他就是被大家稱為“天空立法者”的著名天文學家開普勒。

當時不論是地心說還是日心說，都認為行星作勻速圓周運動。但開普勒發現，對火星的軌道來說，按照哥白尼、托勒密和第谷提供的三種不同方法，都不能推算出同第谷的觀測相吻合的結果，於是他放棄了火星作勻速圓周運動的觀念，並試圖用別的幾何圖形來解釋，經過四年的苦思冥想，也就是到了1609年他發現橢圓形完全適合這裡的要求，能做出同樣準確的解釋，於是得出了“開普勒第一定律”：火星沿橢圓軌道繞太陽執行，太陽處於兩焦點之一的位置。發現第一定律，就是說行星沿橢圓軌道運動，需有擺脫傳統觀念的智慧和毅力,在此之前所有天文學家，包括哥白尼和伽利略在內都堅持古希臘亞里士多德和畢達哥拉斯的天體是完美的物體，圓是完美的形狀，一切天體運動都是圓周運動的成見。哥白尼知道幾個圓並起來可以產生橢圓，但他從來沒有用橢圓形來描述天體的軌道。當時由於第谷觀測的精確和開普勒的努力，終使日心說向前推進了一大步。接著開普勒又發現火星執行速度是不勻的，當它離太陽較近時運動得較快(近日點),離太陽遠時運動得較慢(遠日點),但從任何一點開始，向徑(太陽中心到行星中心的連線)在相等的時間所掃過的面積相等。這就是開普勒第二定律(面積定律)。這兩條定律刊佈在1609年出版的《新天文學》(又名《論火星的運動》)中，該書還指出兩定律同樣適用於其他行星和月球的運動。

1611年，開普勒的保護人魯道夫被其弟逼迫退位，他仍被新皇帝留任。他不忍與故主分別，繼續隨侍左右。1612年魯道夫卒，開普勒接受了奧地利的林茨當局的聘請，去作數學教師和地圖編制工作。在這裡他繼續探索各行星軌道之間的幾何關係，經過長期繁雜的計算和無數次失敗，最後創立了行星運動的第三定律(諧和定律):行星繞太陽公轉運動的週期的平方與它們橢圓軌道的半長軸的立方成正比。這一結果表述在1619年出版的《宇宙諧和論》中。