Tycho era un nobile danese interessato di astronomia. Nel 1572 apparve nel cielo una "nuova stella" (in linguaggio moderno una "nova"), non molto lontana dalla Polare, più luminosa di tutte le altre. Tycho misurò accuratamente la sua posizione, quindi la misurò di nuovo dopo 12 ore, quando la rotazione terrestre aveva spostato il punto di osservazione sull'altro lato della Terra. Era già noto che un tale spostamento faceva variare la posizione della Luna nel cielo, e aveva aiutato gli astronomi a valutare la sua distanza. Però la posizione della "nuova stella" non era variata, suggerendo quindi che si trattava di un oggetto molto più distante della Luna (si può fare clic qui per il resto della storia).

Ritratto di Tycho Brahe.

    Il giovane Tycho fu così impressionato da questo evento che decise di dedicare la sua vita all'astronomia. Il Re di Danimarca lo incoraggiò e gli donò l'isola di Hven per costruirci un osservatorio, e le tasse riscosse sull'isola servirono a finanziare questa struttura. Il telescopio non era stato ancora inventato, e tutte le misure venivano compiute ad occhio, con l'aiuto di mire ottiche (simili ai mirini dei fucili) che potevano scorrere lungo dei cerchi graduati. Tycho portò tali metodi al massimo delle loro possibilità, cioè alla risoluzione dell'occhio umano, e le sue mappe stellari erano molto più accurate di qualunque altra mappa realizzata fino allora. Egli misurò, e ne tenne conto, perfino i piccolissimi spostamenti della posizione delle stelle vicino all'orizzonte, dovuti alla rifrazione della luce nell'atmosfera terrestre, simile a quella che avviene nel vetro o nell'acqua. Le sue osservazioni dei pianeti divennero la prova più schiacciante della teoria copernicana, contro quella tolemaica.

    Per quanto riguarda quelle teorie, Tycho credeva che tutti i pianeti ruotassero attorno al Sole, ma che il Sole ruotasse attorno alla Terra. Questa visione era in accordo con quella della Chiesa Protestante danese, poiché Martin Lutero, iniziatore della Riforma Protestante, aveva rifiutato la teoria di Copernico (che era suo contemporaneo). Tuttavia l'atteggiamento di Tycho era arrogante, e i residenti di Hven si lagnarono, così che dopo la morte del Re, che era stato il suo protettore, Tycho fu costretto a lasciare la Danimarca.

Giovanni  Keplero

    Nel 1599 si stabilì a Praga -- ora capitale della Repubblica Ceca, allora era la sede della corte dell'Imperatore tedesco Rodolfo -- e lì divenne astronomo di corte. E fu proprio a Praga dove un astronomo tedesco, di nome Giovanni Keplero, fu assunto da Tycho per svolgere i suoi calcoli. Quando nel 1601 Tycho morì improvvisamente, fu Keplero a continuare il suo lavoro.

    Dopo la morte di Tycho, Keplero divenne astronomo di corte, benché il superstizioso imperatore fosse più interessato all'astrologia che alla struttura del Sistema Solare. Nel 1619 Keplero pubblicò la sua terza legge: il quadrato del periodo orbitale T è proporzionale al cubo della distanza media a dal Sole (pari alla semisomma della distanza minima e della distanza massima). Espressa in formula

T²= k a³

dove k è un certo valore costante, uguale per tutti i pianeti. Supponiamo di misurare i periodi orbitali in anni e tutte le distanze in "unità astronomiche" o UA, dove 1 UA è la distanza media tra la Terra e il Sole. Allora, se a = 1 AU, T è un anno, k con queste unità è ancora uguale a 1, e quindi T²= a³. Applicando ora la formula a ogni altro pianeta, se T è noto dalle osservazioni fatte durante molti anni, si può rapidamente ricavare la distanza media a del pianeta dal Sole.

    Trovare il valore di 1 UA in miglia o in chilometri, cioè trovare la scala effettiva del Sistema Solare, non è cosa facile. Questo argomento è discusso nella prossima sezione. I migliori valori ottenuti oggi sono quelli forniti dalle tecniche dell'era spaziale, dalle rilevazioni radar di Venere e dalle sonde planetarie. Con buona approssimazione, 1 UA = 150^·000^·000 km.