宇宙奥秘揭晓：咖啡杯里的天文学史

第谷并不欣赏开普勒的理论，他写了一封信，以严厉深刻的方式对这本书进行了批评。这个过程使得两位天文学家建立了联系，尽管卡普勒无法回答第谷关于新宇宙系统的诸多问题，二人还是就此进行讨论。开普勒缺乏一步非常重要的工作，即将理论与实际的观测结果展开对比；那时，他刚好可以从第谷那里获得这方面的资料。

1599年年底，第谷邀请开普勒来参观他在布拉格附近建造的一座新的天文观测站。来年2月，开普勒到达那里，并在那里学习数月，研究第谷关于火星的观测数据。就此，事情发生了变化：开普勒需要大量天体运行数据来开展自己的工作，但第谷此时把他视为竞争对手，而非工作伙伴，并不打算将材料分享给他。

由此，他们之间产生嫌隙，开普勒甚至一度离开天文台，但最终还是返回。他明白，要进行理论研究，这些数据至关重要。幸运的是，这样的局面很快就结束了，因为第谷在1601年逝世了。

第谷去世时留下了巨额财富，开普勒知道其继承人都十分渴望分到这位天文学家的遗产，所以他必须加紧行动，在出现问题之前带走那些观测资料。正如开普勒在1605年的一封信中所写：

我承认，在第谷去世时我利用了他的继承人们的疏忽，直接拿走了那些观测资料，说是掠夺行为也没有问题。

从来没有哪次“掠夺行为”能够如此造福于人类社会：基于这些材料，开普勒得出了“行星围绕太阳公转的轨道是椭圆形”的结论。这推翻了数千年来行星轨迹是完美的圆形的理论。

这不仅意味着轨道形状的改变，也表明太阳并非位于椭圆的中心，而是在另一个焦点处。开普勒新提出的模型如下图：

这一结论解释了在地心说于正圆形轨道模型中，为什么火星的椭圆形轨道是最难以描绘的。其轨道最远点距离太阳2.49亿千米，最近点距离太阳2.07亿千米。再举一个例子，地球近日点和远日点与太阳的距离分别为1.47亿千米和1.52亿千米。也就是说，地球轨道与火星轨道相比更加近似一个圆形。

开普勒还意识到：行星在绕太阳运动时，距离太阳越近，其运行速度越快；距离太阳越远，其运行速度越慢。而轨道更接近于椭圆形的行星，它们在天空中的运行速度变化就更大一些。

这个理论彻底推翻了柏拉图“所有行星以不变的速度在其轨道上做圆周运动”的假说。

还有一点，由于行星运行的速度是由它们与太阳距离的远近以及轨道的椭圆形状所决定的，因而轨道的大小与行星绕太阳运行成一整圈所需的时间并非线性关系。也就是说，行星轨道周期与其轨道长度不再符合以往“行星轨道周长是其自身周长的两倍”的说法。

事实上，开普勒观察到行星轨道周期的平方与其半长轴的立方成一定比例，这就意味着只要知道各个行星完成一周公转的时间，就能大概推测出太阳系的比例规模。(www.xing528.com)

根据开普勒的三个定律，就不需要在行星运行轨道中加入“本轮”的设定来解释星体逆行，也不用假设另外一个“均点”来为天体不规律的运行轨迹进行辩解。终于出现了一个更加优雅、简洁的宇宙系统，只不过在这个模型中，地球并非宇宙中心。

开普勒所提出的宇宙系统假说要比其他任何的模型都更加贴近现实。基于哥白尼开创的“日心说”理论、第谷对于天体运行的观察，以及开普勒的理论创造，太阳才被定格在了它本来的位置上。

即使如此，开普勒的想法并没有在一夜之间就被当时的社会接受。关于地球处于宇宙中心的认定已经持续了一千多年，不会在朝夕之间就完全消失，要想让人们的想法有所动摇，还需要为日心说提供更多的证据作为背书。而要想打破这个漫长的争论局面，世界需要另外一种革命。

这个革命者就是伽利略·伽利雷。

第谷怪异的死亡播下了疑问的种子，人们在三个世纪后开始怀疑开普勒的行为。

开普勒曾经写道：

1601年10月13日，第谷参加了一场由国王组织举办的宴会。他一直没去成洗手间，因为那时在贵族面前这样做是很大的不敬。回到家后，第谷本该进行历史上最愉快的一次释放，但最后只有少量的尿液，并且觉得非常痛苦。11天后，第谷就去世了。经医生检测，死因是肾结石。

然而，在300年后的1901年，人们挖掘第谷的尸体时并没有在这位天文学家的遗骸中发现肾结石的迹象。因此，科学家们判断第谷可能死于膀胱感染或肾衰竭。另一个意外发现是人们在第谷的胡子中发现了汞，这是一种有毒的重金属。

基于此，有人怀疑第谷是在炼金术实验室中不知不觉地沾染上了这种金属，或是某个认为第谷死去比活着更有益处的人故意谋害了他。有可能这个人迫切地需要一些观测结果来完成自己的工作。这个人也有可能是助手……好吧，到20世纪时，人们普遍怀疑开普勒是那个毒害第谷的人。

然而，2010年，来自罗斯托克大学和奥胡斯大学的科学家们用更加灵敏的现代仪器重复检测并分析了一遍，他们发现第谷在十年间接触到的汞并不足以致命（人们通过其胡子的长度推测出了时间）。

就这样，大家打消了对开普勒的怀疑，并认为膀胱破裂是第谷死亡最合理的解释。