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De lantiquité à PTOLÉMÉE Évolution des idées en Astronomie (partie 1)

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2 De lantiquité à PTOLÉMÉE Évolution des idées en Astronomie (partie 1)

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4 En dautres termes pourquoi et comment est-on passé du système géocentrique où la Terre occupait une position centrale privilégiée, place satisfaisant aux idées de lÉglise, au système héliocentrique, où le Soleil devient centre de notre Univers, reléguant la Terre au rang de simple planète. En effet pour lobservateur terrestre, cest bien le Soleil qui se lève à lest et se couche à louest, cest donc le Soleil qui semble se déplacer dans le ciel et non la Terre qui est en mouvement ….tout nest que relativité ….. Mais si pour chaque position du Soleil, on regarde, depuis le Soleil, la position occupée par la Terre, voici ce qui est obtenu Alors qui tourne autour de qui ? Le droit à lerreur était donc permis ….

5 ANTIQUITE XVI – XVII ème siècles Naissance J-C Aristote Tycho Brahé Kepler Galilée Newton EudoxeAristarquePtolémée Copernic Dans les temps les plus reculés, En Égypte et en Mésopotamie, la Terre était considérée comme plate. Les astres étaient considérés comme des dieux et la mythologie permettait de rassurer lhomme en fournissant une explication à tous les phénomènes observables. Cependant lintérêt pour les phénomènes tels que la succession des jours et des nuits, celle des saisons ont été à lorigine de mesures et observations très précises. On doit en particulier aux Babyloniens la liste des constellations du zodiaque Au tout début ….

6 ANTIQUITE XVI – XVII ème siècles Naissance J-C Aristote Tycho Brahé Kepler Galilée Newton EudoxeAristarquePtolémée Copernic Cest avec les Grecs que lastronomie ou plutôt la cosmologie commença réellement à prendre son essor. Bien que croyant encore en une Terre plate, Thalès ( av JC) se la représentait comme posée sur locéan, les astres étant fixes sur des sphères en révolution, la sphère des fixes portant les étoiles. Ils découvrirent que le Soleil éclairait la Terre et la Lune. Cest ainsi quils expliquèrent les éclipses de Lune par le passage de celle-ci dans lombre de la Terre. Lidée dune Terre sphérique prenait peu à peu naissance, mais contrairement à toute supposition, ce nest pas sur lobservation que se fondait lidée mais strictement sur des considérations dharmonie. En effet toutes les formes et mouvements célestes se devaient dêtre parfaits donc soit sphériques soit circulaires ….. Les Grecs et lastronomie … naissance dune Terre sphérique

7 ANTIQUITE XVI – XVII ème siècles Naissance J-C Aristote Tycho Brahé Kepler Galilée Newton EudoxeAristarquePtolémée Copernic

8 ANTIQUITE XVI – XVII ème siècles Naissance J-C Aristote Tycho Brahé Kepler Galilée Newton EudoxeAristarquePtolémée Copernic Avec Platon ( av JC), disciple de Socrate, commence à se poser le problème sous forme réfléchie, soit à chercher une explication aux mouvements apparents des astres. Platon reprend le problème des pythagoriciens en ajoutant une contrainte : la Terre se trouve au centre de tous les mouvements circulaires. « quels sont [alors] les mouvements circulaires et uniformes centrés sur la Terre, qui peuvent sauver les apparences des mouvements des corps célestes ? » en dautres termes,comment expliquer ce que lon voit. Eudoxe de Cnide ( av JC) apporte une première avancée en proposant la théorie des sphères homocentriques. Sphères emboîtées les une dans les autres avec au centre la Terre FIXE. Pour respecter le mouvement apparent des astres errants, en opposition avec les étoiles fixes, il envisagea plusieurs sphères par planète (3 pour la Lune et le Soleil, 4 pour les 5 autres planètes). Platon puis Eudoxe de Cnide et les sphères homocentriques

9 ANTIQUITE XVI – XVII ème siècles Naissance J-C Aristote Tycho Brahé Kepler Galilée Newton EudoxeAristarquePtolémée Copernic Les axes de rotation combinés donnaient à la planète un mouvement complexe fidèle aux observations. Le système compliqué permettait dexpliquer la rétrogradation de Mars mais pas les changements de sa luminosité. Premier mouvement Mouvement combiné Comprendre le système dEudoxe La planète est enchâssée dans une sphère, centrée sur la Terre, sphère en mouvement de rotation autour dun de ses diamètres. Les extrémités de ce diamètre sont à leur tour fixées sur une seconde sphère toujours centrée sur la Terre, sphère elle- même en rotation autour dun diamètre …

10 ANTIQUITE XVI – XVII ème siècles Naissance J-C Aristote Tycho Brahé Kepler Galilée Newton EudoxeAristarquePtolémée Copernic

11 ANTIQUITE XVI – XVII ème siècles Naissance J-C Aristote Tycho Brahé Kepler Galilée Newton EudoxeAristarquePtolémée Copernic Lapport dAristote La Terre est sphérique. Aristote est le premier à avoir avancé des arguments convaincants sur la rotondité de la Terre : La forme des éclipses de Lune montre que lombre projetée de la Terre est circulaire Lorsquun bateau séloigne à lhorizon, sa coque disparaît avant son mat Lors dun déplacement en latitude la hauteur des étoiles dans le ciel est changeante et ne peut sexpliquer que par la courbure de la Terre La théorie des sphères compensatrices. Les sphères compensatrices sont dans la droite ligne de lamélioration du système dEudoxe puis de Callippe. Le rôle de ces sphères (dont le nombre par planète est doublé, à une unité près, par rapport au nombre existant dans le système de Callippe, et sélève au total désormais à 55) a pour effet de supprimer linfluence des systèmes de sphère entre eux. De cette façon, Aristote arrivait à se dégager des interactions physiques obligatoires liées aux interactions entre les systèmes de sphère.

12 ANTIQUITE XVI – XVII ème siècles Naissance J-C Aristote Tycho Brahé Kepler Galilée Newton EudoxeAristarquePtolémée Copernic Cest un monde clos, fini et hiérarchisé limité par « la sphère des fixes » : sphère céleste transparente qui supporte les étoiles et dont la rotation permet dexpliquer le mouvement des étoiles et les constellations. La Terre se trouve au centre, fixe et immobile Lorbite lunaire délimite le monde : Supralunaire : incorruptible (créé par Dieu selon un ordre parfait et immuable) Sublunaire : corruptible car lié au changement ( naissance, vie et mort des êtres vivants ) Le monde selon Aristote

13 ANTIQUITE XVI – XVII ème siècles Naissance J-C Aristote Tycho Brahé Kepler Galilée Newton EudoxeAristarquePtolémée Copernic

14 ANTIQUITE XVI – XVII ème siècles Naissance J-C Aristote Tycho Brahé Kepler Galilée Newton EudoxeAristarquePtolémée Copernic Les travaux dAristarque sont avant tout dordre de la mesure. Il détermine la durée nécessaire pour que la Lune parcourt une distance de lordre de son diamètre : soit 1 heure. Il remarque que la durée dune éclipse de Lune est environ de 3 heures, durée nécessaire pour sortir du « cylindre » dombre de la Terre. Il en déduit que le diamètre de la Terre devait être approximativement 3 fois celui de la Lune ( actuellement R T = 6380 km et R L = 1737 km ) En mesurant langle sous lequel il voit la Lune depuis la Terre, il obtient avec une imprécision non négligeable la valeur de la distance Terre-Lune. La distance Terre-Soleil, est déterminée pour des situations dobservation de la Lune présentant 1 quartier. Il arrive alors à trouver que la distance T-S est 19 fois T-L, valeur très largement erronée. Le diamètre apparent de la Lune étant approximativement identique à celui du Soleil il ny avait quun pas à franchir pour déduire que le diamètre du Soleil devait être alors 19 fois celui de la Lune. Mais comment un corps plus gros pouvait-t-il tourner autour dun plus petit ??? Lhéliocentrisme était né ….mais sans succès Aristarque de Samos ( av J-C) : une avancée prémonitoire mais éphémère

15 ANTIQUITE XVI – XVII ème siècles Naissance J-C Aristote Tycho Brahé Kepler Galilée Newton EudoxeAristarquePtolémée Copernic Ptolémée ( ) réfute lavancée dAristarque et conserve le système géocentrique dAristote. Il cherche à expliquer avec encore plus de précision les observations faites relativement aux astres errants, en particulier la rétrogradation de Mars La Terre reste au centre du système solaire ; le système des sphères compensatrices est abandonné. Les planètes sont fixées sur des sphères cristallines emboîtées La Lune et le Soleil tournent autour de la Terre, le mouvement des autres planètes est plus complexe. Ptolémée reprendra dans un premier temps les travaux dHIPPARQUE DAristote à Ptolémée

16 ANTIQUITE XVI – XVII ème siècles Naissance J-C Aristote Tycho Brahé Kepler Galilée Newton EudoxeAristarquePtolémée Copernic En conservant le mouvement uniforme cher à Aristote on obtient un mouvement combiné qui rend compte de façon prévisible et presque parfaite des observations réalisées Les planètes ne sont plus fixes sur des sphères mais placées sur des petits cercles dits « épicycle » qui tournent sur eux mêmes dun mouvement uniforme. cercles étant eux-mêmes portés par un cercle « déférent » centré sur la Terre. Le cercle déférent de chaque planète tourne autour de la Terre dun mouvement lui-même uniforme Le système des épicycles Voir animation épicycles épicycles.xls

17 ANTIQUITE XVI – XVII ème siècles Naissance J-C Aristote Tycho Brahé Kepler Galilée Newton EudoxeAristarquePtolémée Copernic Les trajectoires sont davantage fidèles à lobservation et obtenues mathématiquement DEFERENT EPICYCLE et sa planète POINT EQUANT PTOLEMEE : amélioration des travaux dHipparque

18 Fin de la première partie La seconde partie vous conduira de COPERNIC à NEWTON


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