Kepler si rese conto che l'orbita di Marte non è un cerchio perfetto, ma un ellisse . Questa è stata una scoperta rivoluzionaria che ha sfidato il modello geocentrico prevalente dell'universo, che ha ipotizzato che i pianeti si muovessero in cerchi perfetti intorno alla Terra.

Ecco cosa ha osservato Kepler:

* La posizione di Marte nel cielo non corrisponde sempre alle previsioni basate su un'orbita circolare. Analizzò meticolosamente le osservazioni di Tycho Brahe, il suo predecessore, e trovò discrepanze tra le posizioni previste e effettive di Marte.

* Ha sperimentato diverse forme geometriche per l'orbita. Dopo anni di calcoli e prove ed errori, Kepler si rese conto che un'ellisse, non un cerchio, si adattava meglio alle osservazioni.

Ciò ha portato alla prima legge del movimento planetario di Kepler, che afferma che i pianeti si muovono in orbite ellittiche con il sole a un focus . Questa scoperta ha rivoluzionato la nostra comprensione del sistema solare e ha spianato la strada alla legge della gravitazione universale di Newton.