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La vie de Kepler

Jean Kepler est né en Allemagne en 1571. Elève brillant, il devient professeur de mathématiques en 1594 ; il a pour maître en astronomie l'astronome Michel Maestlin, qui l'initie au système de Copernic.

En dessinant une figure au tableau noir en juillet 1595, Kepler eut la révélation d'une idée à laquelle il attacha une importance considérable : pourquoi le système solaire comporte-t-il six planètes, et quel lien existe entre les dimensions de leurs orbes ? Euclide ayant montré qu'il existait cinq polyèdres réguliers, chacun inscriptible dans une sphère et circonscriptible à une autre sphère de même centre, les cinq intervalles qui existent entre les six planètes ne peuvent pas, aux yeux de Kepler, être le fruit du hasard : le Créateur a agi en géomètre et l'homme est en mesure de découvrir le plan et la perfection du monde créé.

Kepler publia ses théories en 1596, ce qui lui valu une certaine notoriété, notamment celle d'être appelé auprès du plus grand astronome-observateur de l'époque, Tycho Brahe. Lorsque Kepler arrive à Prague en février 1600, il se voit confier par Tycho Brahe l'étude de l'orbite de Mars. Cette planète présentait depuis l'Antiquité des anomalies dans son mouvement, alors impossibles à expliquer.

La primauté aux données observationnelles

A partir des observations accumulées par Tycho Brahe, Kepler se rend compte qu'il faut rejeter la théorie des mouvements circulaires uniformes. Pour résoudre le problème de l'orbite de Mars, Kepler choisit quatre positions de la planète et, après de laborieux calculs entachés d'erreurs qui, par chance, se compensent, parvient à obtenir une orbite circulaire où le Soleil occupe le point équant. Ce point équant, inventé au IIe siècle de notre ère par l'astronome Ptolémée, est un point symétrique du Soleil par rapport au centre de l'orbite. Pourtant, si d'autres positions de Mars s'insèrent parfaitement dans la nouvelle orbite ainsi définie, deux observations s'écartent de près de 8' de la position théorique : cette différence est supérieure à la précision des mesures. Au lieu de les rejeter, Kepler renonce à son hypothèse : l'orbite ne peut pas être un cercle.

Avant de se replonger dans la quête du mouvement de Mars, Kepler décide de revoir dans le détail le mouvement de la Terre autour du Soleil. En effet, pour passer d'une position géocentrique à une position héliocentrique de Mars, il est nécessaire de traiter correctement le mouvement orbital de la Terre : si celui-ci est entaché d'erreurs, elles se répercuteront sur le mouvement de Mars.