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De quelques découvertes astronomiques des savants grecs

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Publié le : mercredi 17 août 2005, par 





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DE QUELQUES DÉCOUVERTES ASTRONOMIQUES DES SAVANTS GRECS DE l'ANTIQUITÉ

La science grecque s'inscrit dans le prolongement des travaux égyptiens et babyloniens qui accordaient une place prépondérante à l'influence des astres sur le destin de l'homme et de la Terre. Les grecs furent les premiers à supposer que la Terre n'était pas plate mais devait avoir la forme d'un globe. Quant à l 'origine de la sphéricité terrestre, le mystère reste entier. Les présocratiques (Thalès, Héraclite...), les atomistes (Démocrite, Leucippe...) les stoïques (Epicure, Lucrèce...), et bien d'autres encore...étaient convaincus que notre Monde fini baignait dans un milieu infini(équivalant à notre espace actuel) ! De même furent-ils les premiers à émettre l'hypothèse de l'existence d'autres terres célestes... habitées par des êtres intelligents. Avec plus de 2000 ans d' avance, les grecs furent les précurseurs des partisans de S.E.T.I. (search for extraterrestrial intelligence, créé dans les années 1960). L'argument demeure inchangé : comment peut-on concevoir qu'il existe un seul monde habité dans un si vaste univers ?
Cependant, la Cité grecque connut des procès d'impiété (Anaxagore de Clazomène), brûla des livres hérétiques sur la place publique, condamna au suicide de grands philosophes (Socrate en est un illustre exemple), se rétracta derrière l'idée d'un Monde clos, fini et sans espace infini (Aristote, Ptolémée)...

Thalès de Milet (624-547 environ av. J.-C.) : est l'un des premiers à soulever la question de la cause première du Monde. Il ne s'agit plus d'expliquer le Monde par le mythos (comme le faisait Homère) mais par le logos, c'est-à-dire le raisonnement. Il s'agit là d'une première tentative d' explication rationnelle et unificatrice du Monde. Selon lui, la cause première se rapporte à l'eau, pourvue des propriétés telles que la vaporisation, la solidification... La Terre, encore perçue comme un disque, est soutenue par l'eau ; les émanation humides s'enflammeraient là-haut... dans le ciel... provoquant alors la formation des étoiles. En 585, il prédit une éclipse en s'inspirant probablement des méthodes babyloniennes.

Anaximandre de Milet (610-547 av. J.-C.) : place la cause première dans l'infini-indéfini, substance éternelle et unique : l'apeiron . La Terre flotte dans l'espace et les astres sont des trouées à travers lesquelles le feu éternel est perceptible. "La Terre est un cylindre dont la hauteur est le tiers de sa largeur."

Anaximène (550-480 av. J.-C.) : l'air est la cause première du Monde. La Terre est un disque plat, soutenue et retenue par l'air qui est lui-même soumis à des transformations physiques. "Devenant plus subtil, il devient feu, puis nuage et plus loin encore eau, puis terre, puis pierres et les autres créatures procèdent de celles-ci."

Héraclite d'Ephèse (540-480 av. J.-C.) : "Aucune rivière n'est la même deux fois de suite", suggérant l'idée du changement. Le Soleil, masse brûlante, s'allume au lever et s'éteint au coucher. Le principe premier du monde est un feu qui produit les trois éléments suivants : l'air, l'eau, la terre

Pythagore - 9.3 ko
Pythagore
Pythagore (VIe siècle av.J.-C.) : en -550, il conclut à l'identité de l'étoile du matin et du soir qu'est Vénus. S'il reste connu pour son fameux théorème, il n'en est pourtant pas l'inventeur puisque ce théorème était déjà connu 1000 ans plutôt. L' invention, qui le fit passer à la postérité, fut sa découverte de la gamme musicale alors qu'il jouait d'un instrument de musique, le monocorde. De là découvrit-il le nombre d'or qui allait devenir l'ultime symbole de sa conception de l'Univers : le pentacle, c'est-à-dire l'étoile. En effet Pythagore établissait un lien profond et mystique entre les figures et les nombres, la forme d'un nombre renfermant toujours un sens caché... La cause première du Monde est évidemment le nombre. Son système repose sur une Terre sphérique qui est le centre de l'Univers... le Soleil, la Lune, les cinq planètes connues (Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne) et les étoiles possèdent leurs sphères propres qui leur permettent
de se mouvoir autour de la Terre. Les planètes réunies créent alors une harmonie des sphères
Le monocorde - 16 ko
Le monocorde
et les cieux deviennent un sublime orchestre mathématique. Voilà pourquoi il déclara que "Tout est nombre" dans ce Monde basé sur les nombres rationnels et gouverné par un Dieu géomètre et musicien. Il aurait affirmé la rotondité terrestre pour la raison que le cercle est une figure parfaite. Cette idée sera reprise par Platon :"Comme figure (Dieu) donna (au monde) celle qui lui convenait et qui lui était apparentée (...) Aussi c'est la figure d'une sphère(...)"(Le Timée). Pythagore proposa cette figure non sur une observation scientifique mais sur des considérations mystiques . Copernic ne fonda-t-il pas son système héliocentrique sur une croyance mystique ? L'histoire aime à le présenter comme le génial inventeur du système héliocentrique. Or la paternité de cette découverte revient pourtant à Aristarque de Samos (comme nous le verrons plus loin). Copernic n'a-t-il pas affirmé de son vivant avoir eu connaissance de ses travaux ? Son système reposait sur une mystique astrale qui plaçait Dieu au centre du monde. Et si Dieu est au centre du monde : comment se pourrait-il qu'il daignât tourner autour de la Terre ? De là put-il bâtir son système sur une logique rigoureusement scientifique.

Le monde selon Copernic - 32.2 ko
Le monde selon Copernic
En témoigne ce passage extrait DE REVOLUTIONIBUS : "Et au milieu de tous repose le Soleil. En effet, dans ce temple splendide, qui donc poserait ce luminaire en un lieu autre, ou meilleur que celui d'où il peut éclairer tout à la fois ? Or, en vérité, ce n'est pas improprement que certains l'ont appelé prunelle du monde, d'autres Esprit (du monde), d'autres enfin son Recteur, Trismegiste l'appelle Dieu visible. L'Electra de Sophocle, l'omnivoyant. C'est ainsi en effet que le Soleil, comme reposant sur le trône royal, gouverne la famille des astres qui l'entoure. Or la Terre ne sera nullement privée des services de la lune ; au contraire, ainsi que le dit Aristote dans De animalibus, la Terre et la lune possédaient la plus grande parenté. Cependant la Terre conçoit du soleil et devient grosse en engendrant tous les ans." Pythagore ne laissa aucun écrit à la postérité car il refusait de communiquer au monde extérieur toutes ses découvertes ainsi que celles de ses disciples. Diverses légendes courent sur sa mort. Il en est une qui mérite d'être mentionnée : fervent adepte de la métempsycose, c'est-à-dire la transmigration des âmes, il se refusa à toute consommation de viande. Végétarien, il ne put jamais se résoudre à inclure dans son alimentation un légume tabou : le haricot qui provoquait des flatulences en plus d'évoquer les appareils génitaux. Lorsque sa prestigieuse école, fleuron de la science grecque, fut mise à feu, la plupart des pythagoriciens furent brûlés ou tués. Pythagore aurait pris la fuite, ignorant qu'au bout de sa fuite... l'attendrait un champ de haricots. Pris de panique et d'horreur, il aurait crié à son ennemi qu'il préférerait avoir la tête tranchée plutôt que d'avoir à traverser ce champ : son ennemi ne se serait pas fait prier et aurait exécuté avec satisfaction la demande de ce Maître qui l'aurait autrefois... recalé à son examen d'oral. Une autre légende veut qu'il ait trouvé refuge dans un temple, après la mise à feu de son école et y serait mort de faim...

Anaxagore de Clazomène (500-428 av. J.-C.) : au début était un tourbillon initial qui désagrégea la matière primitive et créa les différences entre les objets observés. Ce tourbillon entraîne le mouvement diurne des astres. Anaxagore discernera le principe ordonnateur : l'intelligence. Il inclut dans ce tourbillon un élément nouveau : l 'éther capable d'entraîner les corps célestes. Le Soleil est une pierre incandescente, voire une météorite géante tombée du ciel, plus grande que le Péloponnèse. Il en est de même pour toutes les étoiles mais leur chaleur reste imperceptible à cause de leur distance. Les éclipses lunaires observées se produisent lorsque la Terre se trouve entre le Soleil et la Lune, les éclipses solaires lorsque la Lune se trouve entre le Soleil et la Terre... La forme arrondie de l'ombre terrestre projetée sur la Lune suggère que la Terre est ronde ( sans supposer qu'elle pourrait être sphérique). Il aurait été le premier savant de l'histoire à avoir été accusé d'impiété, condamné au bannissement pour avoir déclaré : "Au début du Monde était une soupe cosmique illimitée, compacte et immobile. Le ciel contient un nombre infini de graines. Il est constitué des mêmes substances que la terre, et il n'est pas gouverné par des dieux."

Philolaos (entre 500 et 400 av. J.-C.) : inspiré par la numéralogie pythagoricienne, il soutient que la Terre est sphérique et tourne autour d'un feu en un jour. Le Soleil, la Lune, les planètes se déplacent autour de ce feu et les étoiles se meuvent à l'intérieur d'une sphère stationnaire. Il nous est impossible d'observer ce feu car entre lui et nous est interposé en permanence un corps sombre : l'anti -Terre. Ce corps supplémentaire était destiné à obtenir l'un des nombres magiques de l'Univers : le dix (somme de 1,2,3,4). Cette vision ne remporta pas l'adhésion de ses contemporains puisque l'idée que la Terre fût mobile allait à l'encontre du bon sens.

Empédocle (494-434 av. J.-C.) : donne la solution définitive au problème de la diversité apparente du monde. A la base de tout se trouvent quatre qualités élémentaires indivisibles : eau, feu, air et la terre, l'ensemble étant animé par l'Amour (Eros) et la Haine (Polemos). Nous lui devons cette célèbre formule : " le centre est partout, la circonférence nulle part." Selon la légende, il se serait jeté dans l'Etna en laissant ses sandales sur le bord du cratère.

Eudoxe de Cnide (406-355 av. J.-C.) : est l'inventeur du cadran solaire horizontal. Il régit l'Univers en 27 sphères  : une pour 1'ensemble des étoiles, trois pour la Lune, trois pour le Soleil et quatre pour chacune des planètes. Il s'agit d'une conception purement mathématique. Ces sphères n'ont aucune existence réelle.Aristote s'emparera de ce système en lui conférant une existence matérielle.

Démocrite - 11.1 ko
Démocrite
Démocrite (460-370 av. J.-C.) : sa vision atomiste de l'Univers suppose qu'il soit infiniment grand, rempli de particules indivisibles et éternelles en constante agitation, se heurtant incessamment les unes aux autres, formant les agrégats qui constituent les astres observés. Le vide est nécessaire au mouvement de ces particules. La Terre n'est ni unique ni stationnaire ni au centre de notre Univers... une pluralité de mondes semblables au nôtre était plausible.

Héraclide du Pont (388-315 av. J.-C.) : son système semi-héliocentrique est composé de deux planètes, Mercure et Vénus, qui tournent autour du Soleil ; cet ensemble tourne toujours autour de la Terre ainsi que la Lune, Mars, Jupiter et Saturne. Il est le premier à expliquer le mouvement apparent de la sphère des fixes par la rotation de la Terre sur elle-même en vingt-quatre heures. Si ses idées furent rejetées par ses contemporains, elles furent reprises au XVIe siècle par Tycho Brahé puis par les jésuites au XVIIe siècle dans leur combat contre Galilée.

Aristarque de Samos (310-230 av. J.-C.) est le premier à avoir affirmer la rotation de la Terre sur elle-même et autour du Soleil. Accusé d'impiété, cela ne l'empêcha pas d'ajouter que cette rotation était aussi valable pour les planètes, que le Soleil était plus grand que la Terre... Sans le savoir, il venait de mettre à jour le système héliocentrique qui fut injustement attribué à Copernic. En effet, il serait plus juste de dire : " Copernic est l'Aristarque moderne " et non "Aristarque est le Copernic de L'Antiquité".

Erastothène (284-192av.J.-C.) :en 240 il calcule la circonférence de la terre : 40000 km. De plus, nous lui devons le premier calcul :
-  de la distance Terre-Lune qu'il équivalait à 80 rayons terrestres. La distance réelle est de 60 rayons terrestres.
-  du diamètre terrestre qu'il équivalait à 1/3 du rayon terrestre. Le diamètre réel est de 1/4 du rayon terrestre.
-  de la distance Terre-Soleil : 19 fois la distance Terre-Lune soit 764 diamètre terrestres. La distance réelle est 12000 diamètres terrestres.

Aristote - 7.6 ko
Aristote
Aristote (384-322 av. J.-C.) : l'Univers a toujours existé et est fini. Le vide est radicalement exclu de son système car il limiterait le pouvoir du Créateur. En outre, si le vide existait, un corps qui serait poussé ne rencontrerait aucun obstacle et acquerrait une vitesse infinie : cela étant ridicule, le vide n'existe donc pas. Il mit fin au débat sur l'infinité en décidant qu'il s'agissait là d'une invention superflue de l'esprit. Et quand bien -même il serait possible de diviser un segment en une infinité de points, cela relèverait de la pure théorie puisque irréalisable sur un plan pratique. Sa physique ne pouvait s'appliquer qu'au monde sublunaire, là où vivaient les hommes. Le reste était voué à la perfection et à l'inaltérabilité des lois diurnes et ne pouvait être accessible que par le raisonnement. Il reprit les vingt-sept sphères d'Eudoxe de Cnide, celle des étoiles suffisant à animer tout l'Univers. Il ajouta un cinquième élément : l'éther dont seraient composés les astres. Le prix à payer fut terrifiant : les sphères, jusqu'alors mathématiques, devenaient réelles et nécessaires. Enfin si la terre tournait, un objet lancé verticalement vers le haut ne devrait pas retomber au même point, mais en retrait... puisque entre temps... notre planète se serait déplacée. Son système consistait donc à placer la Terre au centre du monde car la Terre etait lourde, contrairement aux autres astres. Le Soleil, la Lune et les planètes se déplaçaient autour de la Terre dans des orbes cristallins. La dernière sphère était un globe bleu nuit qui contenait des points minuscules et immuables : les étoiles. Au-delà, il n'y avait plus rien.... La cause ultime de ce mouvement parfait était le Créateur. De là nous vient l'expression : " la nature a horreur du vide" (horror vacui).... Si Galilée démontra que la nature n'avait pas horreur du vide, le vingtième siècle démontrera que le vide absolu demeure impossible à obtenir. Quant à Aristote, il restera assurément le plus grand détracteur du vide de toute l'histoire de la science. Le vingtième siècle lui donnera définitivement tort Cependant, il convient de lui accorder le mérite d'avoir su aborder, dans sa Physique, la question problématique de l'infini en termes modernes. Il posa donc deux infinis : l'infini en acte (qui peut être réalisé dans la nature) et l'infini en puissance (qui correspond à une hypothèse nécessaire à l'esprit dans la résolution de certains problèmes sans qu'il soit possible de le faire correspondre à une réalité physique).
-  l'infiniment grand, qui relève de l'infini en acte, est éliminé puisque l'Univers est fini.
-  l'infiniment petit est un infini en puissance, susceptible de résoudre certaines questions d'ordre mathématique Prenons une grandeur quelconque dans un infini en puissance. Trois cas de figure se présentent :
-  l'addition et la multiplication conduisent à des nombres toujours plus grands. Deux mille ans plus tard, cette idée sera reprise dans la construction des infinis cardinaux : la théorie des infinis mathématiques.
-  la matière divisible à l'infini aboutira à la naissance de la théorie des infinitésimaux : théorie qui se révélera déterminante dans la physique moderne.
-  si les deux points précédents sont réunis, il en découle que le temps n'a ni commencement ni fin.

Archimede - 8.1 ko
Archimede
Archimède (287-212 av. J.-C.) : son oeuvre scientifique est considérable. On lui doit la découverte du principe qui porte son nom : Tout corps plongé dans un fluide subit une poussée verticale, dirigé de bas en haut, égale au poids du fluide déplacé. Il se serait alors écrié dans son bain "eurêka !" (j'ai trouvé !). Il s'oppose à la conception infinie de Aristote. Il préviligie l'infini géométrique en acte et non en puissance. Dans son Arénaire, il exploite de nouvelles méthodes mathématiques : ainsi parviendra-t-il à la valeur de 10 puissance 800 000 000 qu'il démontre comme étant supérieur au "nombre de grains de sable nécessaires pour remplir la sphère des étoiles." Redoutable inventeur de machines à guerre, savant génial, il aurait trouvé la mort en refusant de fuir sa ville, Syracuse, avant d'avoir terminé un travail de géométrie qu'il avait commencé. Un soldat romain passa par là, le décapita... ce qui fit dire aux scientifiques occidentaux du 19e siècle que le seul apport des romains en science était : la tête d'Archimède !

Hipparque (162-126 av. J.-C.) : le Soleil tourne autour d'un point qui n'est pas le centre de la Terre. Il inventa la trigonométrie. Il aurait inventé l'astrolabe. I1 est le premier :
-  à calculer, avec une précision presque parfaite, la longueur de l'année : 365 jours 5 heures 55 minutes et 12 secondes ( en fait 365 jours 5 heures 48 minutes et 46 secondes)
-  à distinguer l'année tropique de l'année sidérale
-  à découvrir les précessions des équinoxes
-  à dresser une carte du ciel composée de 800 étoiles
-  à calculer la distance Terre-Lune : 380000 km
Malheureusement ses manuscrits disparurent. Seuls des témoignages de ses travaux nous sont parvenus.

Le système de Ptolémée - 38.6 ko
Le système de Ptolémée

Polémée Claude
(IIe siècle ap. J.-C.) : son livre Syntaxe mathématique, plus connu sous le titre Almageste, perfectionnera le système géocentrique de ses prédecesseurs (Pythagore et Aristote). Les arabes le nommeront Ketab Al Midjisti, c'est-à-dire Le très grand livre, car ils lui portaient une grande admiration.

Pythagore, Aristote et Ptolémée règneront plus de 2000 ans sur un système géocentrique fini, qui considère que la Terre est stationnaire, au centre d'un système en rotation. La Terre au centre de l'Univers, l'impossibilité de vies hors de la Terre, un au-delà où il n'y a plus rien : voilà une explication rassurante qui séduira l'Occident médiéval.



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