Les pionniers de la description de l`Univers

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Les pionniers de la description de l'Univers
Cette rubrique n'est pas une galerie de portraits des plus grands astronomes. Elle ne concerne que les scientifiques qui
ont fait progresser la connaissance de l'Univers dans son ensemble et de la place de la Terre dans cet Univers.
I. Les grands astronomes grecs de l'Antiquité
Héraclide du Pont (IVème siècle avant Jésus-Christ)
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Bravant les préceptes de Platon et d'Aristote, il écrit que la terre tourne
comme une toupie, qu'elle effectue un tour sur elle-même en 24 heures par
rapport aux étoiles qui sont fixes, et que Vénus tourne autour du soleil et non
autour de la Terre.
Schema de la Terre et de son axe de rotation
Aristarque de Samos (environ 310 à 230 avant Jésus-Christ)
Reprenant les idées de Héraclide,[
GIF - 13Ko] il va plus loin que lui et
comprend que le Soleil est fixe, que
c'est autour de lui que tournent toutes
les planètes, la Terre comprise, et
que l'orbite terrestre autour du Soleil
est infiniment petite comparée à la distance des étoiles (supposées, à l'époque,
être toutes à la même distance de la Terre). Dix huit siècles avant Copernic,
Aristarque est donc l'auteur d'une "théorie héliocentrique de l'Univers".
Schéma du système solaire
Eratosthène (environ 280 à 190 avant Jésus-Christ)
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Grâce à des observations du Soleil réalisées à des latitudes différentes, il
mesure, le premier, la taille du globe terrestre. Sa méthode est ingénieuse et
son résultat correct !
Schéma du procédé de mesure du globe terrestre
Hipparque (environ 190 à 120 avant Jésus-Christ)
[JPG - 50Ko]Brillant astronome et
mathématicien, il calcule la distance de la Lune et découvre la précession des
équinoxes (phénomène de lente variation de l'orientation dans l'espace de
l'axe des pôles de la Terre).
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Schéma de la mécanique céleste
Claude Ptolémée (environ 85 à 165)
[JPG - 76Ko]Dernier grand astronome de l'école d'Alexandrie, Ptolémée est
connu pour son modèle géocentrique de l'Univers, qui règnera en maître
jusqu'à la "révolution copernicienne". Malgré la fausseté de l'hypothèse de
départ (tous les astres tourneraient autour de la Terre), ce modèle permet de
calculer la position des planètes avec un assez bon degré de précision.
Ptolémée est aussi un brillant géographe et mathématicien.
Schéma du système solaire vu par Ptolémée
Sa carte du Monde fait encore autorité quand Christophe Colomb part à la
recherche d'une nouvelle route pour les Indes et découvre l'Amérique.
Ptolémée est l'auteur d'un ouvrage de référence parvenu jusqu'à nous sous la
forme de sa traduction arabe : c'est l'Almageste, qui contient notamment une
synthèse des connaissances astronomiques de l'Antiquité.
II. Les astronomes de la renaissance
Nicolas Copernic (1473-1543)
[GIF - 47Ko]Astronome polonais.
En 1543, juste avant sa mort, il publie sa théorie héliocentrique de l'univers : pour lui, toutes
les planètes tournent autour du Soleil, sur des orbites circulaires, et la Terre tourne sur
elle-même.
Son modèle décrit correctement les principales caractéristiques des mouvements apparents
des planètes à l'aide de moins d'hypothèses que celui de Ptolémée. Copernic montre en outre
que son système permet de rendre compte de faits observationnels que n'expliquait pas le
modèle de Ptolémée : il a en effet le mérite de pouvoir reproduire les variations de la brillance
apparente de chaque planète.
Galileo Galilei dit Galilée (1564-1642)
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Physicien, astronome et mathématicien italien.
Galilée est célèbre pour les observations qu'il réalise en 1610 à l'aide d'une lunette
astronomique de sa fabrication. C'est ainsi qu'il découvre les 4 plus gros satellites de
Jupiter, les phases de Vénus et le relief lunaire.
[PNG - 81Ko]Grâce à ses observations
astronomiques, Galilée peut montrer le bien-fondé du
modèle de Copernic qui, contrairement au dogme,
"fait tourner" la Terre autour du Soleil et non l'inverse.
Le "militantisme" de Galilée, qui manque de lui coûter
la vie face au tribunal de l'Inquisition, en fait le véritable artisan de la "révolution
copernicienne". En particulier, il publie les résultats de ses travaux en italien, la langue
du peuple, et non en latin, comme le veut la tradition.
Physicien de génie, Galilée est le pionnier de la balistique et de la dynamique. Ses
études relatives à la chute des corps, à l'accélération des corps en mouvement et aux
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trajectoires des projectiles lui permettent de préparer le terrain à Newton et à Einstein
(on parle parfois de relativité galiléenne).
Par sa volonté de ne rien affirmer qui ne soit vérifié par l'expérience ou par
l'observation, Galilée est l'un des pères de la science moderne.
Johannes Kepler (1571-1630)
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Astronome et mathématicien allemand.
En 1609, il énonce les fameuses "lois de Kepler", au nombre de trois, qui
caractérisent les mouvements orbitaux des planètes autour du Soleil. Kepler
est le premier à comprendre que les orbites des planètes sont des ellipses et
non des cercles. Son travail doit beaucoup aux observations précises de
l'astronome danois Tycho Brahé (1546-1601).
Quelques décennies plus tard, les travaux et les idées de Kepler nourriront la
réflexion de Newton.
Isaac Newton (1642-1727)
[JPG - 36Ko]Physicien et
mathématicien anglais.
En 1671, il invente le télescope.
En 1687, il publie les Principes mathématiques de la philosophie naturelle. Il y
énonce le principe fondamental de la dynamique (qui régit le mouvement de
tout corps soumis à l'action d'une ou plusieurs forces) ainsi que la loi de la
gravitation universelle. Newton comprend que la chute des corps et les
mouvements orbitaux de la Lune ou des planètes ont une seule et même
cause physique : la force d'attraction gravitationnelle.
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Ses nombreuses contributions à la
science touchent des domaines
très divers de la physique et des
mathématiques (il est notamment
le co-inventeur du calcul
infinitésimal). Elles sont souvent à
la base des techniques actuelles
de l'astronomie et de l'astrophysique. Par exemple, sa découverte selon
laquelle un rayon de lumière blanche peut se décomposer en rayons de
lumière colorée conduira à l'étude de la nature ondulatoire de la lumière ,
mais aussi à la spectroscopie. La spectroscopie, technique qui permet de
déduire de la lumière émise par un corps la composition chimique et les
caractéristiques physiques de ce corps, a fait considérablement progresser la
physique, la chimie et l'astrophysique.
Urbain Le Verrier (1811-1877)
[JPG - 55Ko]Mathématicien
français.
En se servant des lois de Newton, Le Verrier effectue les calculs qui lui
permettent d'indiquer avec une bonne précision où doit se trouver le
mystérieux corps céleste supposé perturber le mouvement de la planète
Uranus. Le Verrier incite la communauté astronomique à effectuer les
observations nécessaires et, en 1846, l'astronome allemand Galle et son
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assistant, d'Arrest, "découvrent" la planète Neptune : elle occupe une
position proche de celle indiquée par Le Verrier. La "découverte" de Neptune
par le calcul consacre le triomphe de la mécanique newtonienne.
[GIF - 36Ko]Notons tout de même
que le mathématicien anglais John
Adams avait, lui aussi, et environ
un an avant Le Verrier, su indiquer
la position correcte de Neptune
(quoiqu'il l'ait fait avec une moins
bonne précision). Mais son travail
ne fut jamais publié.
A suivre...
Les actualités du ciel
"Les origines de l'Univers" par Denis
Puy
Les pionniers de la description de
l'Univers
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