Johannes KeplerPlusieurs traducteurs de ses ouvrages ont traduit son prénom par Jean et son nom par Képler. (ou Keppler), né le à Weil der Stadt et mort le à Ratisbonne, est un astronome allemand célèbre pour avoir étudié l'hypothèse héliocentrique de Nicolas Copernic, affirmant que la Terre tourne autour du Soleil, et surtout pour avoir découvert que les planètes ne tournent pas autour du Soleil en suivant des trajectoires circulaires parfaites, mais elliptiques.
Kepler découvre les relations mathématiques (dites lois de Kepler) qui régissent les mouvements des planètes sur leur orbite. Ces relations sont ensuite exploitées par Isaac Newton pour élaborer la théorie de la gravitation universelle..
Biographie vignette|redresse|gauche|Maison natale de Kepler à Weil der Stadt. Maintenant, musée Kepler.
Kepler naît au sein d’une famille de religion protestante luthérienne, installée dans la ville de Weil dans le Wurtemberg., ville libre sous l'autorité immédiate de l'Empire. À Weil der Stadt, les Kepler ont joui d'une certaine reconnaissance sociale, son grand-père paternel Sebald Kepler en a été bourgmestre, mais après avoir été porté aux nues pour avoir combattu sous les ordres de Charles-Quint, il a sombré dans la pauvreté. Toute la famille s'entasse sous le même toit dans la maison des grands-parents, Sebald Kepler et Katharina Müller.
Né prématurément à sept mois et hypocondriaque de nature chétive, Johannes Kepler souffre toute sa vie d'une santé fragile. À l'âge de trois ans, il contracte la variole., ce qui, entre autres séquelles, affaiblit sévèrement sa vue. La famille Kepler est peu ordinaire et son ambiance n’est pas des plus saines. Le père, Heinrich Kepler, est mercenaire dans l'armée du duc de Wurtemberg, et toujours en campagne, étant ainsi rarement présent à son domicile. La mère, Katharina Guldenmann, analphabète, dure et tracassière Biographie de Johannes Kepler sur Futura Sciences, Voir en ligne. avait été élevée par une tante qui finit sur le bûcher pour sorcellerie. Kepler a trois cadets : sa sœur, Margarette, dont il reste proche, Christopher, qui lui fut toujours antipathique, et Heinrich. La mère de Kepler préfère nettement ses autres enfants, car Johannes est malingre, souvent malade, myope et souffre de polyopie.
De 1574 à 1576, il vit avec son petit frère Heinrich chez ses grands-parents maternels, alors que son père est en campagne en Flandre et que sa mère est partie à sa recherche. Le grand-père, Sebald Kepler, l'oblige à travailler, le bat et le persécute.
Au retour de ses parents, Kepler déménage à Leonberg, ville du duché de Wurtemberg, et commence à suivre les cours de l'école latine de 1577 à 1579 et de 1581 à 1583École Kepler à Leonberg.. Ses parents lui font découvrir l'astronomie. Ainsi, en 1577, sa mère l'emmène en haut d’une colline pour observer le passage d’une comète. De son côté, son père lui montre l'éclipse de Lune du , et comment cette dernière devint toute rouge. Kepler étudiera plus tard ce phénomène et l’expliquera dans l’un de ses ouvrages sur l'optique.
Études théologiques vignette|L'abbaye de Maulbronn.
La famille de Johannes Kepler décide qu'il sera ecclésiastique, ce qui n'est pas pour lui déplaire. D'une part, sa force physique est insuffisante pour les travaux agricoles et, de l'autre, il entrevoit sans doute là l'occasion de s'éloigner de sa turbulente famille. Il est profondément croyant et le restera toute sa vie. Ses études de pasteur s'enchaînent sans heurt : en 1584, il entre au séminaire protestant d'Adelberg, puis, deux années après, au séminaire supérieur de Maulbronn où il obtient son diplôme de fin d’études.
En 1589, il entre à l'université de Tübingen, au séminaire évangélique Tübinger Stift.. Là il étudie d'abord l'éthique, la dialectique, la rhétorique, le grec, l'hébreu, l'astronomie et la physique, puis, pendant trois ans, la théologie. Il y poursuit ses études après obtention d'une maîtrise en 1591. Il suit en même temps les cours d'astronomie de Michael Maestlin qui, bien qu'obligé d'enseigner le système géocentrique de Claude Ptolémée, est un fervent admirateur du nouveau système héliocentrique de Nicolas Copernic.. À son contact, Kepler devient lui-même un copernicien enthousiasteJohannes Kepler, Mysterium Cosmographicum, KGW I p.9 : .
Professeur à l'école de Graz et astrologue
Alors que Kepler projette de devenir pasteur luthérien, l'école évangélique protestante de Graz demande un professeur de mathématiques : il abandonne ses études en théologie pour prendre le poste et quitte Tübingen en 1594 ; c'est ainsi que Kepler devient . La première année, il n'a que quelques étudiants ; la seconde, aucun. Il est donc chargé d'enseigner d'autres matières, comme la rhétorique, l'histoire et l'éthique. Outre ses cours, il doit, en tant que mathématicien provincial, tirer des cartes astrales, élaborer les almanachs et réaliser des prédictions astrologiques. À l'époque, la distinction entre science et croyance n'est pas encore clairement établie et on croit généralement que le mouvement des astres est gouverné par les lois divines..
Sur recommandation de ses amis, Kepler se marie le avec la jeune Barbara Müller. Âgée de vingt-trois ans, cette jeune femme au caractère exécrable, qu'il qualifie de , s'était déjà mariée à deux reprises et s'était retrouvée veuve à chaque fois. De sa première union, elle a eu une fille, Regina, que Kepler affectionnera tout particulièrement et qui jouera un rôle important dans sa vie. Barbara meurt en 1612, et seuls leur fille Susanne et leur fils Ludwig atteindront l'âge adulte.
Assistant de Tycho Brahe et mathématicien impérial En 1600, la Contre-Réforme étend sa zone d'influence. On lui fait alors savoir que s'il ne se convertit pas au catholicisme, il sera expulsé de Graz. Bien que ses croyances ne soient pas conformes à l'orthodoxie luthérienne, il refuse d'abjurer sa foi et est banni.. Juste avant de quitter Graz, il observe une éclipse partielle de soleil le 10 juillet dont l'observation lui servira à comprendre les effets optiques du sténopé.
Il se réfugie à Prague, invité par l'astronome danois Tycho Brahe pour y devenir son assistant 61.. (Tycho Brahe, lui-même chassé du Danemark après le décès de son mécène Frédéric II du Danemark, avait été nommé mathématicien impérial à Prague par l'empereur Rodolphe II ; il y avait fait construire un observatoire dans un château à Benatek, non loin de Prague).
Kepler se met au service de Tycho Brahe, qui décède en , laissant à Kepler ses mesures et son poste de mathématicien impérial. Comme Tycho, Kepler est chargé par Rodolphe II d'établir de nouvelles tables planétaires, qui verront le jour en 1627 sous le nom de Tables rudolphines. Kepler occupe le poste de mathématicien impérial jusqu'à la mort de Rodolphe II en 1612.
Exil à Linz En 1611, une série d'événements dramatiques frappent Kepler. Son jeune fils Friedrich meurt de maladie, sa femme Barbara, malade et dépressive, se suicide, et son mécène Rodolphe II abdique. En 1612, il est de plus excommunié de l'église luthérienne pour ses prises de positions hérétiques. Il quitte Prague pour s'installer à Linz, où il travaille comme mathématicien et enseignant et poursuit ses recherches.
En 1613, il épouse Susanne Reuttinger avec qui il a sept enfants parmi lesquels trois meurent très tôt. Un mariage, cette fois-ci, heureux.
En 1615, sa mère, alors âgée de , est accusée de sorcellerie par les autorités de sa ville natale Leonberg. Kepler, persuadé de son innocence, passe six années à assurer sa défense auprès des tribunaux et à écrire de nombreux plaidoyers. Il doit, à deux reprises, retourner dans le Wurtemberg. Elle demeure enfermée quatorze mois à Güglingen Une école à Güglingen porte son nom.. Finalement, le duc de Wurtemberg la déclare libre de toute charge de sorcellerie le Katharina Kepler peut remercier son fils.. Affaiblie par ces dures années de procès et d'emprisonnement, elle meurt six mois plus tard.
En 1619, il publie un traité d'astronomie, , où il recherche une fois encore un ordre mathématique et harmonique aux mouvements des planètes, cette fois-ci en cherchant une comparaison avec le domaine de la musique et ses propres harmonies mathématiques, poursuivant les travaux antiques sur l'harmonie des sphères. Ces recherches le mènent indirectement à la découverte, cette même année, de la troisième loi de Kepler, concernant la vitesse des planètes sur leur orbite.
Il continue également à calculer les tables astronomiques qu'il avait commencées à Prague, qui permettent de calculer avec précision la position des planètes et étoiles principales sur une longue période. Les calculs sont complexes et sujets à erreur ; pour perfectionner et accélérer son travail, il utilise les logarithmes récemment découverts par John Neper en 1614. Il éprouve le besoin de les perfectionner et les justifier par lui-même, ainsi que de calculer des tables de logarithmes plus précises. En 1624, il publie le , où il améliore les méthodes et résultats de Neper, et qui contient une nouvelle table des logarithmes.
Enfin, en 1627 il publie son « grand œuvre », les tables rudolphines, synthèse des observations de Tycho Brahe, de ses propres lois et de ses travaux mathématiques. Elles sont si précises qu'elles resteront valables pendant plusieurs décennies, validant la justesse de ses lois, et du modèle héliocentrique copernicien.
Mort et postérité Kepler meurt en 1630 à RatisbonneDans l'actuel Musée Kepler de Ratisbonne., à l'âge de , loin de Susanne et de ses enfants qui n'apprendront sa mort que deux mois plus tard. Il est enterré le . Il meurt dans le dénuement matériel le plus extrême en raison de la mévente des Tables rudolphines, et sans recevoir les derniers sacrements. Le pasteur luthérien les lui a refusés car il n'avait pas voulu, auparavant, condamner le calvinisme.
Avant de mourir, il avait eu le temps d'écrire sous forme de distique élégiaque l'épitaphe en vers qu'il souhaitait pour sa pierre tombale : (« Je mesurais les cieux. Je mesure maintenant les ombres de la Terre. L'esprit était céleste. Ici gît l'ombre du corps »)..
En 1633-1634, durant la guerre de Trente Ans, l'armée suédoise détruit sa tombe et ses ossements sont jetés à la fosse commune. Ses travaux sont retrouvés en 1773. Récupérés par Catherine II de Russie, ils se trouvent à l'observatoire de Poulkovo de Saint-Pétersbourg en Russie. En 1808, un monument en marbre lui est élevé par les soins du prince-évêque Charles-Théodore de Dalberg dans le jardin botanique de Ratisbonne.
Œuvres scientifiques
Kepler a découvert les trois relations mathématiques, aujourd'hui dites lois de Kepler, qui régissent les mouvements des planètes sur leur orbite. Les deux premières sont publiées en 1609 dans un livre intitulé Astronomia nova. La troisième survient seulement en 1618, et quantifie le rapport entre longueur du demi-grand axe et période de révolution. Ces relations sont fondamentales car elles furent plus tard exploitées par Isaac Newton pour mettre au point sa théorie de la gravitation universelle. Dans son Astronomia nova il entrevoyait déjà la loi de la gravitation universelle. Il explique à propos de la pesanteur et de l'attraction terrestre que . Pour mieux se faire comprendre, il écrit ce qui sera considéré comme le premier livre de science-fiction, Le Songe ou l'Astronomie lunaire. Il veut montrer les problèmes posés par l'attraction et la pesanteur en imaginant un voyage de la Terre à la Lune par deux personnages : la violence du départ, la diminution progressive de la pesanteur qui à la fin s'annule (l'état d'apesanteur de nos jours) puis l'attraction croissante de la Lune qui reste néanmoins plus faible que sur La Terre.