L’astronomie
grecque
D’un point de vue
historique, l’astronomie grecque a été dominée par deux personnages, Aristote
et Ptolémée, qui ont introduit des idées et des modèles incorrects qui allaient
dominer la pensée scientifique pendant presque deux millénaires.
Aristote
Le personnage
clef est Aristote, un philosophe du IVe siècle avant notre ère,
qui s’appuya sur les idées de l’un de ses prédécesseurs,
Platon. Selon ce dernier, le monde devait avoir une forme sphérique
et le mouvement de tout corps céleste devait être circulaire et uniforme,
c’est-à-dire à vitesse constante.
Dans le système
d’Aristote, comme dans celui de Pythagore, la Terre était immobile au
centre du monde et entourée d’une succession de sphères cristallines. Le
problème du modèle de Pythagore résidait dans le fait que chaque planète était
associée à une seule sphère, ce qui ne pouvait pas expliquer les irrégularités
des mouvements apparents.
Aristote surmonta
ce problème en créant un système plus complexe contenant 55 sphères emboîtées
les unes dans les autres. Chaque planète était alors associée à un groupe de
sphères dont les mouvement se superposaient. Le fait de combiner différentes
rotations permettait de donner à chaque planète un mouvement complexe qui
pouvait être ajusté pour correspondre à celui que l’on observait dans le ciel.
Avec une
combinaison de 55 sphères, Aristote arrivait relativement bien à reproduire les
mouvements apparents des planètes. Son système avait néanmoins un défaut majeur
: il était incapable d’expliquer les variations de luminosité apparente des
planètes.
Nous savons
aujourd’hui que ces variations sont dues au changement de distance entre la
Terre et chaque planète. Mais dans le système d’Aristote les planètes se
trouvaient à une distance fixe de la Terre et les modifications d’éclat
restaient inexpliqués.
Aristote
introduisit aussi un concept plus philosophique qui allait être
accepté jusqu’au XVIe siècle : la distinction entre la Terre et les
cieux. Pour lui, l’intérieur de l’orbite lunaire, ce qui incluait la Terre et
son atmosphère, représentait le règne de l’imperfection et du changement.
Au-delà de la Lune, se trouvait le royaume de la perfection et de
l’immuabilité.
Ptolémée
Le principal
défaut du système d’Aristote était son incapacité à expliquer les variations
d’éclat des planètes. Pour cette raison, un astronome d’Alexandrie, Claude
Ptolémée, modifia ce système au IIe siècle de notre ère, mais sans remettre en
cause les principes posés par Platon et Aristote.
Claude Ptolémée :
vers 85 – vers 165. Crédit : Great Astronomers, Project Gutenberg
Pour Ptolémée,
les corps célestes n’étaient pas liés à des sphères cristallines centrées sur
la Terre. En fait, chaque planète se déplaçait sur un petit cercle, appelé épicycle,
dont le centre lui-même se déplaçait en suivant un grand cercle centré sur la
Terre, appelé déférent.
En ajustant la
taille et la position de tous les cercles mis en jeu, Ptolémée obtenait un
système capable de reproduire avec précision les mouvements apparents des corps
célestes. Il était de plus en mesure d’expliquer les variations d’éclat des
planètes, puisque celles-ci voyaient maintenant leur distance à la Terre
varier.
Ce double succès
explique que le système de Ptolémée, qui améliorait celui d’Aristote dans la
forme mais pas l’esprit, fut accepté jusqu’au XVIe siècle.
Héraclide
Malgré la
position dominante d’Aristote et de Ptolémée, deux autres philosophes grecs
proposèrent des systèmes bien plus proches de la réalité. A l’époque
d’Aristote, Héraclide avança que la Terre n’était pas immobile, mais tournait
en fait sur elle-même. La rotation apparente de la voûte céleste en 24 heures
s’expliquait alors de façon beaucoup plus naturelle. L’explication était la
bonne, mais elle ne fut pas acceptée.
Plus tard, pour
expliquer les mouvements particuliers de Mercure et de Vénus, qui semblaient
osciller autour de Soleil, Héraclide avança que ces deux planètes ne tournaient
pas autour de la Terre, mais autour du Soleil. Il obtenait ainsi une
description plus proche de la réalité, même s’il pensait que le reste des corps
célestes, y compris le Soleil, tournaient encore autour de la Terre.
Aristarque de
Samos
Aristarque de
Samos alla encore plus loin au IIIe siècle avant notre ère. En appliquant des
raisonnements géométriques aux corps célestes, en particulier au moment des
éclipses de Lune, ce philosophe grec fut en mesure de déterminer les distances
relatives de la Lune et du Soleil. Il mit également en évidence que notre
étoile était beaucoup plus grande que la Terre.
Or, Aristarque de
Samos avait du mal à se persuader qu’un objet énorme pouvait tourner autour
d’un corps beaucoup plus petit. Il rejeta donc le système d’Aristote et en
proposa un nouveau dans lequel le Soleil était le véritable centre du monde et
où toutes les planètes, sauf la Lune, gravitaient autour de ce centre. Cette
description ne fut malheureusement pas acceptée à l’époque.
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