Dans la Florence des Médicis, au début du XVIIème siècle, François, un jeune astronome parisien, rêveur et velléitaire, entre au service de Galilée qui vient d'être nommé " premier mathématicien et philosophe du grand-duc ". Il découvre en lui un personnage imaginatif, en lutte contre sa propre souffrance et contre l'obscurantisme, mais dont la vie amoureuse a été un échec : cédant aux pressions de son entourage, le savant a quitté la seule femme qu'il ait aimée, une Vénitienne qui lui a donné trois enfants. Au même moment, l'émir du Liban débarque en Toscane pour trouver refuge auprès de Cosme II de Médicis. François assiste à la rencontre du savant toscan avec l'émir, et tombe amoureux d'une proche de ce dernier : une femme d'une grande beauté prénommée Najla. Réussira-t-il là où son Maître a échoué ? Aura-t-il le courage de transgresser les interdits pour assumer sa passion ? De retour d'une expédition en Méditerranée dont il est sorti aguerri, François découvre que des comploteurs se préparent à mettre la main sur le celatone, l'une des inventions les plus originales de Galilée...