HISTOIRE DE L'ASTRONOMIE

Cette page explique simplement l'histoire de l'astronomie : des premières croyances jusqu'aux théories les plus actuelles par ordre chronologique.

SOMMAIRE : (Par ordre chronologique)

Les premières découvertes du ciel de -400 à +100 :

Les premières théories sur l'univers sont des théories très intuitives qui se basent sur des interprétations mathématiques de ce que l'on peut voir dans le ciel. Le principe fondamental est que la Terre est un monde changeant mais le Ciel est le siège de l'harmonie et de la perfection.

ANAXIMANDRE (vers-340/-546) : A partir d'observations du ciel : ce serait l'un des premiers a découvrir que le ciel paraît tourner autour de l'étoile polaire. Il aurait aussi défini l'oblicité de l'écliptique.

METON (vers -430) : Astronome grec il étudia les phases de la Lune et en trouva le cycle (235 lunaisons en 19 ans)

EUDOXE DE CNIDE (vers -406/-355) : C'est un élève de Platon. Dans sa théorie, le monde est basé sur des sphères homocentriques : tous les objets du ciel (étoiles, planètes, Soleil, Lune) sont posés sur des sphères cristallines transparentes qui tournent de manière uniforme et qui sont ingénieusement axées pour expliquer les mouvements non linéaires des planètes (voir sur la page des bases de l'astronomie). Au total il y a dans son système une vingtaine de sphères qui tournent autour de la Terre et qui porte tous les objets.

Les cercles présents sur ce schéma représente en des sphères en trois dimensions. Dans son système il y a donc une sphère qui porte le soleil, une pour la Lune, au moins une pour chacune des planètes, mais aussi une pour les étoiles. Très intuitifs sont système ne repose sur aucune loi physique : si les astres sont situés là c'est qu'ils doivent reposer sur quelque chose : il s'agit ici des sphères cristallines (évidemment invisible).

ARISTOTE (vers -384/-322) : Ce philosophe grec a inspiré énormément les scientifiques de son époque. Pour lui il existait dans l'univers 4 éléments : la Terre, l'Eau, le Feu et l'Air. De plus il est aussi l'auteur de la théorie du mouvement rectiligne : plus un objet est lourd, plus il tombe vite. Il s'imagine aussi que l'univers est sphérique et fini et que la Terre se situe en son centre. Le vide pour lui n'existe pas, les planètes se trouvent dans un milieu appelé Ether.

ARISTARQUE DE SAMOS (vers -310/-320) : Aristarque tente d'évaluer les diamètres du Soleil et de la Lune ainsi que leur distance par rapport à la Terre. Il pense en particulier que la Terre est une planète comme les autres qui tourne autour du Soleil. On peut à notre époque admirer le génie de cet homme, mais sa théorie était contraire à toutes apparences et n'avait pas de fondements mathématiques, c'est pourquoi elle n'a eu aucun succès à cette époque.

ERATOSTHENE DE CYRENE (vers -284/-192) : Astronome et géographe, il étudie l'ombre des objets à différents endroits de la Terre et en déduit par le calcul, la circonférence de la Terre.

HIPPARQUE (vers -150) : Il poursuit les théories de Eudoxe de Cnide. Il ajoute d'autres cercles pour expliquer d'autres phénomènes visibles (équinoxes...). Au total, il obtiendra un système avec environ 70 sphères. C'est l'un des fondateurs de la trigonométrie, il détermine la distance Terre-Lune, il mesure la révolution de la Lune, explique le phénomène des éclipses, invente l'astrolabe.

Le règne des idées de Ptolémée de +100 jusqu'au 16ième siècle :

CLAUDE PTOLEMEE (vers 90/168) : Dans le modèle de Ptolémée, il y a toujours de grandes sphères qui tournent autour de la Terre, mais les planètes se trouvent sur des cercles mineurs (eux-mêmes situés sur les sphères). Il utilise ce système assez compliqué pour garder le principe général que le Ciel est parfait et donc qu'il n'y a que des cercles comme mouvement céleste (pas d'ellipse ou de trajectoire compliquée). Bien qu'il n'ait aucune base physique, son système est géométriquement très précis. Grâce à lui, on pouvait à l'époque, alors qu'il n'y avait aucune explication physique, prévoir les positions des planètes, du Soleil, de la Lune et faire des éphémérides proche de celles que l'on a actuellement. Son œuvre a été publiée sous le nom de "l'Almageste"

Le schéma de principe du système de Ptolémée est quasiment identique à celui du système d'Eudoxe, sauf pour les planètes où on a la configuration suivante : Elles suivent la trajectoire d'un petit cercle qui lui-même tourne sur la sphère cristalline transparente :

Ptolémée connaît le succès pendant un grand nombre d'années. Sa conception du monde est très connue car elle a dominé pendant un certain temps : jusqu'à la fin du 16ième siècle c'était la seule conception du monde acceptée, suivi d'un déclin très lent. A la fin de la renaissance, sa doctrine commence à s'essouffler : les idées d'Aristarque refont surface.
Les Grecs font à cette époque de très important progrès en géométrie : Ils sont alors capables de prévoir assez précisément la majorité des événements célestes : Position des planètes, éclipses, saisons...
A cette époque aussi l'astrologie se développe d'une manière importante, et elle est encore très liée à l'astronomie.

Après, il s'agit d'une grande partie de l'histoire de l'astronomie que je ne connais pas, mais je me documente, il s'est sans doute passé des événements très importants aussi.
Puis le 16ième siècle voit apparaître des théories complètement nouvelles.

La révolution astronomique au 16ième siècle :

Le cardinal NICOLO CUSANO et l'évêque NICOLAS D'ORESME (16ième siècle) : Ils ont les premiers doutes sérieux sur les conceptions de Ptolémée. Ce sont les premiers à être insatisfait des conceptions géocentriques du monde.

NICOLAS COPERNIC (1473-1543) : Ce Polonais conçoit un nouveau système du monde. Il publie sa conception du monde dans l'ouvrage : "De Revolutionibus Orbium Coelestium" en 1543, l'année de sa mort. Ses idées marquent le déclin des conceptions géocentriques du monde : Le Soleil devient au centre du système planétaire. La Terre apparaît dans son système comme une planète comme les autres qui tourne sur elle-même et qui tourne autour du Soleil. Ce système explique d'une façon très simple les mouvements particuliers des planètes de jour en jour et explique aussi les différences d'éclat importantes que peuvent subir les planètes. Copernic a toujours comme hypothèse de base que les orbites des planètes sont circulaires et coplanaires. Il en déduit les périodes de rotation et les distances par rapport au Soleil. D'un point de vue géométrique, le système de Copernic n'est pas meilleur que celui de Ptolémée, il n'obtient pas de précision plus importante dans les positions des astres, mais d'un point de vue physique, il est meilleur car il élimine la supériorité de la Terre. Grâce à sa théorie, Copernic en déduit aussi que les étoiles sont à des distances très grandes par rapport aux distances entre le Soleil et les planètes

Au début, le système de Copernic n'a pas énormément de succès, mais il modifie tout de même la manière de penser des scientifiques de l'époque. Copernic n'a pas cherché a imposer ses idées en raison de l'influence de l'église à l'époque.

GIORDANO BRUNO (1548-1600) : Contrairement à Copernic, Giordano n'a pas hésité à contredire l'église : il défendait les idées de Copernic et il défendait un Univers infini. L'église le jugea et le condamna au bûcher.

TYCHO BRAHE (1546-1601) : Inspiré par les idées de Copernic, mais refusant que la Terre puisse bouger, Tycho Brahé a pour hypothèse un système un peu plus compliqué : Pour lui, le Soleil tourne autour de la Terre (car c'est ce que l'on croit observer depuis la Terre), mais il accepte que les autres planètes tournent autour du Soleil. Il refuse donc que la Terre ne puisse pas être le centre du monde. Ce Danois fit un travail impressionnant par la masse et la précision de ses observations. Il publie par exemple un catalogue comprenant 777 étoiles.

Les idées de Copernic ne seront confirmées que dans la première partie du 17ième siècle par Kepler et Galilée.

KEPLER (1571-1630) : Cet homme a en quelque sorte une double personnalité car il est un homme très inspiré par la religion et aussi un grand mathématicien. Il accepte quand même à contre cœur les résultats de ces calculs quand ceux-ci sont en contradiction avec la religion. Il est très connu par ses fameuses "lois de Kepler", il confirmera le système de Copernic, en ajoutant que les orbites des planètes sont des orbites elliptiques et non circulaires.

GALILEE (1564-1642) C'est un des premiers physiciens expérimental, il ne base pas ses théories uniquement sur de l'intuition et de la géométrie, mais sur des lois physiques. Il fait en quelque sorte naître l'astrophysique. Grâce aux lois de Kepler, il prouve l'inconsistance de la conception de Ptolémée et la validité du système de Copernic. C'est l'un des premiers a utiliser une longue vue : il en construit d'une qualité nettement supérieure aux longues vues existantes à l'époque. Il peut ainsi observer de nombreuses étoiles, des nébuleuses, la voie lactée, la Lune et bien sûr les planètes. Il déduit de ses observations que la Voie Lactée est constituée d'un grand nombre d'étoiles, que la Lune est recouverte de cratères, et que les planètes n'émettent pas de lumières, qu'elles ne font que réfléchir la lumière du soleil. Il observe aussi les satellites de Jupiter, ce qui prouve que des corps tournent autour d'autre chose que la Terre. Il sera condamner par l'inquisition pour défendre ses idées. Il devra donc les renier publiquement. On lui prête la célèbre phrase : "Et pourtant, elle tourne !"

Ces découvertes sont d'abord niées en expliquant qu'il devait s'agir uniquement d'illusions d'optiques produites par sa longue vue.

Galilée fait un travail exceptionnel : il découvre les phases de Vénus d'abord puis celles d'autre planète, ce qui prouve toutes ses théories. Il observe la variation du diamètre angulaire des planètes. Il observe les tâches solaires et le mouvement de rotation du Soleil. Il étudie Saturne (que l'on connaît maintenant par ses anneaux) lui en déduit qu'il doit s'agir de trois corps proches les uns des autres.

Evolutions récentes de l'astronomie :

CHRISTIAN HUYGUENS (1629-1695) : Il découvre en 1655 les anneaux de Saturne grâce à une petite invention : Il trouve une petite combinaison de lentilles qui élimine l'aberration chromatique. C'est un des premiers astronomes amateurs a pouvoir observer dans de bonnes conditions le ciel profond : Il étudie plus particulièrement la nébuleuse d'Orion.

JEAN-DOMINIQUE CASSINI (1625-1712) :

Astronome français, c'est lui qui fonda l'observatoire de Paris. Il fit un grand nombre d'observations : il étudie l'anneau de Saturne, et découvre 4 de ses satellites. Il fit l'une des cartes de la Lune les plus précises avant l'apparition de la photographie. Il détermine à partir de ses observations les périodes de rotations de Jupiter et de Mars.

ISAAC NEWTON (1642-1727) :

C'est sans aucun doute le physicien le plus connu de la fin du 17ième siècle. On le connaît surtout pour sa fameuse loi de la gravitation, qui explique pourquoi la pomme lui tombe sur la tête, mais aussi pourquoi la Lune tourne autour de la Terre sans jamais lui tomber dessus. Mais Isaac a fait d'autres découvertes et inventions exceptionnelles : Il invente le calcul infinitésimal bien connu des mathématiciens, il fait de nombreux travaux en mécanique et en optique, ce qui lui amène a inventer le télescope qui donne des résultats bien supérieurs aux lunettes astronomiques.

EDMOND HALLEY (1656-1742) :

Qui n'a jamais entendu parler de la comète de Halley ? En effet, cet astronome anglais a principalement étudier les comètes, il identifie les objets parus en 1531 et 1607 et celle qu'il observe lui-même en 1682 et établi qu'il s'agit d'une comète périodique qui revient régulièrement tous les 75 ans. Il réussit donc a en prévoir son retour en 1758 et ensuite... (cette comète a pu être observée dernièrement en 1986). On le connaît aussi pour le premier catalogue des étoiles du ciel austral.

JAMES BRADLEY (1693-1762) :

Cet astronome anglais est peu connu du grand public, car ses découvertes sont un peu compliquées, mais d'une grande importance : Il découvre le phénomène d'aberration de la lumière, de la nutation de l'axe terrestre, ainsi que la formule de la réfraction atmosphérique. Plus simplement il est aussi l'auteur des tables des mouvements des satellites de Jupiter.

CHARLES MESSIER (1730-1817) :

Son principal travail a été d'observer le ciel profond. Malgré la faible qualité des instruments de l'époque, il observe le ciel profond. On ne différencie pas à l'époque les objets du ciel profond : nébuleuses, galaxies, amas de galaxies, amas d'étoiles... Il établit un catalogue d'objets du ciel profond et une numérotation encore utilisée actuellement. (Ce sont les objets que l'on désigne par M suivi du numéro d'ordre dans le catalogue). Les objets de Messier sont des objets connus des astronomes amateurs car la majorité de ces objets sont simplement observables avec une bonne paire de jumelle. Mais ce n'est pas le seul travail qu'il réalisa : il étudie aussi les comètes et en découvre 16.

JOSEPH LOUIS DE LAGRANGE (1736-1813) :

On s'était aperçu à l'époque qu'il y avait de légères variations dans le mouvement des planètes et de la Lune. C'est ces variations qu'étudia Lagrange dans son traité de mécanique analytique. Il étudiera en particulier les perturbations de l'orbite lunaire (les librations).

WILLIAM HERSCHEL (1738-1822) :

On le connaît surtout car il a découvert Uranus en 1781, alors qu'il n'avait commencé que comme astronome amateur (il était à l'origine professeur de musique). Ensuite il continua à se consacrer à l'astronomie : Il découvrit deux satellites d'Uranus et deux satellites de Saturne. Il réussit aussi plus tard à montrer que le système solaire se déplace vers la constellation d'Hercule et a en calculer la vitesse. Il étudia aussi les étoiles doubles, et explique leur mouvement avec les lois de Kepler.

JEAN-BAPTISTE JOSEPH DELAMBRE (1749-1822) : On le connaît pour plusieurs choses : Astronome il publie des tables de Jupiter et Saturne ; Géodésien, il participe pendant quelques années à la campagne destinée a calculer la longueur de l'arc d'un méridien pour définir l'unité le mètre (dix millionièmes du quart du méridien terrestre) ; Mais aussi historien, son livre "histoire de l'astronomie" demeure un ouvrage de référence.

PIERRE SIMON LAPLACE (1749-1827) :

C'est avant tout un grand mathématicien, on le connaît principalement pour ces importants travaux sur les probabilités, mais c'est aussi un homme important pour l'astronomie : il étudia la stabilité mécanique du système solaire et se distingue par son ouvrage : "Exposition du Système monde" ou il émet l'hypothèse que le système solaire serait ici d'une nébuleuse en rotation.

URBAIN LE VERRIER (1811-1877) :

Il étudia le mouvement des planètes et plus particulièrement celui de la planète Uranus : Les perturbations de sa trajectoire lui font soupçonner l'existence d'une autre planète et en calcule la position.

JOHN GALLE (1812-1910) :

Ce ne sera pas Le Verrier qui découvrira la planète Neptune en 1846, mais John Galle qui la découvre à l'endroit prévu par Le Verrier

JOHN COUCH ADAMS (1819-1892) :

Lui aussi envisagea quelques années avant Le Verrier l'existence de la planète Neptune et en calcule lui aussi les paramètres orbitaux, mais l'observatoire de Greenwich n'a pas pris en considération ses travaux. On peut tout de même avant qu'à Le Verrier lui donner le mérite de sa découverte par le calcul.

ASAPH HALL (1829-1907) :

Il étudia principalement les planètes et leurs satellites : il découvre deux satellites de Mars.

EDWAN EMERSON BARNARD (1857-1923) :

Il étudia les comètes et en découvrit une vingtaine, mais il fut le premier a en découvrir une par la photographie. On lui doit aussi la découverte d'un satellite de Jupiter et de nombreuses photographies de la Voie Lactée

ALBERT EINSTEIN (1879-1955) :

Il réalisa un travail énorme en physique théorique, dont sa théorie de la relativité restreinte et de la relativité générale en 1916. Il modifie donc les notions d'espace et de temps ce qui introduit une conception nouvelle de la gravitation.

EDWIN POWELL HUBBLE (1889-1953) : Il étudia les galaxies et leur déplacement : En effet il observa un décalage spectral des galaxies vers le rouge et en déduit grâce à l'effet Doppler le mouvement des galaxies et donc l'expansion de l'univers : toutes les galaxies s'éloignent entre-elles à une vitesse proportionnelle à leur distance.

TOMBAUGH : C'est lui qui a découvert la neuvième planète du système solaire : Pluton en 1930.

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