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Le modèle de Kepler
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En 1596, Johannes Kepler qui a 25 ans publie un ouvrage intitulé Mystères Cosmographiques. Il y propose un modèle héliocentrique, comme celui de Copernic, mais dans lequel il associe aux planètes du système solaire les polyèdres platoniciens : le cube à Saturne, le tétraèdre à Jupiter, le dodécaèdre à Mars, l’icosaèdre à la Terre et l’octaèdre à Vénus. La sphère circonscrite au cube fournit le rayon de l’orbite de Saturne et la sphère inscrite au cube le rayon de Jupiter. Les polyèdres imposent les rayons des sphères qui sont, selon Kepler, dans un rapport égal aux rayons des orbites des planètes.
Le modèle de Kepler : les planètes sont associées aux polyèdres convexes réguliers : le cube à Saturne, le tétraèdre à Jupiter etc. La sphère circonscrite au cube fournit le rayon de l’orbite de Saturne et la sphère inscrite au cube le rayon de Jupiter. Les polyèdres imposent les rayons des sphères qui sont, selon Kepler, dans un rapport égal aux rayons des orbites des planètes.
Orbites des planètes selon le modèle de Kepler. A gauche : orbites des planètes internes. Le rayon de l’orbite de la Terre est donné par le rayon de la sphère circonscrite à l’icosaèdre. En inscrivant une sphère dans l’icosaèdre, on obtient l’orbite de Vénus. En inscrivant un octaèdre dans cette sphère, puis une sphère dans cet octaèdre, on obtient l’orbite de Mercure. A droite : orbites des planètes externes. En circonscrivant un dodécaèdre à la sphère donnant l’orbite terrestre, puis en circonscrivant une sphère à ce dodécaèdre, on obtient l’orbite de Mars. En répétant le procédé avec un tétraèdre puis un cube, on obtient les orbites de Jupiter et Saturne.
Activités
Dessinez les cinq polyèdres convexes réguliers.
Inscrivez une sphère dans chacun de ces polyèdres.
Circonscrivez une sphère à chacun d’eux.
En adoptant un rayon unité pour la sphère qui décrit l’orbite terrestre dans le modèle de Kepler, calculez, à l’aide de ce modèle, les rayons des sphères donnant les orbites des autres planètes.
Comparez les valeurs obtenues aux valeurs des tables.