En 1573, contrae matrimonio con una campesina, pese a la oposición de su familia, dicho matrimonio es aceptado, merced a la intervención del Rey Federico II de Dinamarca y Noruega. El rey, le concede una pensión y le regala de por vida la isla de Hven, en el Sound, (Dinamarca) y le sufraga todos los gastos.
Brahe edifica un magnifico castillo llamado “Uraniborg”, (El Castillo de los Cielos) concebido de un observatorio astronómico con los mejores instrumentos de medición celeste que existían en Europa y una serie de aparatos que él mismo inventó y perfeccionó, algunos de colosales proporciones, como un enorme cuadrante mural, cuya invención se le atribuyó erróneamente. Estaba proyectado como un jardín y sus extremos estaban orientados al Norte, al Sur, al Este y al Oeste. Los muros del castillo estaban cubiertos de pinturas y esculturas; se construyeron espléndidos dormitorios para Tycho Brahe y la multitud de dignatarios y personajes que iban a visitarlo.
Se reservaron otras estancias dentro del suntuoso palacio para una imprenta, biblioteca, laboratorio y los observatorios. Un segundo observatorio que estaba por debajo del nivel del suelo y sólo sobresalía la cubierta, de manera que sus instrumentos estuvieran protegido contra los elementos.
Concluida su construcción en 1580, Brahe estaba convencido de que el progreso de la astronomía dependía, en aquellos momentos, de realizar una serie continuada de prolongadas observaciones del movimiento de los planetas, el Sol y la Luna. Construyó otro castillo al que llamó “Stjämeborg” (Castillo de las Estrellas), estaba construido en el subsuelo para preservar mejor el instrumental de observación. La cubierta del castillo se abatía dejando al descubierto grandes ventanales para la observación nocturna.
La precisión que alcanzó en sus observaciones fue notable, con un error inferior en ocasiones, al medio minuto de arco, lo cual, le permitió restablecer casi todos los parámetros astronómicos conocidos y determinar la totalidad de las perturbaciones de los movimientos lunares. Determinó la posición de nueve estrellas principales de su mapa celeste, estimando la longitud del año solar con un error de dos segundos. Escribió un catalogo con 777 estrellas y realizó observaciones muy precisas de los movimientos del planeta Marte.
Esta considerado por ser el introductor de un sistema de mecánica celeste, que vino a ser una solución entre el sistema geocéntrico de Claudio Ptolomeo y el heliocéntrico elaborado por Nicolás Copérnico, quien mantenía que la tierra se sitúa en el centro del Universo y es el centro de las órbitas de la Luna y del Sol, mientras que los restantes planetas giran alrededor de este último.
En realidad, el sistema de Brahe es idéntico al de Copérnico, en cuanto a que los cálculos de las posiciones de los planetas arrojan los mismos resultados que en uno y otro sistema; pero conserva formalmente el principio de Aristóteles de presunta inmovilidad de la tierra y su posición central en el Universo.
A la muerte del Rey Federico II, le sucede Christian IV. Debido a la corta edad del Rey, Brahe pierde su pensión y los derechos sobre la isla Hven. En 1597, abandona Dinamarca y se traslada a Hamburgo, allí permanece durante dos años hasta que decide fijar su residencia en Praga. Brahe, vivió en la isla de Hven durante veinte años, rodeado de asistentes, eruditos, estudiantes, sabios e incluso príncipes que acudian a ver sus observaciones.
En 1599, gracias a la acogida que le dispensó el Rey Rodolfo II, Archiduque de Austria, Rey de Bohemia y Hungría y Emperador del Sacro Imperio. Brahe es nombrado “Imperial Mathematicus” y se instala en el palacio de Benatky nad Jizerou, en donde continua con sus observaciones y trabajos científicos. En 1600, Johannes Kepler, a la edad de 29 años accede a la invitación de Brahe para colaborar con él, pero dieciocho meses más tarde, Brahe fallece repentinamente. Gracias a las observaciones de los movimientos planetarios realizadas por Brahe, Kepler pudo culminar su propia obra.
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