Kepler, sa jeunesse, ses études...
Johannes Kepler est né le 27 décembre 1571 près de Weil, dans le sud de l'Allemagne,
à l'ouest de Stuttgart. Sa famille se targue de noblesse mais en fait très lointaine,
car le père de Kepler était un mercenaire, et sa mère a été élevée par sa tante,
brûlée vive pour acte de sorcellerie. Durant sa jeunesse, Kepler a exercé divers métiers.
Il a été serveur dans une auberge, puis a été ouvrier agricole. A douze ans, il commence ses
études, au petit séminaire d'Adelberg. Il est admis en 1589 à l'université de Tübingen, grâce à son travail et son intelligence. Kepler a alors comme professeur d'astronomie le brillant Michael Maestlin.
Ce dernier enseigne le système de Copernic, qui place le Soleil au centre de la ronde des planètes, y compris la Terre. Kepler se destinait à une carrière ecclésiastique ( il était protestant ), mais a été appelé à enseigner les mathématiques à l'école de Graz en 1594.
Cette charge lui laisse beaucoup de temps pour ses travaux personnels. C'est dans cette ville, très tolérante, que Kepler abandonnera le luthéranisme pour se convertir au calvinisme, ce qui lui coûtera par la suite des ennuis avec les autorités religieuse et sera la cause de son excommunication. Il publie en outre régulièrement des calendriers et des prédictions astrologiques qui se réalisent, ce qui lui assure une bonne réputation.
Kepler, l'astrologue...
Il peut paraître étonnant qu'un astronome puisse s'intéresser à l'astrologie, qui n'est que croyances, sans bases scientifiques. Mais à l'époque de Kepler, la distinction que l'on fait actuellement entre la religion et la science n'existait pas. Selon Kepler, l'astrologie est "une fille dévergondée qui nourrit sa mère pauvre, l'astronomie". C'est ainsi qu'il publie de nombreuses prédictions astrologiques, en même temps que des calendriers. Cependant, Kepler, fidèle à ses idées, cherche à donner à l'astrologie une valeur de science.
Kepler et Platon...
C'est en 1596 que Kepler va réellement connaître la notoriété. En effet, c'est cette année qu'il publie, avec l'aide de Maestlin, le fameux Mysterium cosmographicum. L'ouvrage est célèbre pour avoir introduit la théorie des polyèdres réguliers. Kepler,
dans sa volonté de géométriser l'univers, associe les cinq polyèdres réguliers convexes, les solides de Platon, au système solaire en s'appuyant sur l'idée que les orbites des six planètes connues du système solaire sont des sphères matérielles. Kepler explique les distances relatives des planètes en inscrivant les différents polyèdres les uns dans les autres. Cet ouvrage diffuse des idées tantôt exactes, tantôt fausses mais est surtout une source très précieuse quant à la méthode de travail de Kepler. En plus, cet ouvrage lui a ouvert bien des portes. C'est grâce à lui que Kepler correspondra avec l'astronome danois Tycho Brahé, qu'il a rencontré en février 1600, dans un château près de Prague.
L'univers selon Kepler
Kepler et Tycho Brahé...
L'association entre Tycho Brahé et Johannes Kepler sera tendue et de courte durée. Brahé ne croit pas à l'héliocentrisme de Copernic, et Kepler ne croit pas au système de Brahé. On confie à Kepler l'étude de l'orbite de Mars, qu'il se vante de pouvoir déterminer en 8 jours, mais il y passera 8 ans. La chance est avec lui car l'orbite de Mars est assez excentrée
parmi les planètes connues. Tycho brahé disparaît en 1601, et Kepler le remplace dans la tâche de mathématicien impérial. Kepler, qui est un piètre observateur, du fait de sa myopie, bénéficie des excellentes observations de Brahé, très précises pour l'époque. C'est ainsi qu'il va résoudre les différents paramètres de l'orbite de Mars, ce qui le conduira à l'établissement des deux premières lois qui portent son nom, publiées dans Astronomia nova, en 1609.
Kepler, un scientifique...
Cet ouvrage n'a pas suscité le même enthousiasme que le précédent, probablement du fait que Kepler bouleverse les dogmes de son temps. C'est cet ouvrage qui verra naître difficilement la démarche scientifique. On y voit Kepler faire diverses expériences, les confronter aux observations et les rejeter si elles ne s'y appliquent pas avec précision. La découverte de la trajectoire elliptique de Mars est typique de cette démarche. Kepler, en accord avec les idées d'Aristote qui font du cercle la figure la plus parfaite et la seule possible pour régencer les cieux, cherchera longtemps à appliquer un cercle aux positions de Mars. Il y parviendra presque, mais il restera toujours un écart trop important pour être imputé aux erreurs d'observations pour deux positions. C'est ce qui le conduira à choisir l'hypothèse de l'ellipse plutôt que celle du cercle. C'est ainsi qu'est née la première loi de Kepler. Il achèvera ensuite le dogme aristotélicien avec sa deuxième loi, appelée loi des aires, qui contredit le mouvement uniforme. Ce n'est que plus tard,en 1612, à Linz en Autriche, que Kepler découvrira sa troisième loi, qui sera publiée dans Harmonices mundi, en 1619.
Kepler le touche à tout...
Kepler ne s'est pas limité à l'astronome. C'est ainsi qu'il a publié deux ouvrages importants sur l'optique. Dans Ad vitellionem, publié à Francfort en 1604, il donne des tables de la réfraction atmosphérique, des moyens de calcul de la longitude et de la loi d'affaiblissement de la lumière, des réflexions sur le mode de vision et sur l'usage des humeurs de l'oeil. Dans Dioptrice, publié à Augsbourg en 1611, il tente d'expliquer le principe de la lunette astronomique que vient d'inventer Galilée. Il améliore aussi les logarithmes de Napier ( publié en 1614 ) dans Chilias logarithmorum, publié en 1624, en construisant une table de logarithme beaucoup plus pratique. Pour une même précision décimale, Kepler ne fait qu'une trentaine d'extraction de racines carrées, contre 54 chez Briggs. Cette table de logarithme lui sera d'un grand secours pour la mise au point en 1627 de son catalogue d'étoiles, connu sous le nom de Tables rudolphines, qui exprime dans le système de Copernic les données des observations de Tycho Brahé. Ce catalogue donne la position de 1005 étoiles. Kepler quitte alors Linz et part s'installer à Sagan en Pologne, près du duc de Wallenstein. Il s'ennuie ferme et cherche une situation plus intéressante mais meurt au cours d'un voyage à Ratisbonne le 15 novembre 1630.