L'OBSERVATOIRE DE ROUEN Fondé en 1884, l'Observatoire se propose de populariser l'Astronomie et de participer à l'étude scientifique des phénomènes célestes ( site internet: www.astrosurf.com/obsrouen ). L'Observatoire vous propose ici de décrire le gigantesque essor que connut l'Astronomie au dix-septième siècle, siècle de Corneille.

LA GRANDE LUNETTE DE L'OBSERVATOIRE DE ROUEN Ludovic Gully, fondateur de l'Observatoire, et la lunette de 160 mm de diamètre (1895). Grâce à cette lunette en particulier, le public peut observer le ciel à l'Observatoire

L'ASTRONOMIE AU TEMPS DE CORNEILLE (1606-1684) Les systèmes concurrents d'explication du monde à la naissance de Corneille: Ptolémée et Copernic. Les lois de Kepler. Galilée et les premières observations à la lunette. Newton et la fondation de la mécanique céleste. La fin du dix-septième siècle et le triomphe de la mécanique céleste: Halley et Roemer

PTOLEMEE ET COPERNIC Comment expliquer les trajectoires erratiques des planètes sur la voûte céleste ? Ici la trajectoire de Mars

LE SYSTEME DE PTOLEMEE (140 ap. J.C.) Epicycles et déférents: le déférent a pour centre la Terre et l'épicycle est centré sur le déférent.

LE SYSTEME DE PTOLEMEE L' équant est le point symétrique de la Terre par rapport au centre du déférent: le mouvement angulaire de la planète est uniforme par rapport à l'équant.

LES TRAJECTOIRES PLANETAIRES SELON PTOLEMEE Trajectoires des sept corps célestes visibles à l'oeil nu. Pour Mercure et Vénus, le centre de l'épicycle est aligné avec la Terre et le Soleil. Pour les autres planètes l'épicycle est balayé en un an.

LE SYSTEME DE COPERNIC Nicolas Copernic (1473-1543) Ses précurseurs grecs sont Héraclide de Pont au quatrième siècle avant J.C. et Aristarque au troisième siècle avant J.C.

LE SYSTEME D'HERACLIDE La Terre est au centre du monde, mais Mercure et Vénus tournent autour du Soleil.

LE SYSTEME D'ARISTARQUE Le Soleil est au centre du système et toutes les planètes tournent autour de lui.

LE SYSTEME DE COPERNIC Les trajectoires des planètes selon Copernic: les mouvements des planètes sont circulaires et uniformes, la sphère des fixes est immobile.

LE SYSTEME DE COPERNIC Explication des rétrogradations de Mars dans le système de Copernic.

LE SYSTEME DE COPERNIC Giordano Bruno meurt sur le bûcher en 1600 pour avoir, entre autres, défendu « l'hypothèse » de Copernic.

LES LOIS DE KEPLER Tycho Brahé (1546-1601) observe très précisément les positions de la planète Mars depuis son observatoire d'Uraniborg au Danemark.

LE SYSTEME DE TYCHO BRAHE La Lune et le Soleil tournent autour de la Terre, mais les cinq planètes tournent autour du Soleil.

LES LOIS DE KEPLER Johannes Kepler (1571-1630) hérite en 1601 des observations de son maître Tycho Brahé et énonce ses trois lois.

PREMIERE LOI DE KEPLER ( 1609 ) Les planètes décrivent des ellipses dont le Soleil est un des foyers.

DEUXIEME LOI DE KEPLER ( 1609 ) Les aires balayées par les rayons vecteurs Soleil-planète sont proportionnelles au temps mis pour les parcourir.

TROISIEME LOI DE KEPLER ( 1618 ) Les carrés des temps des révolutions planétaires sont proportionnels aux cubes des demi-grands axes des orbites. K dépend de la masse du Soleil.

GALILEE ET LES PREMIERES OBSERVATIONS A LA LUNETTE Galilée fait construire sa première lunette en juillet 1609: son diamètre était environ 3cm et elle grossissait 30 fois.

LE PRINCIPE DE LA LUNETTE DE GALILEE L'objectif est une lentille convergente et l'oculaire une lentille divergente.

LES LUNETTES ASTRONOMIQUES AU DIX-SEPTIEME SIECLE Les lunettes sont démesurément longues pour combattre l'aberration chromatique: Huygens utilisait une lunette de 37 mètres de longueur.

IL DECOUVRE : LES CRATERES LUNAIRES Cratère Clavius (230 km): c'est le plus grand cratère d'impact de la lune, formé au moment de la chute d'une météorite.

LES MONTAGNES LUNAIRES Les monts Caucase sont composés de massifs montagneux entrecoupés de vallées. Les pics les plus hauts culminent à 3650 mètres.

LES TACHES SOLAIRES Les taches solaires sont des zones plus froides de la photosphère.

LES SURFACES PLANETAIRES Toujours très proche du Soleil, Mercure est une planète difficile à observer.

LES SURFACES PLANETAIRES L'observation d'un cycle complet des phases de Vénus constitue une preuve de la révolution des planètes autour du Soleil.

LES SURFACES PLANETAIRES Animation d'une rotation de Mars. Mars tourne sur elle-même en 24h 37 min.

LES SURFACES PLANETAIRES Rotation de Jupiter et passage de son satellite Io. On distingue la grande tache rouge. Jupiter tourne sur elle-même en un peu moins de 10 heures.

LES SURFACES PLANETAIRES Demi-rotation de Jupiter et passage des satellites galiléens Io et Europe ainsi que de la grande tache rouge

LES SURFACES PLANETAIRES Rotation de Saturne qui tourne sur elle-même en 10h 30 min. L'anneau mesure 300000 km de diamètre.

LES SURFACES PLANETAIRES C'est Huygens (1629-1695) qui interprète correctement les anneaux de Saturne en 1654.

LES NEBULEUSES ET LES AMAS D'ETOILES La nébuleuse gazeuse Messier 42 dans Orion, grand nuage d'hydrogène. Elle fut découverte par Peiresc en 1611.

LES NEBULEUSES ET LES AMAS D'ETOILES L'amas ouvert des Pléïades dans la constellation du Taureau.

LES NEBULEUSES ET LES AMAS D'ETOILES L'amas globulaire Messier 13 dans la constellation d'Hercule.

LES NEBULEUSES ET LES AMAS D'ETOILES Le coeur de la galaxie d'Andromède, la plus proche de nous, située à plus de deux millions et demi d'années-lumière.

LES ETOILES VARIABLES David Fabricius découvre en 1596 la première étoile variable: Mira Ceti.

LES ETOILES VARIABLES Courbe de lumière de Mira.

L'OBSERVATION DES ETOILES DOUBLES Riccioli observe pour la première fois une étoile double en 1650.

LES DEBATS D'IDEES La théorie des tourbillons de Descartes ( 1596-1650 ) parue en 1644 eut un certain succès auprès du public. Fontenelle l'expose dans son « Entretiens sur la pluralité des mondes » ( 1686 )

NEWTON ET LA FONDATION DE LA MECANIQUE CELESTE. Isaac Newton (1642-1727) invente le télescope et fonde la mécanique céleste.

LE TELESCOPE DE NEWTON Il fut présenté à la Royal Society en 1672. Son diamètre était 15 cm.

LE TELESCOPE DE NEWTON Principe optique du télescope de Newton: miroir primaire parabolique et miroir secondaire plan.

LA FONDATION DE LA MECANIQUE CELESTE Newton rédige ses « Principes mathématiques de la philosophie naturelle » à partir de 1683. L'ouvrage paraît en 1687.

LES TROIS PRINCIPES ELEMENTAIRES DE LA MECANIQUE Tout corps non soumis à une force extérieure est au repos ou en mouvement rectiligne uniforme. Le changement de mouvement d'un corps est proportionnel à la force extérieure, inversement proportionnel à la masse du corps et a lieu dans la direction de la force. A toute action s'oppose une réaction égale et de sens contraire.

LA LOI DE LA GRAVITATION UNIVERSELLE. Grâce aux lois empiriques de Kepler et aux principes élémentaires de la mécanique, Newton déduit sa loi de la gravitation universelle: « Deux corps quelconques s'attirent en raison directe de leurs masses et en raison inverse du carré de la distance de leurs centres de gravité »

LA FIN DU DIX-SEPTIEME SIECLE ET LE TRIOMPHE DE LA MECANIQUE CELESTE En 1674, le danois Römer prouve que la vitesse de la lumière est finie en observant les occultations des satellites de Jupiter.

L'EXPERIENCE DE RÖMER L'émersion de Io présente un certain retard car la lumière a du parcourir la distance supplémentaire LK. Römer trouve une vitesse de la lumière de 220000 km par seconde.

LA DETERMINATION DE LA PARALLAXE SOLAIRE ET DE L'UNITE ASTRONOMIQUE La parallaxe du Soleil est l'angle sous lequel on voit, du Soleil, le rayon du globe terrestre. Sa connaissance permet de déterminer la distance Terre-Soleil (u.a)

LA DETERMINATION DE LA PARALLAXE SOLAIRE ET DE L'UNITE ASTRONOMIQUE En 1672, Jean-Dominique Cassini et Jean Richer trouvent une parallaxe solaire de 9,5'' en observant l'opposition de Mars depuis Paris et Cayenne.

DETERMINATION DE LA PARALLAXE DU SOLEIL: METHODE DE HALLEY En 1677, Halley propose la méthode suivante: deux observateurs étudient le passage de Vénus devant le Soleil depuis A et B. La détermination de l'écart angulaire des cordes A' et B' permet de conclure.

TRANSIT DE VENUS Passage de Vénus devant le Soleil le 8 juin 2004.

LES COMETES Tycho Brahé observe la grande comète de 1577 de différents points de la Terre, et démontre qu'elle est plus éloignée que la Lune.

LE RETOUR DE LA COMETE DE HALLEY Edmund Halley (1656-1742) comprend en 1687 que les comètes de 1531, 1607 et 1682 correspondent au même objet.

LE RETOUR DE LA COMETE DE HALLEY Appliquant les lois de Newton, Halley prédit le retour de cette comète pour 1759: elle sera retrouvée le 25 décembre 1758. La mécanique céleste triomphe.

L'ORBITE DE LA COMETE DE HALLEY C'est une ellipse très allongée: sa période est en moyenne de 76 ans.