16世紀至17世紀，西歐有兩位著名天文學家名垂青史。
他們是丹麥的第穀·布拉赫（1546-1601）和德國的開普勒（1571-1630）。他們以其精確的天文觀測和計算結果為牛頓萬有引力定律奠定了基礎。
第穀出生於丹麥斯坎尼亞的一個貴族家庭。在學習期間長輩要求他學好法律，長大去當律師，但他從小就對天文有興趣。14歲時，哥本哈根觀象台預報8月21日會發生日食，第穀根據這一預報，用自己的儀器觀看了日食的全過程。他非常佩服天文預報的準確性，決心投入天文觀測，親自製作了各種觀測儀器，每至夜晚就專心觀測天象，作了詳細記錄。
1572年11月11日，第穀意外地在觀察夜空時得到一項重大發現。他自己是這樣記錄的：“11月11日晚間太陽落山以後，我按時觀察星空，突然一顆新的、異乎尋常的、光亮遠超其他星引起了我的注意。我從少年時代起就能識別天上所有的星，所以清楚地知道在這區域不會有星，即使最小的星也不會有，何況如此明亮的這樣一顆星。我極為詫異，起先還以為是自己的眼睛有問題。但當我向別人指出該星星的方位時，別人也看到這顆星確實在那裏，因此我也就不再懷疑了。這可真是一大奇跡！也可能這是宇宙間最大的奇跡！”
這顆星所在的方位是仙後座。第穀確定它是一顆恒星。
曆經18個月，它又逐漸黯淡甚至完全消失。這更使第穀驚奇。第穀意識到，這是對亞裏士多德的恒星不變學說的一個重大考驗。1576年，第穀被丹麥國王佛裏德裏赫二世聘為皇家天文學家，撥給他一個小島，讓他在島上建一個規模龐大的天文台，取名為烏倫堡天文台，意即“天文之城”，內設四座觀象台、一個實驗室、一個圖書館和一個印刷廠。在天文台裝備上有當年最全的、最新的各種觀測儀器。那時還沒有望遠鏡，第穀全憑肉眼觀測。他在那裏工作了20多年，積累了大量觀測數據，特別是行星運行的資料。
1599年，第穀移居布拉格，在那裏另建了一座天文台。
這時有一位年輕的數學家正以哥白尼的天文學為基礎計算行星軌道，他就是開普勒。早在1596年，開普勒就在《神秘的宇宙》一書中描述了一個想象的由幾何圖形構成的宇宙結構模型。
第穀非常器重開普勒，把開普勒請來當自己的助手，並且勸告開普勒說，天文研究一定要尊重觀測事實。1601年第穀去世，他把自己多年積累的天文觀測資料留給了開普勒。
開普勒非常珍惜第穀一輩子辛勤觀測獲得的寶貴資料。
從第穀的數據可以看出，開普勒原來設想的簡單宇宙模型是不能解釋實際觀測結果的，因而也是不切實際的，開普勒隻好拋棄，重新思考。他堅信天體運行是有規律的，而且這些規律必定具有普遍性，也就是說，這些規律應該適用於盡可能多的星辰。他開始運用數學方法對第穀的數據資料進行係統地分析和整理。要在浩瀚的數據資料中找到普遍適用的數學公式就好像在大海裏撈針，需要進行無休止的繁雜地計算。這是一件艱巨而又幾乎是毫無希望的事情，可以想象得到，開普勒要有何等的毅力才能把這件工作堅持做到底。