QUAN ĐIỂM MỚI VÀ CUỘC TẤN CÔNG ĐẦU TIÊN
Để “hợp thức hoá” chuyển động không đều của một thiên thể theo quỹ đạo Ptôlêmê đã áp dụng chuyển động theo quỹ đạo lệch tâm. Bên trong quỹ đạo có một điểm không trùng với tâm mà khi nhìn từ điểm đó chuyển động không đều của thiên thể có vẻ như đều. Chính các quỹ đạo lệch tâm đã thôi thúc Côpecnic phải xem xét lại hệ thống chuyển động đơn giản theo vòng tròn.
Keple đã trở lại với quỹ đạo lệch tâm, với chuyển động không đều của Trái Đất và các hành tinh. Ông thực hiện điều đó xuất phát từ những suy luận vật lý. Mặt Trời đối với Keple không chỉ là tâm của thế giới mà còn là động lực của nó. Ông cho rằng, khi quay, Mặt Trời kéo các hành tinh quay và chúng quay càng nhanh khi càng tới gần Mặt Trời, bởi vì Mặt Trời sẽ tác động đến hành tinh mạnh hơn. Vì thế ông đã đi theo hướng ngược lại với Côpecnic. Keple đã loại bỏ khỏi hệ thống của mình các vòng tròn ngoại luân mà một phần trong số đó Côpecnic đã bắt buộc phải giữ lại. Song ông vẫn để lại các quỹ đạo lệch tâm và cho phép chuyển động không đều của các thiên thể.
Đó là một cuộc cách mạng, không chỉ trong lý thuyết chuyển động của các thiên thể. Keple tuyên bố các hành tinh là “những quả cầu” giống như Trái Đất (trước khi có các cuộc quan sát đầu tiên bằng kính thiên văn mươi năm). Thời gian đó, thiên thể duy nhất có bản chất của Trái Đất dường như chỉ có thể là Mặt Trăng, nhưng vì cho rằng hệ hành tinh là một chỉnh thể thống nhất nên nhà bác học đã mở rộng ý tưởng này sang cả các hành tinh khác. Như vậy là, từ một cấu trúc toán học thông minh, hệ thống hành tinh đã biến thành một cấu trúc vật chất cân đối. Với những suy nghĩ như vậy, Keple đã bắt tay vào việc lập ra thuyết chuyển động của sao Hoả. Cần phải tìm ra bán kính quỹ đạo đối với Mặt Trời, độ lệnh tâm, hướng lệch của quỹ đạo và cuối cùng là tâm điểm của quỹ đạo này.
Trước hết, Keple đã giải một bài toán phụ: xác định độ nghiêng của quỹ đạo sao Hoả so với mặt phẳng hoàng đạo. Độ sai lệch vĩ độ của hành tinh đã gây cho các nhà thiên văn nhiều khó khăn. Keple xuất phát từ những suy luận vật lý, đã cho rằng mặt phẳng của quỹ đạo
Trang bìa cuốn sách của Keple: “Thiên văn học mới”
sao Hoả nhất định phải đi qua tâm của Mặt Trời và ông đã không nhầm. Ông đã tính được quỹ đạo sao Hoả nghiêng đối với quỹ đạo Trái Đất là 1o50’, rất khớp với kết quả quan trắc. Sau đó ông chọn ra bốn trường hợp trong số các số liệu đã có sẵn về tám vị trí xung đối của sao Hoả, từ năm 1587 đến hết 1595, khi hành tinh nằm đối diện với Mặt Trời nếu nhìn từ Trái Đất. Dựa theo các số liệu đó Keple bắt đầu xây dựng quỹ đạo sao Hoả. Công cụ toán học thời đó không giúp nhà toán học có được phương thức giải những bài toán tương tự, ông bắt buộc phải áp dụng phương pháp lựa chọn thử (tính mò). Ông đưa ra những tham số nhất định,
So sánh mô hình quỹ đạo elip của sao hỏa theo Keple và quỹ đạo tròn có cùng đường kính
sau đó thay vào đó những số liệu quan sát được làm thế nào để kết quả khớp với lý thuyết. Để giải bài toán này Keple đã phải lặp đi lặp lại thể thức “chỉnh dần cho khớp” đến 70 lần, một lần lại thực hiện một công việc tính toán khổng lồ. Cuối cùng, sau một năm bài toán đã giải xong.
Ở phần cuối chương 18 của cuốn sách “Thiên văn học mới” Keple viết: “Hỡi bạn đọc chăm chỉ, bạn có thấy rằng giả thuyết dựa trên phương pháp này không chỉ thoả mãn bốn vị trí ban đầu mà còn phù hợp với kết quả của tất cả các quan trắc khác (về các vị trí xung đối) với độ chính xác tới 2 phút vòng cung”.
Chương này kết thúc bằng một câu khẳng định: “Như vậy, tôi đã chứng minh rằng các vị trí xung đối được xác định theo cách tính này với một độ chính xác tương tự như khi đo bằng kính lục phân của Tychô. . .”.
