Les lois de Kepler

« blir la supériorité des thèses correspondantes de Tycho sur celles de Ptolémée.

En réalité, Kepler avait bien davantage ten­ dance à accepter la controverse défendue par Copernic.

Faisant reposer son oeuvre sur les observations de Tycho Brahé concernant les déplacements apparents des planètes par rap­ port à l'arrière-plan des étoiles, Kepler passa des années à calculer des orbites possibles.

Il se rendit compte rapidement que les posi­ tions relevées des planètes ne concordaient pas avec la thèse de Ptolémée sur un système solaire dont la Terre était le centre.

Il se con­ centra sur une planète en particulier, Mars, i'une des plus proches voisines de la Terre, déterminé à établir son mouvement par rap­ port au Soleil et à la Terre.

Il était sûr que, s'il arrivait à définir le déplacement de Mars, il trouverait rapidement la solution relative au mouvement des autres planètes.

La tâche s'avéra bien plus difficile qu'il ne l'avait supposé.

Kepler arriva à faire concor­ der presque complètement les données de Ty­ cho Brahé avec la thèse de Copernic, selon laquelle les planètes se déplacent en orbites circulaires autour du Soleil.

Mais, malgré ce­ la, il subsistait des différences.

Toute la pa­ tience de Kepler lui fut nécessaire pour conti­ nuer son travail difficile.

Cependant, après des milliers de calculs compliqués, il tomba sur la réponse.

Elle était d'une simplicité étonnante.

Mars (et probablement toutes les planètes) se déplaçait sûrement autour du Soleil, exactement comme le pensait Coper­ nic, mais son orbite n'était pas un cercle, c'é­ tait une ellipse.

La thèse des planètes décrivant des orbites el­ liptiques autour du Soleil a été appelée la première loi de Kepler sur le mouvement pla­ nétaire.

La deuxième et la troisième de ses lois suivirent peu après.

La deuxième loi, pu­ bliée en 1609, énonce que, si une ligne imagi­ naire est tracée entre une planète et le Soleil, cette ligne décrit des aires égales pendant des périodes égales, au fur et à mesure que la pla­ nète se déplace sur son orbite autour du So­ leil.

Autrement dit, une planète se déplace plus vite lorsqu'elle se trouve plus près du Soleil et ralentit sa course lorsqu'elle s'en éloigne.

Ce ne fut qu'en 1618 que Kepler par­ vint à établir sa troisième loi.

Il s'agissait d'un énoncé compliqué de la relation entre la distance moyenne d'une planète au Soleil et du temps nécessaire à cette planète pour par­ courir son orbite autour du Soleil.

L'oeuvre de Kepler permit une progression étonnante de l'astronomie.

Pour la première fois, les thèses de Copernic avaient été véri­ fiées par une analyse approfondie des don­ nées d'observation, et le mouvement des pla- Ci-dessous: Ce schéma illustre la deuxième loi de Kepler.

TI, T2 et T3 sont des intervalles égaux de temps dans l'orbite elliptique d'u­ ne planète .

A, 8 etC sont des zo­ nes égales balayées pendant ces périodes .

Le schéma montre com­ ment la vitesse de la planète varie sur son orbite .

En T2, par exem­ ple, la planète couvre sa plus grande distance orbitale et doit se déplacer plus rapidement qu'en TI ou T3.

• T3 A droite: La véritable orbite de Mars, déterminée par Kepler.

En utilisant une grande quantité de renseignements sur la position de Mars vu de la Terre, Kepler étu­ dia sept positions dites opposées, c'est-à-dire les moments où le So­ leil et Mars semblent opposés l'un par rapport à l'autre dans le ciel.

A chaque opposition, la Terre se trouvait en un point différent de son orbite, et Kepler, après de nombreux calculs très compli­ qués, parvint à se servir de cha­ que opposition comme d'une sor­ te de point fixe dans la position de Mars par rapport au Soleil.

Kepler démontra que les diverses oppositions n'avaient une expli­ catiqn que dans la mesure où l'or­ bite martienne est une ellipse.

nètes (regardé jusqu'alors comme l'apanage des puissances divines) apparaissait enfin soumis aux lois mathématiques.

Il est étonnant de constater que l'Eglise ne té­ moigna que relativement peu d'attention à l'oeuvre de Kepler.

Comme il était un étran­ ge mélange de rationaliste et de mystique, il se peut qu'il ait été considéré par les autorités religieuses comme un danger moins grand que les savants intransigeants du type de Ga­ lilée.

Mais, dans les années qui suivirent, les lois de Kepler sur le mouvement planétaire allaient permettre de dissiper le doute sur la prétendue hérésie de la théorie copernicienne du système solaire.

Avant la fin du XVIIe siècle, grâce au remarquable génie d'Isaac Newton, les lois de Kepler étaient considé­ rées comme une démonstration d'un phéno­ mène fondamental so.us-jacent dans la natu­ re: la force universelle de la gravité, T1 0 SOLEIL • /.

1 Orbite de la Terre MARS SOLEIL 21. »