerische Akademie der Wissenschaften heraus. In seinem Weltgeheimnis erklärte er 1596 die Planetenbahnen mit Hilfe platonischer Körper. 1609 publizierte er sein wichtigstes Werk, die Neue Astronomie; mit der Harmonie der Welt kehrte Johannes Kepler 1619 zur Naturphilosophie zurück. 1627 lagen die Rudolfinischen Tafeln für die astronomische Praxis vor. Posthum erschien 1634 sein Traum von einem Besuch des Mondes, den man hier mit allen Anmerkungen lesen kann.

Keplers Forschung lieferte drei nach ihm benannte Gesetze. Das erste lautet, dass sich Planeten auf elliptischen Bahnen bewegen; die Sonne befindet sich in einem Brennpunkt der Ellipse. Das zweite Gesetz sagt aus, dass die Bahngeschwindigkeit eines Planeten zunimmt, je näher er der Sonne kommt. Aus Gesetz Nr. 3 folgt, dass ein Planet langsamer um die Sonne fliegt als ein anderer, der weiter innen kreist. Johannes Kepler schuf keine Theorie der Gravitation wie später Isaac Newton, er wies aber den Weg in diese Richtung.

Kepler kannte auch die Astrologie. Das ist sein Horoskop für den Feldherrn Wallenstein.

Kepler widmete sich ebenso der Optik. In der Dioptrik formulierte er 1611 die Prinzipien der Lichtausbreitung und beschrieb das gleichfalls nach ihm benannte Teleskop. Ein Kepler-Fernrohr enthält zwei Sammellinsen und erzeugt ein auf dem Kopf stehendes Bild; es wurde zum populärsten astronomischen Instrument. Im selben Jahr verfasste er ein Papier über Schneekristalle und die dichteste Stapelung von Kugeln. Keplers Vermutung, dass Lagen mit regelmäßigen Sechseck-Anordnungen die beste Lösung wären, wurde 2017 bewiesen.

Seine bekannteste mathematische Leistung ist wohl die Fassregel. Die Formel für den Inhalt von Rotationskörpern nahm Erkenntnisse der Integralrechnung vorweg. 1624 veröffentlichte Kepler ein Buch zur Logarithmen-Rechnung. Er stand zudem in Briefkontakt mit Wilhelm Schickard, der ihn über seine Rechenmaschine informierte. Er wollte ihm eine Maschine zusenden, die aber bei einem Brand in der Werkstatt verlorenging. In den 1930er-Jahren entdeckte der Kepler-Forscher Franz Hammer eine Zeichnung der Schickard-Maschine in Keplers Nachlass, doch gab Hammer den Fund erst 1957 bekannt.

Sternenkarte mit der Supernova von 1604 im Fuß des Schlangenträgers.

Am 17. Oktober 1604 sah Johannes Kepler am Nachthimmel die letzte Supernova, die mit bloßem Auge in der Milchstraße beobachtet werden konnte. Sie leuchtete ein Jahr lang im Sternbild Schlangenträger.  Er erstellte sofort eine deutsche Beschreibung; 1606 folgte eine längere Untersuchung auf Latein. Auch dieses Phänomen wurde später nach ihm benannt. Im Dezember 1603 hatten sich im Nachbarsternbild Schütze der Jupiter und der Saturn getroffen. Die Große Konjunktion wurde von den Astronomen aufmerksam verfolgt.

Kepler wusste, dass sich die Planeten im Jahr 7 v. Chr. im Zeichen der Fische begegnet waren. Er stürzte sich nun mit Feuereifer in die Bibelkunde und verfasste mehrere Artikel zum wahren Geburtsjahr Jesu. Sie sind nicht leicht zu verstehen, selbst wenn er Deutsch schrieb, doch setzte er dafür 5 v. Chr. an. Jesus kam unter dem Stern von Bethlehem zur Welt; diesen deutete Kepler aber nicht als Supernova im All, sondern als Phänomen der Atmosphäre, als eine Art tieffliegenden Kometen. Damit begann die wissenschaftliche Erforschung des Weihnachtssterns, die bis heute andauert.

Skizze von Wilhelm Schickard von seiner Rechenmaschine, gefunden im Kepler-Nachlass.

Bücher und Berichte über Johannes Kepler gibt es in großer Anzahl. 1974 entstand ein Spielfilm in der DDR, 1990 ein kürzeres Portrait des ORF und 2010 ein weiterer Film in Frankreich. Die jüngste TV-Produktion ist der deutsche Himmelsstürmer von 2020. Zur Lektüre empfehlen wir die Kepler-Festschrift, die 1930 in Regensburg erschien – Achtung, dicke Datei! Wer sich im Internet Archive anmeldet, findet dort die rororo-Biographie von 1971. Zum Schluss wünschen wir allen Lesern und Leserinnen eine fröhliche Weihnacht und melden uns in einer Woche zurück.