I efteråret 1572 så Tycho Brahe første gang “den nye stjerne” i stjernebilledet Cassiopeia, som skulle blive det egentlige udgangspunkt for hans astronomiske karriere. Mange andre i hele Europa så det samme fænomen, som var hvad astronomerne i dag kalder en “supernova” (dvs. en eksploderende stjerne), og mange skrev om den. Men Tychos undersøgelser blev epokegørende. Han observerede den systematisk gennem hele den periode den var synlig, og i 1573 udgav han den lille bog De nova stella (“Om den nye stjerne”). Her udfolder han for første gang på tryk sin grundholdning at empiri går forud for tradition: Ud fra sine egne observationer konkluderede han entydigt at stjernen befandt sig i den fjerneste ende af himlen, blandt fiksstjernerne. Det var et direkte brud med det traditionelle, aristoteliske verdensbillede, ifølge hvilket ændringer kun kunne ske inden for den jordiske sfære, i den sublunare verden, dvs. under Månen. Over Månen var alt uforanderligt og evigt. Senere skulle han få lejlighed til at gøre den samme opdagelse i forbindelse med en række kometer. Også de befandt sig langt over månen, og oven i købet bevægede de sig på tværs af planeternes baner, som efter traditionen skulle bestå af faste, men gennemsigtige skaller.