Tycho Brahe (1546-1601) était un noble danois qui apporta la contribution la plus importante à notre connaissance de l'astronomie avant l'arrivée du télescope. Il découvrit une supernova, observé l'orbite interplanétaire elliptique d'une comète, mit à jour l'exactitude du calendrier et proposa une toute nouvelle théorie sur la position des corps célestes dans le ciel nocturne.
Jeunesse
Tyge Brahe vit le jour le 14 décembre 1546 en Skåne (alias Scanie, Suède moderne), qui était alors gouvernée par la couronne danoise. Il est aujourd'hui mieux connu sous son nom latinisé de Tycho Brahe, le plus souvent simplement sous le nom de Tycho. Il naquit au sein d'une famille noble ayant des liens avec la famille royale de Suède. Tycho fréquenta l'université de Copenhague où il étudia le droit, avant de partir pour l'Allemagne, où il poursuivit ses études dans les universités de Wittenberg, Leipzig et Rostock, entre autres. En Allemagne, il se battit en duel avec un camarade d'études et, s'il survécut à l'affrontement, son nez, lui, non. Jusqu'à la fin de sa vie, Tycho porta un nez artificiel en métal - en laiton pour l'usage quotidien, mais avec une version plus resplendissante en argent pour les grandes occasions.
La supernova de Tycho
Tycho commença à s'intéresser à l'astronomie en observant l'éclipse totale du 25 août 1560. Son premier ouvrage publié fut De Nova Stella (1573). Ce livre traite de la supernova de la nouvelle étoile de la constellation de Cassiopée (beaucoup plus brillante que toutes les autres étoiles de ce groupe, et même plus brillante que Vénus), qu'il fut le premier à observer et à étudier en détail le 11 novembre 1572. Cette supernova, l'une des rares de l'histoire à pouvoir être observée à l'œil nu, de jour comme de nuit, fut clairement visible pendant au moins cinq mois. Les restes de ce qui est en réalité la mort d'une étoile, la supernova peut encore être observée à l'aide d'un télescope à rayons X et a été baptisée "Supernova de Tycho".
Tycho put mesurer la proximité ou la parallaxe de cette nouvelle étoile par rapport à la Terre en la mesurant à différents moments (comme les étoiles tournent dans le ciel nocturne, Tycho mesurait en fait deux angles d'un triangle, lui-même en un point et l'étoile en un autre). En calculant sa distance par rapport à la Terre, il démontra que l'étoile était beaucoup plus éloignée que la Lune, un concept qui ébranla la vision du cosmos qui prévalait. Plus important encore, le fait que l'étoile soit apparue, qu'elle soit une sorte de corps céleste et qu'elle n'ait rien à voir avec l'atmosphère terrestre signifie que l'univers est une entité changeante, ce qui porta un coup terrible à la croyance de longue date selon laquelle l'univers est parfait et immuable.
Uraniborg
En récompense de ses travaux d'astronomie, le roi Frédéric II de Danemark et de Norvège (r. de 1559 à 1588) offrit à l'astronome sa propre île, Hven, en 1576. Hven, aujourd'hui appelée Ven et située dans le détroit de l'Öresund entre la Suède et le Danemark, était parfaite pour Tycho car il put y construire son propre observatoire, aidé par le généreux financement de la Couronne danoise. Tycho appela son observatoire Uraniborg, du nom d'Urania, la muse grecque de l'astronomie, qui se traduit par "la forteresse d'Urania". Le complexe était en effet construit comme une forteresse, l'observatoire étant placé au centre de jardins symétriques, clos de tous côtés par de hauts murs dont les entrées ne se trouvaient qu'à chacun des angles.
Uraniborg permit à Tycho d'effectuer des observations systématiques du ciel nocturne, à l'aide d'instruments qu'il avait lui-même conçus et construits, dont le nouveau sextant astronomique. Le plus impressionnant de ces instruments était peut-être l'immense quadrant mural qui se trouvait sur le mur ouest de son observatoire. Tycho créa plus tard un livre illustré sur tous les instruments astronomiques de son observatoire, ses Instruments pour la restauration de l'astronomie, publié en 1598. Le missionnaire jésuite Ferdinand Verbiest (1623-1688) utilisa ce livre pour construire des instruments pour l'observatoire impérial de Pékin dans les années 1670.
Le bâtiment principal d'Uraniborg était une structure extravagante hérissée de plates-formes, de tours et de flèches, un mélange de fantaisie qui n'aurait pas dépareillé dans les Mille et une nuits ou à Xanadu. Un atelier était consacré à la fabrication d'instruments scientifiques. Il possédait sa propre papeterie et sa propre presse à imprimer pour publier les recherches de Tycho. Il y avait également un laboratoire au sous-sol où Tycho s'adonnait à son autre grand intérêt: l'alchimie.
Uraniborg devint une attraction touristique en soi, et la réputation de Tycho s'accrut en même temps que le niveau social des visiteurs. Le futur Jacques Ier d'Angleterre (r. de 1603 à 1625) s'y rendit lors d'un voyage visant à s'assurer les services d'Anne de Danemark (née en 1574), la fille de Frédéric II. Tycho était régulièrement assisté dans son travail à Uraniborg par sa femme Kirstine (m. 1573) et sa sœur Sophie (1559-1643). Il était également assisté par ses ouvriers, qui étaient traités à peine mieux que des serfs médiévaux. Tycho attendait des paysans locaux qu'ils travaillent sur son domaine deux jours par semaine. Lorsque Tycho quitta Uraniborg en 1597, l'observatoire tomba en décrépitude.
Réalisations et modèle tychronique
Les observations approfondies de Tycho lui permirent de répertorier les positions des étoiles et des planètes avec plus de précision que jamais auparavant. Il ne partagea ces données qu'avec un petit nombre de personnes, car il ne voulait pas qu'un rival présente des théories qu'il n'était lui-même qu'en train de formuler. Certaines données furent divulguées pour le bien du public. Il effectua d'innombrables observations du Soleil et recalcula la durée réelle de l'année, une étude qui aboutit à un changement complet du calendrier pour le rendre plus précis en 1582 (une réforme qui remplaça l'ancien calendrier julien par le calendrier grégorien). Tycho acheva un catalogue d'étoiles qui positionnait plus de 800 étoiles. Il s'agissait du premier nouveau catalogue depuis celui de Claude Ptolémée (c. 100 à c. 170 de notre ère). En 1603, le catalogue de Tycho fut transformé en atlas des étoiles par Johann Bayer (1572-1625).
En 1577, l'observation détaillée par Tycho de la comète aperçue cette année-là montra qu'elle se déplaçait sur une orbite passant entre les planètes. L'observation des comètes de 1580 et 1585 apporta une nouvelle preuve de ce phénomène. Cette découverte porta un coup aux modèles de l'univers dans lesquels tout se déplaçait autour de la Terre. Le philosophe grec Aristote (384-322 av. J.-C.) avait affirmé que les comètes étaient un phénomène de l'atmosphère terrestre, mais les recherches de Tycho réfutèrent cette croyance de longue date. Les comètes semblent également suivre une orbite elliptique, ce qui porta un nouveau coup à la croyance bien ancrée selon laquelle tous les corps célestes se déplacent en cercles parfaits. Ces faits nouvellement découverts et ses travaux antérieurs sur la nouvelle supernova - preuve évidente de l'existence d'un changement alors qu'Aristote avait affirmé que le cosmos était éternellement stable - signifiaient que l'ancienne vision aristotélicienne de l'univers commençait à s'effondrer. Pour certains historiens, il s'agit là du véritable début de la révolution scientifique, lorsque l'observation commença à mettre à l'épreuve des théories de longue date et manifestement incorrectes.
Ces découvertes furent toutes très importantes dans la perspective à long terme de la progression de la science, mais la principale contribution de Tycho à la connaissance mondiale de l'époque fut tout autre, comme le résume l'historien W. E. Burns :
La plus grande contribution de Tycho à la théorie astronomique fut le modèle tychronique du système solaire, basé sur une Terre stationnaire; dans ce système, la Lune et le Soleil gravitent autour de la Terre et les autres planètes gravitent autour du Soleil. (42)
Tycho renversa donc les deux modèles alternatifs proposés par Claude Ptolémée et Nicolas Copernic (1473-1543). Le système de Tycho permit d'éliminer le modèle entièrement géocentrique de Ptolémée et devint une sorte de rival compromis du modèle entièrement héliocentrique de Copernic. Tycho publia sa théorie (qui s'avéra fausse, bien sûr) dans son ouvrage intitulé Sur les phénomènes les plus récents du monde éthéré, publié en 1588.
Comme à peu près tous les scientifiques de cette période, Tycho se disputa avec un autre penseur pour savoir qui avait pensé à quoi en premier. Dans le cas de Tycho, son ennemi était l'astronome allemand Nicolaus Reimers Bär (1551-1600), également connu sous le nom d'Ursus (l'Ours). Tycho accusa Ursus d'avoir copié sa théorie du cosmos, réalisée lors de sa visite à Uraniborg. Tycho affirma également que c'était lui, et non Ursus, qui avait "inventé la technique mathématique de la prostaphérèse qui était importante pour effectuer de longs calculs avant l'invention des logarithmes" (Wootton, 94).
Prague et les dernières années
Le statut aristocratique de Tycho l'avait énormément aidé dans la carrière qu'il avait choisie, mais il s'avéra être un sérieux handicap à partir de 1596, lorsque le roi Christian IV de Danemark (r. de 1588 à 1648) devint majeur et gouverna sans son régent. Le jeune monarque souhaitait équilibrer ses comptes et contrôler plus soigneusement l'utilisation de l'argent royal. Pire encore pour Tycho, le roi souhaitait réduire le pouvoir de certaines familles nobles et l'astronome tomba en disgrâce. Obligé de quitter Uraniborg en 1597, Tycho bourlingua en Allemagne pendant deux ans et finit par se retrouver à Prague, alors capitale du Saint Empire romain germanique. Malheureusement, son vieil ennemi Ursus est déjà bien installé dans la ville de Bohême et occupait le poste prestigieux de mathématicien de la cour. Ursus fit de son mieux pour salir la réputation de Tycho, mais le Danois parvint à s'attirer les faveurs de Rodolphe II, empereur du Saint-Empire romain germanique (r. de 1576 à 1612), et put ainsi voler la place d'Ursus.
Tycho eut la chance d'avoir pour assistant à Prague un talent rare, Johannes Kepler (1571-1630), qui deviendrait l'une des figures les plus importantes de la révolution scientifique. Tycho souhaitait étendre son catalogue d'étoiles à d'autres étoiles australes et, à cette fin, il prit contact avec les Vénitiens et les Toscans dans l'espoir que l'un d'entre eux trouverait les fonds nécessaires à la construction d'un nouvel observatoire en Égypte. Aucun des deux États ne répondit favorablement. Tycho connut le même échec avec un autre Italien, l'astronome Galileo Galilei (1564-1642), à qui il écrivit deux fois pour lui proposer une collaboration, mais qui l'ignora à chaque fois. Galilée ne s'intéressait pas aux modèles théoriques de l'univers et préférait l'observation pure; vers 1608, Galilée perfectionnerait la nouvelle invention qu'était le télescope et ferait un impressionnant catalogue de découvertes.
Le 24 octobre 1601, Brahe mourut à Prague. Kepler succéda à Tycho et hérita de ses observations approfondies et très précises des mouvements des corps célestes. Kepler utilisa ces données à bon escient, en particulier les notes de Tycho sur le mouvement de Mars, et élabora ses célèbres trois lois du mouvement planétaire.
La conviction de Tycho que les mesures devaient être prises en permanence pour améliorer continuellement la précision devint l'un des principes fondateurs de la science moderne, et c'est pourquoi beaucoup ont appelé Tycho "le véritable fondateur de la nouvelle astronomie" (Wootton, 456) et affirment que l'astronomie était bel et bien la première science moderne. Tycho démontra surtout que les théories n'avaient pas plus de valeur tout simplement parce qu'elles avaient été crues pendant longtemps. De plus, il démontra que la croyance en une théorie erronée conduisait souvent à la croyance en d'autres théories erronées, créant ainsi des chaînes d'erreurs catastrophiques. En observant ce qui devait être vu, et non ce qu'il espérait voir, Tycho fut l'un des premiers de ce que nous appellerions aujourd'hui un scientifique digne de ce nom, c'est-à-dire quelqu'un qui étudie un sujet sans avoir d'idées préconçues sur ce que ces recherches pourraient révéler comme étant vrai, un chercheur qui réconcilie la théorie, les phénomènes et les données pour accroître notre connaissance du monde qui nous entoure.
