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       - Europe - La Terre fait sa révolution  
    Marie-Amélie Carpio - Les cahiers de Science & Vie, no. 129 - 2012-05-01      
    Europe
L'astronomie héritée des Grecs avait figé pour des siècles la pesception de l'Univers.
Mais voici que la Terre, planète parmi d'autres, se met en mouvement.
Un monde chasse l'autre.
 
    A la fin de l'Empire romain et durant la période de décadence qui marque le haut Moyen Âge le savoir astronomique antique ne survit plus qu'épars et morcelé dans les monastères européens. L'oubli du grec ne fait que réduire l'accès aux traités originaux. Le renouveau de la discipline s'amorce au XIIe siècle, à la faveur du développement des universités et de la redécouverte des auteurs antiques. Il vient en particulier des contacts avec les Arabes et des savoirs que ces derniers mettent à disposition des clercs occidentaux. Car Tolède, en Espagne, est l'épicentre d'un vaste mouvement de traductions de l'arabe en latin. On redécouvre la cosmologie d'Aristote et l'astronomie de Ptolémée, enrichie des commentaires des savants musulmans. Au cours des cinq siècles qui suivent, les connaissances accumulées viennent modifier la perception de l'Univers, dont les objets sont peu à peu débarrassés des présupposés idéologiques pour être régis par les seules lois mécaniques.  
   

Depuis Aristote et Ptolémée, la Terre occupe le centre de l'Univers. Autour d'elle, le Soleil et les planètes décrivent un mouvement circulaire uniforme.

 
   

Une Terre corruptible, un ciel parfait et immuable

 
    Le modèle géocentrique du monde devient la référence, et l'Almageste de Ptolémée le bréviaire des astronomes : la Terre trône, immobile, au centre de l'Univers, le Soleil et les autres pla-nètes tournant autour d'elle, dans un empilement de sphères concentriques, encloses dans la sphère des fixes (les étoiles). Le monde terrestre, changeant et corruptible, s'oppose au monde céleste, parfait et immuable. Cette représentation d'un cosmos fini et hiérarchisé s'impose de façon d'autant plus impérieuse que l'Église l'a adoptée, moyennant quelques aménagements, comme l'ajout d'une sphère, l'empyrée, séjour de Dieu, des anges et des bienheureux. Le De sphera mundi, traité astronomique élémentaire de l'époque rédigé à Paris par l'Anglais Jean de Sacrobosco au XIIIe siècle, sera étudié jusqu'au XVIIe siècle. II en va de même des Tables alphonsines, une compilation de mouvements planétaires, élaborée en 1272, sur le système géocentrique de Ptolémée. Pourtant dès l'époque médiévale, ce modèle fait l'objet de questionnements. D'une part, les Tables contiennent nombre d'imprécisions; d'autre part, les épicycles et autres cercles excentriques de l'astronome grec multiplient les complications. Le dogme ptoléméen fait en réalité l'objet de questionnements dès l'époque médiévale."Si Dieu l'eût appelé à son conseil quand il fit le monde, se serait exclamé le roi Alphonse X dans un fameux blasphème sur la complexité de l'Univers, il lui eût donné de bons avis".  
   

Le premier modèle héliocentrique : Copernic place le Soleil au centre. Les orbites des planètes s'inscrivent encore dans des sphères.

 
    Au XIVe siècle, les philosophes et théologiens français Jean Buridan et Nicole Oresme spéculent sur la rotation de la Terre autour de son axe, le dernier comparant l'Univers à une horloge, avec des accents très modernes. Mais les deux auteurs embrassent cependant en dernier lieu le modèle géocentrique, refusant de contredire les Écritures et l'autorité souveraine d'Aristote.  
   

Le système de Ptolémée est admis et imposé par l'Eglise

 
   

De l'Univers clos à l'Univers infini

 
    Si les sphères concentriques où les planètes étaient censées se mouvoir furent vite évacuées du cosmos, la sphère des fixes eut la vie dure. Copernic, Brahé et Kepler la conservèrent, ce dernier considérant l'infini comme informe, incompatible avec l'harmonie mathématique selon laquelle Dieu avait ordonné le monde.  
    Galilée quant à lui refusa de se prononcer, estimant la question insoluble, même s'il confia dans sa correspondance privée pencher pour l'hypothèse d'un Univers sans bornes. C'est que concevoir celui-ci comme tel avait des implications théologiques et métaphysiques considérables, qui amenaient ià repenser complètement la place de l'homme.  
    Seuls quelques-uns s'y risquèrent, arguant de la puissance infinie de Dieu. Dans la seconde moitié du XVIIe siècle, l'astronome anglais Thomas Digges, auteur de la première traduction de Copernic en langue vulgaire, soutint ainsi l'idée d'un Univers illimité. Giordano Bruno, philosophe et moine défroqué, prit une position plus audacieuse encore, postulant l'existence d'un cosmos infini peuplé d'une pluralité de mondes semblables au nôtre. Ses positions iconoclastes lui valurent d'être excommunié à la fois par les catholiques, les calvinistes et les luthériens, avant de finir sur le bûcher à Rome en 1600.  
   

L'observatoire de Tycho Brahé sur l'île Hven, au Danemark.

 
   

Copernic : un système planétaire dans tous ses détails

 
    Un chanoine polonais passionné d'astronomie, Nicolas Copernic, élabore la première alternative cohérente au modèle de Ptolémée : le système héliocentrique. Son De Revolutionibus orbium coelestium place le Soleil au centre de l'Univers et relègue la Terre au rang des autres planètes qui tournent autour de lui. Sa rotation sur elle-même explique l'alternance des jours et des nuits. "Copernic est le premier à construire un autre système planétaire dans tous les détails. En ce sens, il n'a pas de précurseur, mais il ne naît pas non plus de rien, nuance Michela Malpangotto. Il y a toute une réflexion à partir du XVe siècle, avec l'Ecole de Vienne, qui dénonce le manque de correspondance entre les modèles astronomiques et les phénomènes. Regiomontanus a déjà la conviction qu'il faut partir des données d'observations pour corriger et améliorer le système ptoléméen. Il fait construire le premier observatoire avant Tycho Brahé, qui emploiera ses données. "Copernic s'inscrit dans cette volonté de réforme de l'astronomie. Son système, toutefois, repose moins sur l'observation (il n'existe à l'époque aucun moyen de savoir si c'est la Terre qui tourne autour du Soleil ou l'inverse) que sur de, considérations esthétiques : le Soleil, par sa beauté, ne peut que siéger au centre du cosmos. Son ouvrage n'en est pas moins un pavé dans la mare du géocentrisme, aux conséquences inestimables. L'inversion des positions du Soleil et de la Terre implique d'abord une extension considérable de l'Univers : seul un grand éloignement de la sphère des fixes peut expliquer l'absence de parallaxe des étoiles (de par le mouvement apparent de celles-ci). En faisant de la Lune un "satellite"de la Terre, Copernic rompt aussi avec l'idée d'un Univers composé de sphères jointives, en y introduisant d'immenses espaces dépourvus de corps célestes. Sa théorie porte en elle la remise en cause de la dichotomie entre monde terrestre et monde céleste chère à Aristote. Si Copernic n'en a pas tiré toutes les conséquences, son modèle constituait en germe une rupture radicale avec le cosmos médiéval plein et hiérarchisé. Ce que l'histoire des sciences retiendra comme la "révolution copernicienne"passe pourtant quasi inaperçu parmi ses contemporains. C'est que Copernic n'a rien d'un esprit frondeur. Prudent, il mettra 30 ans à publier ses travaux. Ils ne paraîtront qu'en 1543, l'année de sa mort. À peine Luther raille-t-il "le fou qui voulait faire tourner la Terre". L'ouvrage ne sera interdit que trois quarts de siècle plus tard, lorsque Galilée défendra trop bruyamment le modèle héliocentrique. Dans l'immédiat, ses travaux inspirent de nouvelles tables astronomiques, les Tables pruténiques, qui ne s'avèrent guère plus précises que les Tables alphonsines.  
   

Les comètes (ici, traité du XVIe siècle) repérées au-delà de la Lune mettent à mal la théorie aristotélicienne de l'immuabilité des cieux. Puis Galilée, avec ses observations des phases de Vénus et des satellites de Jupiter… infirme le modèle géocentrique.

 
    La constitution de nouvelles tables astronomiques va épuiser une génération de coperniciens, souligne Thomas Widemann, astrophysicien à l'Observatoire de Paris. Car Copernic reste fidèle au dogme des mouvements célestes circulaires, alors qu'ils sont en réalité elliptiques. Le constat des inexactitudes des Tables alphonsines et pruténiques nourrira l'obsession de la précision de l'astronome danois Tvcho Brahé. L'insuffisance des deux systèmes est d'autant plus criante que le ciel s'en mêle. En 1572, un nouvel objet céleste apparaît : une supernova, l'explosion d'un astre en fin de vie, identifié alors comme une nouvelle étoile. Cet événement exceptionnel qui provoque un grand émoi et de nouvelles idées est suivi d'autres : de 1577 à 1585 plusieurs comètes traversent les cieux. Depuis Aristote, on les tenait pour des phénomènes sublunaires. Or, Tycho Brahé établit avec certitude qu'elles apparaissent au-delà du satellite de la Terre. Autant de manifestations en totale contradiction avec la doctrine aristotélicienne de l'immuabilité du monde céleste. Depuis l'observatoire d'Uraniborg, au Danemark, Tycho Brahé suivra chaque nuit, pendant vingt ans, la course des planètes. Ses relevés astronomiques sont d'une précision sans précédent. Mais il n'en tire qu'un compromis géo-héliocentrique qui aura la faveur des Jésuites au XVlIe siècle : autour de la Terre, point fixe au centre de l'Univers, tourne le Soleil, autour duquel se meuvent les planètes. C'est à Johannes Kepler qu'il reviendra d'interpréter correctement les observations méticuleuses de Tvcho Brahé, dont il devient ['assistant de 1599 à 1601. Copernicien convaincu, Kepler est habité par la croyance en un Dieu géomètre, dont la grandeur de la création réside dans la sphère, figure parfaite. Mais cette perfection géométrique ne colle guère avec certaines irrégularités des mouvements célestes, en particulier ceux de Mars. Elles "m'empoignèrent si bien que je faillis perdre l'esprit", dit Kepler, qui mettra huit ans à les élucider, et à solder les sphères et autres épicycles dominant les représentations du cosmos depuis l'Antiquité.  
   

 
   

La rupture avec le monde médiéval est proche

 
    Kepler comprend que les planètes ne décrivent pas des orbites circulaires uniformes, mais des ellipses, avec une vitesse qui varie en fonction de leur distance au Soleil. Avec lui culminent et s'achèvent deux mille ans d'observations à l'œil nu, tandis que les lois qu'il dégage vont servir de fondement à l'astronomie moderne. Galilée achève de consommer la rupture avec le cosmos médiéval. S'il n'invente pas la lunette, il a le premier l'idée de la tourner vers le ciel. L'instrument, amélioré par ses soins, lui fait découvrir un nouveau monde céleste avec une infinité d'étoiles "invisibles à l'œil nu, et en si grand nombre que cela est à peine croyable". Il repère les taches solaires et le relief lunaire, là où Aristote pensait la planète lisse. Ses observations donnent le coup de grâce à la perfection présumée des cieux. Surtout, elles apportent les premières preuves concrètes invalidant le géocentrisme. La découverte des quatre satellites de Jupiter qu'il nomme astres médicéens, en l'honneur de Côme de Médicis, son protecteur, infirme l'idée d'un cosmos dont les objets célestes ne tourneraient qu'autour de la Terre. L'observation des phases successives de Vénus accrédite l'hypothèse héliocentrique.  
    Galilée rend compte de ces observations dans le Le Messager céleste. L'ouvrage, publié en 1610, connaît un immense retentissement et suscite d'abord la curiosité bienveillante de l'Église. Mais la vanité et l'intransigeance du personnage joueront contre lui. "Au lieu d'envisager l'héliocentrisme comme une hypothèse purement abstraite, il voulait l'imposer comme la réalité vraie du monde", résume Michela Malpangotto. En 1632, dans son Dialogue sur les deux grands systèmes du monde, il va jusqu'à ridiculiser les positions de l'Église, représentée par Simplicio, un personnage idiot. Condamné pour hérésie, il doit abjurer la doctrine de Copernic en 1633. Malgré ce reniement, les fondations de l'astronomie moderne ont été posées en l'espace d'un siècle. Isaac Newton, à qui il reviendra d'élucider l'origine des mouvements planétaires, la gravitation universelle, le dira en ces termes: "Si j'ai vu plus loin, c'est parce que j'étais monté sur les épaules de géants."  
   

L'invention de la naine blanche

 
    En Europe, l'astronomie moderne s'est appuyée sur les progrès techniques. D'autres civilisations auraient-elles pu détenir un savoir équivalent sans disposer des mêmes moyens ? La découverte par les Dogons d'une étoile invisible à l'œil nu a fait couler beaucoup d'encre. Entre 1931 et 1956, l'ethnologue français Marcel Griaule étudie cette population malienne vivant dans la région de Bandiagara. On lui apprend que l'étoile Sirius occupe une place centrale dans la mythologie Dogon et qu'elle est accompagnée d'une naine blanche, Sirius B. Comment cette dernière étoile, dont l'existence n'est connue que depuis 1862, a-t-.elle pu être repérée par une population dépourvue de moyen moderne d'observation ? Selon l'ethno-logue Éric Jony du CNRS, "les Dogons ont une bonne connaissance des étoiles visibles. Ils peuvent, par exemple, tenir compte de la position des Pléiades pour savoir quand semer les pois de terre… Ce n'est en rien mystérieux. Quant à leur connaissance de Sirius B, il s'agit probablement d'une invention… Serait-elle due à une interprétation erronée de Marcel Griaule ou ce dernier en a-t-il été lui-même la source (involontaire ou non) ?  
       
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