Tessera Sciences
Johannes Kepler à Prague devant une table couverte de calculs et d’un dessin d’ellipse.
Les savants · L’atelier · 6 étapes

Kepler : les orbites ne sont pas des cercles.

Depuis l’Antiquité, les astres doivent tourner en cercles parfaits. Un astronome têtu refuse un écart de 8 minutes d’arc… et découvre les lois qui gouvernent toutes les planètes.

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Étape 1 · 1571–1630

Un astronome têtu.

Une vue abîmée, une vie difficile, et une obstination sans limites.

1Parcours sa vie
Une maquette en laiton de polyèdres emboîtés, le modèle de Kepler de 1596.

Sa vie

Étape 2 · Prague

Les instruments de Kepler.

Une maquette ambitieuse, une planche, deux épingles et une ficelle.

2Essaie les deux instruments

Clique sur les instruments de la table. Chacun se manipule.

L’établi
Étape 3 · 1600–1609

Huit minutes d’arc.

Les mesures de Tycho Brahe sont si précises qu’elles ne pardonnent rien.

3Vérifie ton hypothèse
L’observatoire de Tycho Brahe avec son grand quadrant mural.

Je fais une hypothèse

Les 8 minutes de trop

Pendant des années, Kepler cherche le cercle parfait qui collerait aux positions de Mars mesurées par Tycho. Son meilleur cercle s’écarte des mesures de 8 minutes d’arc, à peine un quart du diamètre de la pleine Lune. Or les mesures de Tycho sont précises à 2 minutes près.

Étape 4 · 1609

Plus vite près du Soleil.

Une ellipse, et une vitesse qui change.

4Vérifie ton hypothèse

Je teste

Une planète sur son ellipse

Fais tourner une planète sur une orbite elliptique. Toutes les tranches colorées correspondent à la même durée. Augmente l’aplatissement pour mieux voir.

Chaque tranche = la même durée (1/12 de l’orbite)Vitesse de la planète
Étape 5 · 1619

La loi des périodes.

Une relation cachée entre la taille des orbites et leur durée.

5Vérifie ton hypothèse
Un planétaire mécanique en laiton.

Je calcule

La troisième loi (1619)

Kepler cherche dix ans une relation entre la distance d’une planète au Soleil (a, en distance Terre-Soleil) et la durée de son tour (T, en années). Calcule T² et a³.

Étape 6 · 1627 et après

Des lois pour tout l’Univers.

Les lois de Kepler valent pour toutes les planètes, même autour d’autres étoiles.

6Parcours la frise

L’héritage

Bilan

Ce que tu as retrouvé.

1

Des ellipses

Les orbites sont des ellipses, le Soleil à un foyer.

2

Des aires égales

La planète va plus vite près du Soleil.

3

T² = a³

La durée du tour dépend de la distance.

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