Retrato de Johannes Kepler, de autoría desconocida, copia de un original perdido en 1610 en el monasterio benedictino de Kremsmünster
Lo que sabemos de la niñez e infancia de Johannes Kepler (1571-1630) se lo debemos a él mismo, pues lo relata en un documento que elabora con propósitos astrológicos cuando ya es un hombre adulto.
Hijo de padre luterano y madre católica, nació prematuramente el 27 de diciembre de 1571. Por esta razón fue siempre una persona de salud débil. Al poco tiempo de su nacimiento, su padre dejó la casa para servir, como soldado mercenario, en el ejército de los Países Bajos al mando del Duque de Alba. Su madre siguió a su marido al poco tiempo dejándole a cargo de sus abuelos paternos.
Perseguido por la mala suerte, pasó la viruela, que le dejó una miopía muy pronunciada e incapacidad de fundir las imágenes de ambos ojos, secuelas de las que nunca se recuperaría. Tras pasar la enfermedad asistió a la escuela de Leonberg, donde se había establecido un plan de educación general. Debido tanto a su naturaleza enfermiza (que le impedía dedicarse a labores más duras) como a su brillante inteligencia, tanto su abuelo como sus maestros decidieron que su futuro estaba, sin duda, en el estudio.
Durante esta época volvieron sus padres al hogar. Parece que con los ahorros de su vida de soldado se establecieron por su cuenta, abriendo una especie de fonda u hostal, aunque el negocio no prosperó. Mientras tanto Kepler, decidido a seguir su formación, tuvo que ingresar en un seminario. Allí siguió el esquema clásico de Tribium y Quadribium, lo que le permitió ingresar en la Universidad de Tubinga.
Durante su estancia en la universidad su padre se enroló de nuevo como mercenario. Su madre, para sobrevivir, hubo de dedicarse a la elaboración de productos culinarios, profesión a la que debió dedicarse en los tiempos en que tenían la fonda. Parece que extendió su producción y se hizo experta en infusiones de plantas medicinales y ungüentos curativos, actividad peligrosa en aquella époc
Johannes seguía sus estudios sobresaliendo especialmente en teología y astronomía, disciplinas que estudió muy seriamente. En teología, el problema estaba centrado en la elección entre las tres opciones de la religión cristiana: católica, luterana y calvinista. En astronomía la cuestión estribaba en elegir entre los dos grandes sistemas que describían el mundo, el ptolomeico y el copernicano. La búsqueda de soluciones a estos problemas conformaron en gran medida la historia de los siglos XVI al XVIII.
En 1594 Kepler aceptó un puesto de Matemático oficial y Profesor de matemáticas y astronomía en la Universidad de Graz. Además de impartir clases de estas disciplinas, el cargo obligaba a la elaboración anual de almanaques y predicciones, tarea a la que parece que Kepler era muy aficionado. Se hizo un experto en la lectura de horóscopos, faceta por la que fue más reconocido que por sus descubrimientos astronómicos.
En Graz, amparados por la Paz de Augsburgo, coexistían la universidad protestante de la que era profesor y la universidad católica regentada por la Compañía de Jesús, fundada por San Ignacio de Loyola en 1534 con el propósito de extender la contrarreforma. Allí, todavía en su etapa astrológica, Kepler elaboraría lo que se puede considerar la última obra de carácter pitagórico escrita hasta este momento. Se publicó en 1596 bajo el título Mysterium Cosmographicum. Aunque no presenta ningún valor desde el punto de vista científico, vamos a dedicarle un pequeño espacio en este curso debido a su valor cultural, ya que pone de manifiesto el sentimiento mágico que siempre han despertado la matemáticas, probablemente debido a la exactitud sorprendente de sus cálculos y predicciones. Para ello vamos a apuntar unas breves notas sobre Pitágoras.
Pitágoras, grabado en la obra de André Thevet (1502-1590)
Pitágoras vivió entre los años 580 y 500 a. C. y fue alumno de Tales de Mileto, Anaxímenes y Anaximandro, influyendo de manera decisiva en la filosofía de Platón. Realizó trabajos experimentales en acústica, estableciendo las bases de la escala musical que lleva su nombre, en la que cada octava corresponde a una duplicación de la frecuencia. Sus relaciones entre las diversas notas fueron modificadas por Johann Sebastian Bach a principios del siglo XVII para instrumentos de tecla y traste.
Los pitagóricos daban a los números y a sus relaciones un significado universal. Por ello pensaban que los planetas, entre los que incluían la Tierra, giraban en torno a un fuego central en órbitas circulares y las razones de sus radios guardaban la misma relación que las notas musicales en una escala.
Modelo de universo según Kepler, en Mysterium Cosmographicum, 1597, ed. de 1621 (Imagen cortesía de The Archives, California Institute of Technology)
En este libro, Mysterium Cosmographicum, Kepler describe cómo los planetas están girando en torno al Sol, como en el modelo de Copérnico, en órbitas de carácter circular, cuyo radio es el de una esfera en la que se inscribe un sólido regular. Para evitar ser prolijos en la descripción hemos incluido una representación gráfica del modelo, suficientemente claro en sí mismo:
1) El círculo de Venus se circunscribe al de un octaedro
2) El círculo de la Tierra se circunscribe al de un dodecaedro
3) El círculo de Marte se circunscribe al de un tetraedro
4) El círculo de Júpiter se circunscribe al de un cubo
Es un divertimento sin más base científica que la coincidencia aproximada de las relaciones entre medidas.
Coincidiendo prácticamente con la publicación de su libro, Kepler se casa con Bárbara Muller, hija de un comerciante rico.
Los cinco sólidos regulares pitagóricos
Kepler, feliz, recibe los primeros ejemplares de su Mysterium, y separa algunos para enviárselos a miembros relevantes de la comunidad científica, de los que espera críticas favorables. Dos de estos científicos son Galileo Galilei y Tycho Brahe.
Galileo le contesta agradeciéndole su deferencia y diciéndole que le escribirá de nuevo cuando haya leído el libro. Pero, aunque Galileo mantendrá correspondencia con Kepler sobre importantes descubrimientos, como las fases de Venus o la marcha de rayos en telescopios y microscopios, nunca le mencionará dicho libro, para él nada más que un divertimento sin base científica.
En cambio Tycho le contestó pasado un año, pero habiéndolo leído. Apenas vio las medidas de las órbitas que usaba Kepler en su modelo, Tycho se dio cuenta de que había utilizado los datos de Copérnico, que él sabia inexactos. Por ello le indicó la conveniencia de utilizar datos más fidedignos, como los que el mismo Tycho había obtenido con sus instrumentos.
A tal efecto invita a visitarle en Praga para discutir sobre esas cuestiones. Kepler decidió aceptar esta invitación en vista de la precisión de las medidas de Tycho. También influyó la situación política en Austria, como veremos después. Esta visita marcó el final de la época místico-astrológica de Kepler. En 1599 se encuentra con Tycho Brahe, cuando Kepler tenía 29 años y Brahe 53. Tycho le encargó los cálculos de la órbita de Marte, circunstancia en que Kepler aprovechó para emplear el modelo copernicano y no el de Tycho, que consideraba erróneo.
Lo que en principio no iba a ser más que una colaboración temporal se convirtió en permanente. Ello fue debido a la ya citada situación política en Austria, previa a la Guerra de los Treinta Años. En 1598 los protestantes habían sido expulsados de Austria, aplicando los acuerdos de la Paz de Augsburgo que permitía al príncipe imponer su religión a sus súbditos.
Aunque se hacen excepciones, como en el caso de Kepler, la expulsión fulminante, esta vez sin excepciones, de los protestantes,le obligó a marcharse definitivamente. Así, Kepler llegó a Praga acompañado de su familia tras un viaje agotador, deprimido, expulsado de su casa y empobrecido.
Pero para Tycho esas fueron buenas noticias, pues había comprendido que el genio matemático de Kepler podría resolver el problema de la forma de las órbitas planetarias, imposibles de ajustar a sus observaciones de una manera elemental.
Ese año Tycho prepara unas tablas con los resultados de sus observaciones, que aparecieron bajo el título de Tablas Rudolfinas, en honor a Rodolfo II, a semejanza de las Tablas Alfonsíes editadas en honor a Alfonso X el Sabio y que todavía estaban en uso en muchas cortes europeas. Pero no puede ver realizado su propósito ya que la muerte le sorprende en octubre de 1601, circunstancia que deja a Kepler en posesión de sus valiosísimas observaciones e incluso del puesto de Matemático Imperial de Rodolfo II. Kepler trabajó en ese puesto a pesar de la gran crisis de 1608 en la que Matías, hermano de Rodolfo II, se hizo con el poder de Hungría y Bohemia.
Gracias a la exactitud de las observaciones de Tycho, Kepler, tras ocho años de incesante trabajo, enunció sus dos primeras leyes en su obra Astronomía Nova, publicada en 1609. Para ello tuvo que liberarse del preconcepto de las órbitas circulares, que estaba vigente en la cosmología griega desde el tiempo de Pitágoras. Veámoslas en la página siguiente.
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