Johannes Kepler
Nhà toán học hoàng gia ở Praha (1601–1612) > Dioptrice, bản thảo Somnium và các công trình khác

Những năm sau khi hoàn thành Astronomia Nova, hầu hết nghiên cứu của Kepler tập trung vào việc chuẩn bị các bảng Rudolf và một tập hợp các lịch thiên văn dựa trên bảng đó. Ông cũng thử bắt đầu một sự hợp tác với nhà thiên văn người Ý Giovanni Antonio Magini, nhưng bất thành. Một vài công trình khác của ông liên quan tới niên đại học, đặc biệt là những sự kiện trong cuộc đời Jesus, và chiêm tinh học, chủ yếu là sự phê phán các tiên đoán hão huyền về các thảm họa diệt vong như của Helisaeus Roeslin.
Kepler và Roeslin đụng độ nhau trong một loài những bài tấn công ăn miếng trả miếng, trong khi bác sĩ Philip Feselius công bố một công trình phản bác môn chiêm tinh nói chung, nhất là công trình của Roeslin. Đáp lại cái mà Kepler cho là sự thái quá của một bên là chiêm tinh học và bên kia là sự chối bỏ nó quá hăng hái, Kepler soạn Tertius Interveniens (tạm dịch: Những can thiệp từ bên thứ ba). Về danh nghĩa công trình này - được giới thiệu cho nhà bảo trợ chung của Roeslin và Feselius-là một suy nghĩ giảng hòa giữa các học giả thù nghịch, nhưng nó cũng trình bày quan niệm chung Kepler về giá trị của chiêm tinh học, bao gồm một vài cơ chế có tính giả thuyết về tương tác giữa hành tinh và linh hồn con người. Trong khi Kepler xem hầu hết các phương pháp và quy tắc truyền thống của chiêm tinh học là "phân dậy mùi quỷ dữ" trong đó một con gà cần mẫn kéo lê chân, có một "hạt giống hiếm hoi, thực vậy, thậm chí một hạt ngọc trai hay cục vàng" có thể tìm thấy bằng những nhà chiêm tinh khoa học ngay thẳng.
Đầu năm 1610, Galileo Galilei sử dụng kính viễn vọng do ông mới chế tạo, đã khám phá ra 4 hành tinh quay quanh Sao Mộc. Vào lúc công bố phát hiện của mình (tức quyển Sidereus Nuncius-Sứ giả Sao), Galileo tham khảo ý kiến của Keler, một phần để nhằm tăng cường uy tín cho những quan sát của mình. Kepler trả lời một cách nồng nhiệt bằng một tiểu luận ngắn được in dưới tên Dissertatio cum Nuncio Sidereo (tạm dịch: Thảo luận với Sứ giả Sao). Ông xác nhận quan sát của Galileo và đưa ra một loạt phỏng đoán về ý nghĩa và ngụ ý của các khám phá và phương pháp dùng kính viễn vọng của Galileo, cho thiên văn học cũng như vũ trụ học, chiêm tinh học. Sau đó vào cùng năm Kepler công bố các kết quả quan sát dùng kính viễn vọng của chính mình về các mặt trăng đó trong Narratio de Jovis Satellitibus (tạm dịch, Mô tả về các vệ tinh Sao Mộc), cung cấp thêm sự ủng hộ cho Galileo. Tuy nhiên Galileo đã gây thất vọng cho Kepler khi không bao giờ công bố những phản hồi (nếu có) về Astronomia Nova.
Sau khi nghe nói về khám phá về kính viễn vọng của Galileo, Kepler cũng bắt đầu những nghiên cứu cả lý thuyết và thực nghiệm về quang học viễn vọng sử dụng một kính viễn vọng mượn từ Công tước Ernest của Cologne. Bản thảo hoàn thành tháng 9 năm 1610 và công bố dưới tên Dioptrice (Khúc xạ học) năm 1611. Trong đó, Kepler thiết lập cơ sở lý thuyết của các thấu kính hội tụ lồi kép và thấu kính phân kỳ lõm kép-và cách chúng kết hợp để tạo nên kính viễn vọng của Galileo-cũng như quan niệm về ảnh thực và ảnh ảo, ảnh đứng và ảnh ngược, và ảnh hưởng của tiêu cự lên độ phóng đại và độ thu nhỏ. Ông cũng mô tả một kính viễn vọng cải tiến-ngày nay được gọi là kính thiên văn Kepler-trong đó hai thấu kính lồi có thể tạo ra độ phóng đại lớn hơn tổ hợp thấu kính lồi và lõm của Galileo.
Vào khoảng năm 1611, Kepler cho lưu hành một bản thảo của tiểu thuyết Somnium (Giấc mơ, được con trai Kepler in sau khi ông mất). Một phần mục đích của Somnium là để mô tả việc thực hành thiên văn sẽ như thế nào từ góc nhìn ở một hành tinh khác, để chỉ ra tính tiện lợi của một hệ thống phi địa tâm. Bản thảo, đã biến mất sau khi trao tay một vài lần, mô tả một chuyến đi tưởng tượng tới Mặt Trăng, nó một phần mang tính phóng dụ, một phần mang tính tự truyện, và một phần có tính luận văn về du hành liên hành tinh (Carl Sagan lẫn Isaac Asimov xem đây là tiểu thuyết khoa học viễn tưởng đầu tiên trong lịch sử). Nhiều năm về sau, một phiên bản bóp méo của câu chuyện xét tới phiên tòa buộc tội mẹ ông là phù thủy, với người mẹ là người dẫn truyện tham vấn một con quỷ để học cách du hành ngoài không gian. Sau khi bà cuối cùng được tha bổng, Kepler sáng tác thêm 223 cước chú cho câu chuyện-dài gấp vài lần bản thân văn bản gốc-để diễn giải những khía cạnh phúng dụ cũng như nội dung khoa học đáng kể (đặc biệt là đề cập tới địa lý trên Mặt Trăng) ẩn chứa trong văn bản.
Như một món quà năm mới, trong năm 1611 ông cũng sáng tác một tiểu luận tựa đề Strena Seu de Nive Sexangula (tạm dịch, Một món quà Năm Mới về Tuyết Lục giác). Trong luận văn này, Kepler đã lần đầu tiên mô tả đối xứng lục giác của bông tuyết, thảo luận về một cơ sở vật lý nguyên tử luận có tính giả thiết cho đối xứng, và đề xuất thứ sau này được biết tới như Giả thiết Kepler, một mệnh đề về sự sắp xếp tối ưu các khối cầu đặc