Johannes Kepler adalah penemu konsep hukum pergerakan planet-planet yang berbentuk
orbitnya berbentuk elips. Kepler adalah seorang tokoh penting dalam revolusi
ilmiah, astronom Jerman, matematikawan dan astrolog. Dia paling dikenal melalui
hukum gerakan planetnya. Dia kadang dirujuk sebagai "astrofisikawan
teoretikal pertama", meski Carl Sagan juga memanggilnya sebagai ahli
astrologi ilmiah terakhir.
Kepler
sangat dihargai bukan hanya dalam bidang matematika ia juga menjadi sangat
terkenal di bidang optik dan astronomi. Kepler, meski perawakannya kecil,
memiliki kecerdasan yang memukau dan juga kepribadian yang gigih. Ia
didiskriminasi sewaktu tidak mau pindah agama ke Katolik Roma, sekalipun di
bawah tekanan hebat. Kepler orang Eropa abad ke-16 yang sangat mengagumi komet.
Penemuan
Kepler tentang pergerakan planet ini cuma dua puluh delapan tahun sesudah
penerbitan buku De revolutionibus orbium coelestium, buku besar yang di
dalamnya memuat teori Copernicus bahwa planet-planet berputar mengitari mentari
dan bukannya mengitari bumi. Kepler belajar di Universitas Tubingen, peroleh
gelar sarjana muda tahun 1588 dan gelar sarjana penuh tiga tahun kemudian.
Umumnya para ilmuwan saat itu menolak teori "heliocentris"
Copernicus; tetapi, ketika Kepler di Tubingen dia dengar hipotesa heliocentris
itu dan memperincinya dengan kecerdasan tinggi, akhirnya dia mempercayainya.
Sesudah
meninggalkan Tubingen, Kepler menjadi mahaguru selama beberapa tahun di akademi
di kota Graz. Sambil mengajar dia tulis buku pertamanya tentang astronomi
(1596). Kendati teori yang diajukan Kepler di buku itu ternyata sepenuhnya
meleset, buku itu dengan jernih menunjukkan kemampuan matematika Kepler dan
kemurnian pikirannya, sehingga ahli astronomi besar Tycho Brahe mengundangnya
jadi asistennya di peneropong bintangnya di dekat Praha.
Kepler
menerima undangan ini dan bergabung dengan Tycho bulan Januari 1600. Tycho
meninggal dunia tahun berikutnya, tetapi Kepler sudah berhasil menyuguhkan
kesan baik pada bulan-bulan sebelumnya sehingga Kaisar Romawi Suci --Rudolph
II-- segera menunjuknya menggantikan Tycho selaku matematikus kerajaan. Kepler
menduduki posisi itu selama sisa hidupnya.
Sebagai
pengganti Tycho Brahe, Kepler mewarisi setumpuk besar catatan hasil pengamatan
cermat ihwal planet-planet yang telah digarap Tycho bertahun-tahun. Karena
Tycho --astronom besar terakhir sebelum diketemukan teleskop-- juga pengamat
yang hati-hati dan teliti yang pernah dikenal dunia, catatan-catatan itu
teramat besar harganya. Kepler percaya bahwa catatan analisa matematika Tycho
yang cermat memungkinkannya menentukan kesimpulan bahwa teori gerakan planet
adalah benar: teori heliocentris Copernicus; teori geocentris Ptolemy yang
lebih lamaan; atau bahkan teori ketiga yang dirumuskan Tycho sendiri. Tetapi,
sesudah bertahun-tahun melakukan sejumlah perhitungan yang cermat, Kepler
dengan rasa cemas menemukan bahwa pengamatan Tycho tidaklah konsisten dengan
teori-teori yang mana pun juga!
Akhirnya Kepler menyadari bahwa masalahnya adalah: dia,
seperti juga Copernicus dan Tycho Brahe dan semua astronom klasik telah menduga
bahwa orbit keplanetan terdiri dari lingkaran-lingkaran atau gabungan dari
lingkaran-lingkaran. Tetapi, kenyataan menunjukkan bahwa orbit keplanetan
tidaklah melingkar, melainkan agak oval, ellips.
Bahkan
sesudah
menemukan pemecahan pokok, Kepler masih harus menghabiskan waktu berbulan-bulan
membenamkan diri dalam kerja hitung-menghitung yang rumit dan melelahkan untuk
meyakinkan bahwa teorinya memuaskan pengamatan Tycho. Buku besarnya Astronomia
Nova, diterbitkan tahun 1609, menyuguhkan dia punya bagian pertama dari dua
hukum pergerakan planet. Hukum pertama menegaskan tiap planet bergerak
mengitari mentari dalam orbit oval atau ellips dengan matahari pada satu fokus.
Hukum kedua menegaskan bahwa planet bergerak lebih cepat ketika berada lebih
dekat dengan matahari; kecepatan planet berbeda begitu rupa bahwa garis yang
menghubungkan planet dan matahari selama perputaran, meliwati bidang yang sama
luasnya dalam jangka waktu yang sama. Sepuluh tahun kemudian Kepler
mengeluarkan hukum ketiganya: makin jauh jarak sebuah planet dari matahari,
makin perlu waktu lebih lama untuk menyelesaikan perputarannya atau kwadrat
kala perputaran planet-planet berbanding lurus dengan pangkat tiga jarak
rata-ratanya dengan matahari.
Hukum
Kepler, dengan menyuguhkan gambaran pokok yang komplit dan tepat tentang gerak
planet-planet mengitari matahari, memecahkan masalah utama bidang astronomi,
yang bahkan oleh orang-orang genius seperti Copernicus dan Galileo terliwatkan.
Tentu saja, Kepler tidak menjelaskan mengapa planet-planet bergerak pada
orbitnya seperti itu; masalah ini terpecahkan di abad berikutnya oleh Isaac
Newton. Tetapi, hukum Kepler merupakan pendahulu vital buat sintesa besar
Newton. ("Jika saya melihat lebih dulu dari orang lain," begitu
pernah Newton bilang, "ini akibat saya berdiri di atas pundak-pundak para
raksasa." Tak salah lagi, Kepler adalah salah satu dari raksasa-raksasa
itu yang dimaksud Newton).
Sumbangan Kepler kepada astronomi
hampir bisa disejajarkan dengan Copernicus. Dan sesungguhnya, dalam beberapa
hal hasil karya Kepler bahkan lebih mengesankan. Dia lebih orisinal,, dan
kesulitan matematika yang dihadapinya bagaikan menggunung. Teknik matematika
pada saat itu tidaklah sesempurna perkembangannya seperti halnya kini, dan saat
itu tak ada mesin kalkulator yang menolong Kepler dalam tugas penghitungan-penghitungannya.
Ditinjau dari sudut arti penting karya Kepler, adalah
mengherankan bilamana pada mulanya hampir tidak digubris orang, bahkan oleh
seorang ilmuwan besar seperti Galileo. (Galileo tak ambil perhatian hukum
Kepler sungguh mencengangkan karena kedua orang itu saling berkorespondensi
satu sama lain, dan juga karena hasil karya Kepler dapat menolong menguji teori
Ptolemy). Tetapi bila yang lain-lainnya agak lambat menghargai ketinggian hasil
karya Kepler, ini dapat difahami oleh Kepler sendiri.
Dalam nada letupan kegembiraan Kepler
menulis "... Buku telah kutulis! Telah kupersembahkan sesuatu anugerah
kesenangan yang suci. Dia akan dibaca baik oleh orang sejamanku atau oleh
generasi sesudahku. Aku tidak peduli. Bisa jadi buku itu harus menunggu 100
tahun untuk menjumpai seorang pembaca, seperti halnya Tuhan menunggu 6000 tahun
seseorang yang bisa memahami kebesaran karyanya."
Meskipun angsur-berangsur, sesudah melampaui beberapa
dekade, arti penting hukum Kepler menjadi jelas buat dunia ilmu pengetahuan.
Pada abad berikutnya pendapat-pendapat yang memihak teori Newton berkata bahwa
hukum Kepler disimpulkan dari teori-teori itu. Pendapat sebaliknya mengatakan,
hukum gerak Newton, hukum gaya berat Newton disimpulkan dari hukum Kepler.
Tetapi, untuk berbuat demikian memerlukan teknik itu, Kepler, cukup mudah
menangkap permasalahannya dan mengajukan pendapat bahwa gerakan planet
dikontrol oleh tenaga yang datang dari matahari. Sebagai
tambahan hukum gerakan planet-planet, Kepler menyumbangkan berbagai ihwal kecil
di bidang astronomi. Dia juga membuat sumbangan penting mengenai teori optik.
Di akhir-akhir umurnya --sayang sekali-- dia diganggu oleh masalah pribadi.
Jerman merosot jadi kacau karena "Perang tiga puluh tahun" dan jarang
orang yang bisa lolos dari kesulitan-kesulitan serius.
Salah satu masalah adalah soal nafkah. Kekaisaran Romawi Suci
lambat dalam pembayaran gajinya, walau dalam keadaan yang tidak gawat. Dalam
keadaan perang yang kacau-balau, gaji Kepler ditunggak terus. Karena Kepler
kawin dua kali dan punya dua belas anak, kesulitan duit ini betul-betul berat.
Masalah lain menyangkut bundanya yang di tahun 1620 ditahan dengan tuduhan jadi
"dukun sihir." Kepler banyak buang waktu hingga akhirnya sang ibu
bisa dibebaskan tanpa mengalami siksaan.
Kepler meninggal dunia tahun 1630 di Regensburg, Bavaria. Dalam
masa "Perang tiga puluh tahun" yang mengganas itu, kuburnya
diobrak-abrik. Tetapi, hukum gerakan planetnya terbukti lebih menjadi kenangan
yang lestari dari sekadar sepotong batu nisan.