Tycho BraheTycho Brahe

Montage préparé par :

André RossProfesseur de mathématiquesCégep de Lévis-Lauzon

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1546-1601

Tycho Brahe est né le 14 décembre 1546 à Knudstrup au Danemark et est décédé le 24 octobre 1601 à Prague en Bohême.

Il est issu de la noblesse danoise et ses parents le destinaient à une carrière en droit et dans la diplomatie. Mais il s’intéressait à l’alchimie et à l’astrologie car on croyait à l’époque que les astres influençaient les pro-cessus alchimiques.

Tycho Brahe

Knudstrup,14 décembre 1546

Carte du Danemark

Île de Hveen ,site de l’observatoire et château d’Uraniborg.

Le 11 novembre 1572, Tycho sort dans la nuit après de longues expériences en alchimie et constate l’apparition d’une étoile nouvelle dans la constellation de Cassiopée. Il appelle aussitôt son assistant pour lui faire confirmer l’existence de cette étoile.

Il n’est pas le premier à voir cette nouvelle étoile (une supernova) mais ses observations de l’étoile, publiées en 1574, ont permis de prouver hors de tout doute que ce n’était pas un phénomène local du monde sublunaire. Cette démonstration était importante car jusqu’alors, tout phénomène céleste impliquant un changement, comme le passage des comètes, était, à partir de la théorie aristotélicienne, interprété comme un phénomène local du monde sublunaire. Cette étoile, qui est connue sous le nom de « supernova de Tycho » éveilla l’intérêt de celui-ci pour l’astronomie.

Tycho Brahe observe une supernova

Bénéficiant de l’aide financière du roi Frédéric II du Danemark, il construisit un observatoire sur l’île de Hveen à Copenhague. L’observatoire, appelé Uraniborg, était équipé d’instruments de très grande dimension, dont certains conçus par Tycho. La dimension de ces instruments permettait d’accroître la précision des observations. Il répertoria un catalogue de 777 étoiles et fut le premier à tenir compte de la réfraction de la lumière dans ses observations.

L’observatoire de Tycho BraheDans son jeune âge, Tycho avait été impressionné par le fait que les astronomes pouvaient prédire une éclipse. Cependant, à l’âge de 16 ans, il observa une conjonction entre Saturne et Jupiter et fut déçu de constater qu’elle était prédite avec un mois d’erreur en utilisant les Tables alphonsines et deux jours d’erreur en utilisant celles de Copernic. En s’intéressant à nouveau à l’astronomie, il veut améliorer la précision des observations pour obtenir de meilleures prédictions.

L’observatoire de Tycho Brahe

Quadrant mural

Tycho est représenté devant le grand quadrant en laiton de l’observatoire d’Uraniborg. Ce type d’instrument, déjà utilisé par les astronomes arabes, était normalement de petite dimension pour être facilement transportables mais également à cause des problè-mes techniques que suppose la fabrication d’instruments de grande dimension.

Fonctionnement d’un quadrant

Le quadrant est muni d’une branche mobile pour viser l’étoile.

La règle graduée permet alors de mesurer l’angle de la direction de l’étoile par rapport au zénith.

Le quadrant de Tycho a 4,6 m de diamètre. Il dispose également d’un globe céleste de 1,5 m de diamètre pour y inscrire les positions précises des étoiles observées.

Armille équatoriale

L’armille équatoriale que Tycho a lui-même conçu est un anneau de 2,7 m de diamètre gradué au quart de minute d’arc.

L’armille servait à mesurer les angles d’élévation et de déclinaison.

On s’en servait également à des fins pédagogiques

La pension qu’il recevait sous le règne de Frédéric II fut coupée par Christian IV en 1597, Tycho se réfugia en Bohème sous la protection de Rodolphe II.

Tycho s’installe en Bohème

Kepler lui ayant soumis son modèle utilisant les polyèdres réguliers, Tycho comprend qu’il doit convaincre le mathématicien de se joindre à son équipe pour traiter l’information que constituent ses nombreuses observations. Il invite donc Kepler à se rendre à Prague. C’est en 1601, Kepler se joint à l’équipe, il a 28 ans et Tycho 53. Ce dernier mourra un an plus tard.

Lorsque Kepler arrive à Prague, l’équipe travaille sur les observations que Tycho a pris des mouvements de la planète Mars. Celles-ci vont permettre à Kepler d’énoncer ses trois lois sur les mouvements planétaires.

Tycho et l’empereur Rodolphe II

On doit à Tycho Brahe une observation importante liée à l’ap-parition d’une comète en 1577. Dans la théorie aristotélicienne, un tel phénomène était considéré comme une perturbation atmosphérique. Tycho s’intéresse à la hauteur de cette comète dans le ciel et constate qu’elle n’est pas dans l’atmosphère terrestre mais parmi les planètes et qu’elle traverse facilement les sphères célestes.

Les sphères de cristal

Une seule conclusion possible, ces sphères n’existent pas. Cela ne remet pas en question le système géocentrique mais c’est une raison de plus pour douter de celui-ci.

Tycho Brahe a eu un apport important en astronomie grâce à son souci de développer des instruments permettant d’amé-liorer la précision des observations. Ce souci a eu au moins deux retombées importantes :

Conclusion

C’est grâce à la qualité des observations de Tycho que Kepler a pu obtenir ses trois lois des mouvements planétaires, ce qui constitue un développement important dans l’histoire de l’astronomie.

La collaboration de Brahe et Kepler a démontré que la précision des observations et des mesures est une composante importante de la démarche scientifique, plus importante que l’interprétation des textes anciens ou que les discussions des philosophes aristotéliciens.

Bibliographie

• Astronomy before the telescope, Édité par Christopher Walker, The trustees of the British MuseumSt.Martin press, New-York.

• Gingerich, Owen, Laboratory Exercise in Astronomy- The orbit of Mars, Sky and Telescope, Octobre, 1983.

• Les génies de la science, Pour la science, Kepler, Le musicien du ciel, Trimestriel août 2001– novembre 2001.

• Les génies de la science, Pour la science, Galilée, novembre 1999.

• Les cahiers de Science et Vie, Les pères fondateurs de la science, Kepler, hors série N°21, juin 1994.

• Les cahiers de Science et Vie, Révolutions scientifiques, Nicolas Copernic, hors série N°39, juin 1997.

• Les cahiers de Science et Vie, Dossier, Galilée, un génie redécouvert, février 2001.

Fin