L’avis de Kepler 
Lorsque Johannes Kepler est né à la fin du XVIe siècle, les gens pensaient que les planètes du système solaire voyageaient sur des orbites circulaires autour de la Terre. Un problème occasionnel – comme Mars semblant soudainement inverser sa course – a été résolu par l’ajout de cercles miniatures, ou épicycles, aux trajectoires planétaires. Mais Kepler a non seulement défendu catégoriquement l’idée que les planètes tournent autour du soleil, mais il a également révélé que leurs trajectoires n’étaient pas des cercles parfaits. Ses descriptions des mouvements planétaires sont devenues connues sous le nom de lois de Kepler. Aujourd’hui, ces lois décrivent non seulement le mouvement planétaire, mais déterminent également les orbites des satellites et des stations spatiales.
Correspondance codée
Né en décembre 1571 à Weil der Stadt en Souabe, dans le sud-ouest de l’Allemagne, le jeune Johannes Kepler était un enfant maladif de parents pauvres. Il a reçu une bourse à l’Université de Tübingen, où il a étudié pour devenir ministre luthérien. Là-bas, il a été initié aux travaux de Nicolas Copernic (1473-1543), qui avait écrit que les planètes tournaient autour du soleil plutôt que de la Terre.
En 1594, Kepler devint professeur de mathématiques dans un séminaire de Graz, en Autriche, ainsi que mathématicien de district et fabricant de calendriers. Pendant son temps libre, il a continué à étudier l’astronomie et l’astrologie (qui étaient pratiquement la même chose à l’époque). En 1596, Kepler rédige la première défense publique du système copernicien. C’était une position dangereuse, étant donné qu’en 1539, Martin Luther, fondateur de l’église luthérienne, a tourné en dérision la théorie lorsqu’il l’a entendue pour la première fois, tandis que l’église catholique a jugé une telle position hérétique en 1615 (elle a ensuite soumis l’astronome Galileo Galilei à l’assignation à résidence) pour sa publication sur le sujet, bien que l’arrestation ait peut-être plus à voir avec le fait qu’il avait insulté le pape).
«L’époque à laquelle vivait Kepler était celle d’un bouleversement et d’un changement considérables», a déclaré Dan Lewis, conservateur de l’histoire des sciences et de la technologie à la Huntington Library de Saint-Marin, en Californie, sur le site Web du JPL de la NASA. « Les chefs religieux étaient réticents à renoncer à leurs idées sur les cieux. Les astronomes parlent d’un ciel rempli d’objets se déplaçant sur des orbites non circulaires et d’autres phénomènes qui allaient à l’encontre d’un modèle centré sur la Terre menaçaient leurs croyances. » En fait, la motivation de Kepler n’était pas de bouleverser l’église. Au contraire, sa défense du modèle copernicien n’était pas fondée sur des bases physiques ou mathématiques – l’argument de Kepler était religieux, a écrit l’astrophysicien Paul Sutter dans une colonne « Expert Voices » de Space.com. Selon Sutter, Kepler a dit que puisque le fils de Dieu était au centre de la foi chrétienne, le soleil devrait être au centre de l’univers. Néanmoins, selon Lewis, Kepler et sa première épouse, Barbara, ont créé un code avec lequel s’écrire des lettres afin que leur correspondance ne les expose pas à un risque de persécution.
A la recherche des notes les plus détaillées sur les trajectoires des planètes, Kepler contacta l’astronome Tycho Brahe. Riche noble danois, Brahe a construit un observatoire à Prague où il a suivi les mouvements des planètes et maintenu les observations les plus précises du système solaire à l’époque. En 1600, Brahe invite Kepler à venir travailler avec lui. Brahe, cependant, est devenu méfiant et peu disposé à partager ses notes avec son assistant. Au lieu de cela, il a chargé Kepler de résoudre le mystère de Mars, l’un des problèmes les plus déroutants de l’astronomie à l’époque. Ironiquement, les enregistrements détaillés de la planète difficile étaient les outils dont Kepler avait besoin pour comprendre le fonctionnement du système solaire. Lorsque Brahe mourut en 1601, Kepler réussit à acquérir les observations de Brahe avant que sa famille ne puisse les utiliser à son avantage financier.
Suspecté de meurtre
En 1901, des scientifiques ont ouvert la tombe de Brahe et ont affirmé avoir trouvé du mercure dans ses restes. Kepler a été accusé à titre posthume d’avoir empoisonné son bienfaiteur afin de mettre la main sur ses notes bien gardées. Mais lorsque le corps de Brahe a de nouveau été exhumé en 2010, des tests ont révélé que la teneur en mercure de son corps n’était pas suffisamment élevée pour le tuer. « En fait, les analyses chimiques des os indiquent que Tycho Brahe n’a pas été exposé à une charge de mercure anormalement élevée au cours des cinq à dix dernières années de sa vie », a déclaré le chercheur Kaare Lund Rasmussen, professeur agrégé de chimie à l’Université du Danemark du Sud qui a analysé les niveaux de mercure dans la barbe et les os de Brahe, a déclaré dans un communiqué. Accusé de meurtre longtemps après sa mort, le nom de Kepler a finalement été blanchi.
Les lois de Kepler
Première loi de Kepler : Toutes les planètes se déplacent autour du soleil sur une orbite elliptique avec le soleil à un foyer. Dans une orbite elliptique, la distance entre la planète et le soleil varie continuellement :
Deuxième loi de Kepler : des aires égales en des temps égaux
Troisième loi de Kepler : la loi harmonique qui s’énonce mathématiquement comme suit :
Le problème martien, que Kepler a dit qu’il résoudrait en huit jours, a pris près de huit ans. Les astronomes avaient longtemps lutté pour comprendre pourquoi Mars semblait périodiquement reculer dans le ciel nocturne. Aucun modèle du système solaire – pas même celui de Copernic – ne pouvait rendre compte du mouvement rétrograde. En utilisant les observations détaillées de Brahe, Kepler s’est rendu compte que les planètes voyageaient dans des cercles « étirés » connus sous le nom d’ellipses. Le soleil ne s’est pas assis exactement au centre de leur orbite, mais s’est plutôt allongé sur le côté, à l’un des deux points connus sous le nom de foyers. Certaines planètes, comme la Terre, avaient une orbite très proche d’un cercle, mais l’orbite de Mars était l’une des plus excentriques ou des plus étendues. Le fait que les planètes voyagent sur des trajectoires elliptiques est connu sous le nom de première loi de Kepler. Mars a semblé reculer lorsque la Terre, sur une orbite intérieure, est venue de derrière la planète rouge, puis l’a rattrapée et dépassée. Copernic avait suggéré que les observations faites à partir d’une Terre en mouvement (plutôt qu’une Terre située au centre) pourraient être une cause du mouvement rétrograde, mais les orbites circulaires parfaites qu’il a posées nécessitaient encore des épicycles pour rendre compte des trajectoires des planètes. Kepler s’est rendu compte que deux planètes, voyageant sur des ellipses, créeraient l’apparence du mouvement vers l’arrière de la planète rouge dans le ciel nocturne.
Kepler a également lutté avec les changements de vitesse des planètes. Il s’est rendu compte qu’une planète se déplaçait plus lentement lorsqu’elle était plus éloignée du soleil que lorsqu’elle était à proximité. Une fois qu’il a compris que les planètes voyageaient en ellipses, il a déterminé qu’une ligne invisible reliant le soleil à une planète couvrait une surface égale sur la même durée. Il a postulé ceci, sa deuxième loi, ainsi que sa première, qu’il a publiée en 1609.
La troisième loi de Kepler a été publiée une décennie plus tard et a reconnu que la relation entre la période de deux planètes – le temps qu’elles mettent pour orbiter autour du soleil – est liée à leur distance par rapport au soleil. Plus précisément, le carré du rapport de la période de deux plantes est égal au cube du rapport de leur rayon. Alors que ses deux premières lois se concentrent sur les spécificités du mouvement d’une seule planète, sa troisième est une comparaison entre l’orbite de deux planètes. « C’est cette loi, pas une pomme, qui a conduit Newton à sa loi de la gravitation. Kepler peut vraiment être appelé le fondateur de la mécanique céleste », déclare la NASA dans sa biographie de Kepler. h2>Autres découvertes notables
Bien que Kepler soit surtout connu pour avoir défini les lois concernant le mouvement planétaire, il a apporté plusieurs autres contributions notables à la science. Il a été le premier à déterminer que la réfraction dirige la vision dans l’œil et que l’utilisation de deux yeux permet la perception de la profondeur. Il a créé des lunettes pour la presbytie et l’hypermétropie et a expliqué le fonctionnement d’un télescope. Il a décrit les images et le grossissement, et a compris les propriétés de la réflexion. Kepler a affirmé que la gravité était causée par deux corps, plutôt qu’un seul, et en tant que tel, la lune était la cause du mouvement des marées sur la Terre. « Si la Terre cessait d’attirer les eaux de la mer, les mers monteraient et couleraient dans la lune », a écrit Kepler, selon Michael Fowler, professeur de physique à l’Université de Virginie. « Si la force attractive de la Lune descend jusqu’à la Terre, il s’ensuit que la force attractive de la Terre, d’autant plus, s’étend jusqu’à la Lune et même plus loin. » Il a suggéré que le soleil tourne et a créé le mot « satellite ». Il a essayé d’utiliser sa connaissance de la distance parcourue par la Terre pour mesurer la distance aux étoiles. Kepler a également calculé l’année de naissance du Christ. En reconnaissance de sa contribution à sa compréhension du mouvement des planètes, la NASA a nommé son télescope de recherche de planètes d’ après l’astronome allemand.
Johannes Kepler (1571-1630)
Astronome allemand qui a formulé trois grandes lois du mouvement planétaire qui ont permis à Isaac Newton de concevoir la loi de la gravitation. Travaillant à partir des positions soigneusement mesurées des planètes enregistrées par Tycho Brahe, Kepler a mathématiquement déduit trois relations à partir des données : (1) les planètes se déplacent sur des orbites elliptiques avec le Soleil à un foyer ; (2) le rayon vecteur balaie des aires égales en des temps égaux ; et (3) pour deux planètes, les carrés de leurs périodes sont proportionnels aux cubes de leurs distances moyennes au soleil. Kepler a suggéré que les marées étaient causées par l’attraction de la lune. Il croyait que l’univers était régi par des règles mathématiques, mais reconnaissait l’importance de la vérification expérimentale.
L’astronome allemand, Johannes Kepler «La nature utilise le moins possible de quoi que ce soit.»
Personnage clé de la révolution scientifique du XVIIe siècle, Johannes Kepler a découvert comment les planètes faisaient tourner le soleil, avec des orbites elliptiques. Il a formulé trois lois, les lois de Kepler, et les a publiées dans des ouvrages tels que son » Astronomia Nova » (1609), » Harmonices Mundi » (1619) et » Epitome of Copernican Astronomy » (1617-21). Kepler travaillait à une époque où l’astronomie était encore étroitement liée à l’astrologie, Kepler lui-même fournissant le pont entre ce monde et celui où l’astronomie est devenue plus associée à la physique. Carl Sagan l’a appelé «le premier astrophysicien et le dernier astrologue scientifique» Kepler a d’abord travaillé plus théoriquement jusqu’à ce qu’il déménage en 1600 pour aider l’astronome Tycho Braheà Prague. Là, il a pu utiliser les enregistrements d’observation de Brahe pour documenter et développer ses théories. Les travaux de Kepler ont ensuite fourni l’un des fondements de la théorie de la gravitation universelle d’Isaac Newton.
Événements historiques
1571-05-16 L’astronome allemand Johannes Kepler, selon ses propres calculs, est conçu à 4h37 du matin
1595-07-19 L’astronome Johannes Kepler a une épiphanie et développe sa théorie de la base géométrique de l’univers tout en enseignant à Graz
1600-02-04 Les astronomes Tycho Brahe et Johannes Kepler se rencontrent pour la première fois près de Prague
1601-10-24 Johannes Kepler succède à Tycho Brahe en tant que mathématicien impérial de l’empereur Rodolphe II
15/05/1618 L’astronome allemand Johannes Kepler découvre la troisième de ses trois lois planétaires sa « loi des harmoniques »
1620-08-07 La mère de l’astronome Johannes Kepler arrêtée pour sorcellerie
https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Kepler/
https://www.nasa.gov/kepler/education/johannes
https://www.space.com/15787-johannes-kepler.html
https://www.onthisday.com/people/johannes-kepler