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    Cabinet de curiosités  
    Yaël Nazé - Les cahiers de Science & Vie, no. 129 - 2012-05-01      
    Quelles preuves avons-nous des activités astronomiques anciennes ?
Lever les yeux vers le ciel ne laisse aucune preuve tangible…
 
    Dans quelques cas, nous possédons des écrits. Ceux-ci exposent de manière plus ou moins détaillée les observations effectuées, les outils utilisés à cette fin ou les modèles expliquant le comportement céleste. Les astronomies mésopotamienne, maya, chinoise, grecque ou arabe sont ainsi assez bien connues. La tâche est, en revanche, moins aisée pour les civilisations sans écriture. Toutefois, certains monuments anciens témoignent, pm leur iconographie ou leur position des connaissances astronomiques de leurs bâtisseurs. La tradition orale, les œuvres artistiques et quelques outils conservés permettent également de prendre la mesure du savoir ancien.  
   

Un simple bâton

 
    Le gnomon, simple bâton planté dans le sol, est le premier outil d'observation. La longueur et la direction de son ombre changent au cours de la journée et indiquent l'heure (c'est la cadran solaire le plus simple). Il permet en outre de reéprer les points cardinaux : l'ombre est la plus courte à midi, quand le Soleil est au sud dans nos contrées. Il faut aussi office de calendrier avec ses ombres minimales en hiver et maximales en été.
Plus le gnomon est grand, plus il est précis. Les Chinois sont passés maîtres dans ce domaine : à Gaocheng, un gnomon de 12 m de haut a permis d'évaluer la longueur de l'année à 30 secondes près dès le XIIIe siècle.
 
   

En croisant deux bâtons devant lui, un observateur placé face au Sud repérera aisément la position d'un astre. (Dessin, codex Bodley, XVIe siècle)

 
    Deux bâtons
Pour quantifier leurs observations, les astronomes des temps anciens croisaient deux bâtons, comme le fait cet observateur mixtèque. Il devient alors facile de repérer avec précision la position d'un astre, en le plaçant au croisement des bâtons : face au Sud, l'observateur peut repérer le moment exact du passage au méridien d'un astre. S'il veut estimer la distance angulaire entre deux astres, il lui suffit de les pointer avec les bouts des bâtons tout en refermant ou en ouvrant cet outil rudimentaire.
 
   

L'astrolabe a été l'objet de prédilection des voyageurs jusqu'au XVIIe· siècle. Des instruments plus simples, couplés à des horloges précises, surpassèrent alors cette merveille technologique. (Astrolabe latin, début XIVe siècle)

 
    Calculateur de poche
L'astrolabe, véritable ordinateur analogique, permet de calculer l'aspect du ciel pour un lieu, une date, une heure donnés. Probablement inventé par les Grecs il y a 2000 ans, il fut grandement amélioré par les astronomes arabo-musulmans. Un astrolabe se compose de parties superposées. Sur la face avant, la structure "mère"arbore un pourtour gradué en heures; elle accueille des plaques fines, les tympans, spécifiques d'une latitude, présentant un réseau de lignes serrées dont certaines montrent les différents azimuts (est, nord-ouest, etc.), d'autres les différentes hauteurs par rapport à l'horizon. Au-dessus du tympan, le rete (filet, en latin), structure arachnoïde mobile, est en fait une carte du ciel.
 
    Le tout est surmonté d'un repère mobile, l'ostenseur. Sur la face opposée, la matrice comporte diverses gravures (graduations angulaire, calendrier zodiac…), et possède un système de visée qui permet de pointer un astre, Soleil ou étoile, et d'en relever la hauteur sur l'horizon grâce au pourtour gradué. Il suffit de reporter la hauteur mesurée sur la face avant, grâce au tympan, pour trouver l'heure ou la date de l'événement observé.  
   

Tous les phénomènes célestes, jusqu'aux éclipses de Lune, deviennent objet d'observation et de mesure. (Gravure d'un quadrant du XVIe siècle)

 
    Des substituts à l'oeil
Pour pallier les déficiences de l'œil, on inventa, vers 1600, un outil à lentilles baptisé, "lunette"ou "longue-vue". Un analogue à miroirs, appelé"télescope", vit le jour à la même époque.
 
    Ces instruments révélèrent un ciel insoupçonné à l'œil nu, ce qui bouleversa l'ordre (céleste) établi. Ainsi, on trouva des imperfections au Soleil, des lunes à Jupiter et des phases à Vénus - le tout contredisant les théories grecques, qu'il fallut remplacer en se débarrassant enfin de la position centrale de notre planète. Depuis ces premiers pas, ces instruments n'ont plus quitté les astronomes, les forçant plusieurs fois à améliorer leurs théories. Présence de nuages de gaz, d'autres galaxies, du mouvement d'expansion ont changé durablement notre vision du cosmos.  
   

La représentation images des constellations en facilite la transmission. La Croix du Sud et les étoiles Alpha et Bêta du Centaure prennent ici l'aspect d'une raie poursuivie par un requin. (Art des Aborigènes côtiers d'Australie)

 
    La parole
Dans la plupart des civilisations, c'est d'abord par tradition que se transmettait le savoir astronomique : connaissance des constellations, utilisation des outils, travail d'observation et de mesure. Il est hélas souvent difficile de préciser aujourd'hui l'étendue de ces connaissances. Les ethnologues ont mené diverses enquêtes, mais ils ont parfois été trompés, se sont égarés, ou, plus simplement, n'ont pas retrouvé le savoir original en raison d'une contamination occidentale ancienne.
 
   

Les Grecs tenaient en partie leurs constellations des Mésopotamiens. Les régimes moyen et inférieur de cette stèle sont gravés de symboles associés aux constellations. (Stèle mésopotamienne, vers 1125-1100 av. J.-C.)

 
    Etoiles sur toiles
La définition de jalons tels que les constellations est l'une des premières étapes dans la connaissance du ciel. Il s'agit souvent de grouper des étoiles brillantes suivant la forme imagée d'un dieu, d'un héros, d'un animal ou d'un repère géographique. De nombreuses civilisations ont donc défini les leurs selon leurs propres critères, ou bien adopté celles d'autres cultures. Ces représentations sous forme de dessins imagés frappent les esprits et favorisent leur transmission, même si celle-ci reste parfois locale, à l'instar de ce dessin aborigène valable uniquement pour les populations côtières. Nous-mêmes avons hérité la plupart de nos constellations des Grecs, qui les tenaient en partie des Mésopotamiens.
 
   

Les sphères armillaires anciennes reproduisaient le mouvement apparent du ciel, représenté comme une sphère. (Gravure du XVIe siècle.)

 
    Un modèle miniature
Le ciel semble nous entourer comme une cloche bombée. Les civilisations de l'Antiquité l'ont donc représenté comme une sphère où tous les astres siègent à la même distance. Ce concept, encore utilisé de nos jours pour l'astronomie de position, est parfaitement illustré dans les sphères armillaires ancienne… Ces instruments possèdent un axe, l'axe de rotation de la Terre, permettant de reproduire le mouvement apparent du ciel. Ils sont en Outre constitués de divers anneaux (armilla, en latin), formant physiquement la sphère : l'équateur céleste, les tropiques et les cercles polaires (projection dans le ciel de ces repères terrestres), l'écliptique (chemin du Soleil à travers le zodiaque), et quelques méridiens pour tenir l'ensemble.
 
    Le tout est placé dans un réceptacle qui ajoute souvent deux repères supplémentaires, caractéristiques du lieu où l'on se trouve: l'horizon et le méridien locaux. Ces sphères armillaires ont principalement servi à l'enseignement, dès les premiers siècles avant notre ère. En Chine, des sphères armillaires graduées ont également servi à faire des observations durant le Moyen Âge.  
       
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