哥白尼撰写的《天球运行论》中，论证了行星运行哪些不规则现象？“当我6年前在图宾根勤奋地与大名鼎鼎的米夏埃尔·迈斯特林老师来往时，我就已经感到，迄今关于宇宙构造的惯常看法在许多方面都很笨拙”，开普勒说道。相反，哥白尼的观点从一开始就令他“陶醉”。
根据后者，行星的运动只取决于少数几个前提条件。尼古拉·哥白尼在年出版的《天球运行论》中取消了地球作为宇宙中心的优越地位。根据他的理论，地球不在宇宙的中央，而是绕着自己的轴旋转，此外还与其他行星一道围绕一个距离太阳很近的几何中心运转。
开普勒认为，哥白尼学说关键的优势在于，它仅通过地球的运动就能解释大多数天文现象。譬如，为什么几千颗星星夜复一夜地自东向西绕着地球转动？哥白尼能够用一个简单的假设给出答案：我们自己作为天象的观者正在以自西向东的相反方向运动。
此外，行星运行中的许多不规则现象也能够在哥白尼的模型中获得解答。也就是说，地球在其中不但自转，而且围绕太阳转动。它需要一年才能公转一周，故所需时间长于距离太阳更近的水星和金星而短于外围的火星、木星和土星。
由于存在上述不同的运转周期，众行星在地面上的观察者看来就不是匀速掠过天空，有时甚至还会向后退。比方说，如果地球在内侧轨道上超过了外侧的火星，后者的运动方向看起来就似乎发生了逆转。从地面上望去，它会划出一个“之”字。
不过，这个现象可以用与下述情形相同的原因解释，即在行驶的马车里看见路边的树木正向后方奔去。在开普勒看来，这番对行星运动的解释是可信的。至少就质的方面来说，所有天文现象都能通过这种方式从少量假设中推导出来。
“这样，那个人就不只把自然从那一大堆恼人而无用的天球中解放出来，他还开辟了一座始终用之不竭的宝库，即真正上帝对于整个世界和所有物体的如此崇高秩序的认识”，数学教师热情地说道，并开始探索哥白尼模型中的行星数量、距离和公转周期背后的原因。
按照开普勒的首部作品《宇宙的奥秘》的论述，他的方案开始于一场轻松的解谜游戏。他玩着数字的把戏，追随各种新奇的念头。“我把两颗小得看不见的新行星推到木星和火星之间以及金星和水星之间，并赋予它们公转周期。
”虽然这些假想的行星未能帮助他找到行星的距离和速度方面的规律，但值得注意的是，开普勒此时已经考虑到，或许还有行星未被发现。“最后，我在一个毫不起眼的情况下接近了真相。”他记下了确切日期：年7月19日，他在数学课上突然碰到一个大有可为的几何模式。
意料之外的收获让他再也无法平静，他夜以继日地忙碌起来。他着迷于数学的逻辑而猜想道，一个完美的宇宙最初有可能是以五种柏拉图立体为蓝本设计出来的。那么，宇宙的结构将会产生于五个规则的、由等边和等角的面构成的多边形，包括为人熟知的正六面体或正四面体。
对此，开普勒最