Johann Daniel Titius (1729-1796)

Johann Daniel Tietz, dit Titius (1729-1796) est né à Konitz en Prusse. Il étudie à Dantzig et Leipzig, puis est élu en 1756 à la chaire de physique et de mathématiques de l’université de Wittenberg, où il résidera toute sa vie. En 1766, il s’apprêtait à publier plusieurs ouvrages, lorsque les manuscrits qu’il devait remettre à son imprimeur disparurent durant un siège où sa ville fut quasiment réduite en cendres. Il publia ensuite quelques ouvrages dont Nouveaux développements sur les connaissances et le bonheur de l’homme, Principes sur la manière de conduire sagement l’économie domestique ou Leçon élémentaire sur l’histoire naturelle. A partir de notes et de commentaires effectués sur une période de vingt neuf ans, il rédige également un journal intitulé L’histoire naturelle et l’industrie. Mais Titius marque l’astronomie en formulant le premier, une loi empirique des distances séparant les planètes du Soleil. L’idée lui vient lorsqu’il traduit Contemplation de la nature, écrit par le naturaliste suisse Charles Bonnet (1720 à 1793), qui donne une série de nombres qui semblent indiquer que les distances des planètes au Soleil répondent à une loi représentée par une progression géométrique (de facteur 2) :  0, 1, 2, 4, 8,16,32… etc. Chacun de ces nombre doit être multiplié par 3 et le produit augmenté de 4, de manière à obtenir:  0x3+4= 4 ; 1x3+4= 7 ; 2x3+4= 10; 4x3+4 = 16; 8x3+4= 28; 16x3+4= 52; et 32x3+4= 100. Si on les divise par 10, les nombres résultants de ces opérations donnent : (0,4) (0,7) (1,1) (1,6) (2,8) (5,2) (10), valeurs qui correspondent approximativement aux distances moyennes des planètes au Soleil, mesurées en unités astronomiques. 

Mercure (0,34), Vénus (0,72), Terre (1,00), Mars (1,52), Jupiter (5,20),  Saturne (9,54). Titius généralise ces calculs et établit la loi :R = 0,4 + 0,3 x 2n  dans laquelle (R) exprime (en ua) l’orbite d’une planète en fonction de son rang (n), en partant de 0 pour mercure, 1 pour vénus, 2 pour le Terre, 3 pour Mars, etc... Lors de sa première publication, cette loi était vérifiée pour les planètes connues, mais il restait pourtant une lacune entre Mars (n = 2) et Jupiter (n = 4). Une éventuelle planète (n=3) n’avait alors pas de sens, compte tenu qu’on n’en observait aucune située à cette distance. La loi fut donc considérée comme « intéressante » mais son caractère empirique ne lui donnait pas suffisamment de crédit. Kepler avait, lui aussi, remarqué un « trou » dans la répartition des planètes. Il l’avait situé entre Mars et Jupiter, mais sa proposition qu’il y aurait dans cet intervalle une planète, qui restait à découvrir, fut jugée trop téméraire pour s’accorder aux idées de son temps et elle fut rejetée. La découverte d'Uranus dont l'orbite respecte la loi de Titius, va cependant redonner à cette loi une certaine crédibilité auprès la communauté scientifique, jusqu’à ce que celle de Neptune ne la réduise au rang de simple relation empirique.