Les grands astronomes

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1 15 novembre 2017 L étoile mystérieuse (Hergé)

2 Introduction L astronomie serait la plus ancienne des sciences. Elle remonte au-delà de l Antiquité dans des pratiques religieuse. Définition Astronomie : n.f C est la science de l observation des astres cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, ainsi que leurs propriétés physiques et chimiques. Déjà à l époque des mayas (2500 ans avant JC) la volonté de mettre au point un calendrier a fait qu ils ont beaucoup observer le ciel. L un de leur calendrier avait une durée de 5125 ans (ils pensaient que c était la durée de vie du soleil). Un autre comptait 365 jours comme le nôtre. Vénus était l étoile la plus étudiée par les prêtres astronomes car c était la plus visible dans le ciel. Le Codex de Dresde est un document maya qui décrit les périodes où Vénus est visible.

3 Les babyloniens Les babyloniens étaient des prêtres et des astrologues. Ils croyaient que l étude des planètes leur permettaient de prévoir l avenir de leur pays. Les astronomes devaient décider quel était le meilleur jour pour se marier, pour signer un accord ou attaquer un ennemi. Les astronomes babyloniens étaient très écoutés par leur souverain. Pendant des siècles, l astronomie et l astrologie étaient mélangées. Quelle différence entre l astrologie et l astronomie? L astronomie est une science, l astrologie est une croyance.

4 Kidinnu, le grand calculateur Il y a 2500 ans, un prêtre babylonien remarque que la Lune ne se déplace pas toujours à la même vitesse. Lorsqu elle se rapproche de la Terre, sa vitesse augmente et inversement. Il a calculé la durée d une année solaire avec une précision étonnante. Il ne se trompe que de 4 minutes et 32 secondes. Une tablette gravée, datée de l an 329 avant notre ère, laisse penser que Kidinnu est mort exécuté sur l ordre d Alexandre le Grand.

5 Les idées fixes des grecs Les savants grecs font des découvertes importantes en astronomie à partir du V I e siècle avant JC. Certains d entre eux décrivent même la Terre et les planètes qui tournent autour du soleil mais c est une vision complètement différente qui va rester. La Terre est immobile au centre de l Univers et tout tourne autour d elle. Tout commence avec le philosophe Anaximandre. Il pense que la Terre est éclairée par le Soleil comme les autres planètes. Les étoiles sont placées tout autour à des distances différentes. Il observe par ailleurs que la surface de la Terre n est pas complètement plate. Elle est légèrement courbe. La Terre doit donc être un immense cylindre. Pour platon, au IV e siècle, la Terre est bien ronde comme les étoiles. C est la forme parfaite parce qu elle n a ni commencement ni fin. L univers est fermé et de forme ronde. La Terre est au centre. L un de ses disciples, Platon, ajoute que 55 sphères transparentes portent les étoiles. Comme ce sont les deux philosophes les plus connus et célèbres à cette époque, leurs idées sont considérées comme vraies.

6 Les idées fixes des grecs Lorsque Aristarque de Samos imagine un univers avec le soleil au centre et les planètes qui tournent autour dont la Terre, personne ne veut le croire. Au II e siècle avant notre ère, Claude Ptolémée résume tout le savoir astronomique dans son livre l Almageste. C est un énorme recueil de 13 volumes où Ptolémée y décrit un Univers fait de différents cercles qui tournent autour de la Terre immobile. Ce livre restera la seule référence astronomique jusqu à la Renaissance.

7 Hypathie d Alexandrie ( ) Il y a peu de femmes dans l histoire de l astronomie. Hypathie a été la première à s intéresser à l observation du ciel et des étoiles. Elle décrit la trajectoire des étoiles avec précision. Elle conçoit des instruments comme l astrolabe et travaille sur les écrits de Ptolémée. Ses observations et ses théories s opposant aux idées des Chrétiens sur la représentation du monde, elle sera assassinée par des moines fanatiques.

8 L astronomie dans le monde arabe En Irak et en Iran, les savants arabes font des progrès à partir du IX e siècle. Ils vont d abord résoudre des problèmes liés à la religion musulmane. Comment trouver la direction de la Mecque? Comment dater le premier croissant de Lune qui marque le début du Ramadan? Ils améliorent et inventent des instruments d observation du ciel. Les cadrans solaires sont perfectionnés et les astrolabes deviennent des instruments indispensables. En utilisant les mathématiques, ils rendent les calculs astronomiques plus fiables. Les travaux de Ptolémée sont modifiés, corrigés et enrichis. Mais la Terre est toujours au centre de l Univers.

9 Al Battani Astronome et mathématicien turc né à Harran. Il consacre sa vie à l observation du ciel. Il invente le tube d observation qui permet de se focaliser sur un petit endroit pour observer une étoile. Ce tube est simple, sans lentille. Il étudie les phases de la Lune et corrige les travaux de Ptolémée sur l inclinaison de la Terre er l orbite de la Lune. Il vérifie aussi la position d un grand nombre d étoiles. Et pour obtenir des résultats précis, il change la manière de calculer en introduisant les angles, c est la trigonométrie.

10 L astrolabe Qu est-ce qu un astrolabe?

11 L astrolabe Qu est-ce qu un astrolabe? L astrolabe est avant tout un instrument destiné à lire l heure solaire ou stellaire en un endroit donné, pour effectuer des observations astronomiques ou astrologiques. Quand il est destiné à être utilisé en voyage, il dispose d un jeu de plusieurs plateaux appelés tympans, permettant d ajuster la représentation du ciel local en fonction de la latitude du lieu. Les astronomes peuvent ainsi trouver la position des étoiles par rapport à la latitude où ils se trouvent. Au XIV e siècle, Abu Tahir invente l astrolabe universel qui se révéla très utile pour les marins.

12 Qui suis-je?

13 Copernic Nicolas Copernic ( ) est un étudiant doué. Il se lance dans plusieurs disciplines : le droit et la médecine et ensuite l astronomie qui deviendra sa vocation. Il se met à écrire l ouvrage de sa vie dans lequel il écrit toutes ses observations. Ce livre s appelle «De revolutionibus». Cela veut dire révolution car il pensait que le soleil était au centre de l Univers et la Terre ainsi que les autres planètes tournaient autour et sur elles-même. Donc une double révolution. On oppose souvent la complexité du système de Ptolémée et de leurs dérivés à la simplicité du système de Copernic. En effet, le premier comporte une multitude de cercles, tandis que la représentation classique du second ne montre que les six cercles des planètes et celui de la Lune. Et il est vrai, comme Copernic nous le dit, que son modèle a permis de supprimer les énormes cercles disgracieux destinés à justifier les inégalités des mouvements des astres (rétrogradations).

14 Copernic Cependant, ce schéma du système héliocentrique est trompeur, car extrêmement simplifié. En effet, Copernic considère que le mouvement circulaire uniforme est un principe fondamental de l astronomie. Or, les observations contredisent l uniformité des mouvements célestes. Pour concilier ce principe avec la réalité, Copernic, est obligé d ajouter à son système une multitude de petits épicycles et d excentriques dont l effet est de moduler la vitesse de chaque planète sur son parcours. Copernic a donc rendu son système tout aussi complexe que celui de Ptolémée si on ne fait pas d approximation.

15 Le système copernicien

16 Qui suis-je?

17 Tycho Brahé Tycho Brahé est un danois né le 14 décembre 1546 et mort le 24 octobre A une époque où prévaut encore le respect de la tradition et des anciens, il donne la priorité à l observation, avec le souci constant de valider ses hypothèses. Il prend grand soin de la fabrication et de la mise au point des ses instruments qui lui permettent de recueillir un nombre considérable de données. Bien qu effectuées à l oeil nu, ces mesures sont au moins dix fois plus précises que celles de ses prédécesseurs en Europe. Il trouve que les théories de Copernic sont difficiles à accepter et en même temps le vieux système de Ptolémée n est plus tout à fait vrai. Il trouve donc une solution. Il dit que la Terre est au centre de son système et que le Soleil et la Lune tourne autour. Les autres planètes tournent autour du soleil. Comme ça tout le monde est content. C est le système géohéliocentrique.

18 Tycho Brahé

19 Qui suis-je?

20 Galilée Galilée (ou Galiléo Galiléi en italien) est un astronome, mathématicien, géomètre et physicien italien. Il est né à Pise le 15 février 1564 et il est mort le 8 janvier Il a perfectionné et exploité la lunette astronomique. C est en fait une invention hollandaise dont l inventeur est Hans Lippershey qui date de Elle était considérée comme un jouet, grossissant trois fois et elle était floue. Galilée va l améliorer pour qu elle grossisse jusqu à 30 fois et en mettant une lentille divergente dans l oculaire il fut le seul à obtenir une image droite. En 1609, il termine sa deuxième lunette qui grossit jusqu à 9 fois. Il la présente au sénat de Venise. Les spectateurs sont enthousiastes. on doit quand même ajouter que toutes les lunettes qu il a construites sont de qualité variable, certaines même inutilisables. Définition Lunette astronomique : n.f Instrument optique composé de lentilles et permettant d augmenter la taille apparente des objets du ciel lors de leur observation.

21 Galilée Galilée a expliqué que la Terre était ronde en s appuyant sur l ombre circulaire sur la Lune. Il a dit que c était l ombre de la Terre.

22 Galilée Le 7 janvier 1610, Galilée fait une découverte capitale : il remarque trois petites étoiles à côté de Jupiter. Après quelques nuits d observation, il découvre qu il y en a une quatrième et qu elles accompagnent la planète. Ce sont les satellites visibles de Jupiter, qu il nommera plus tard les étoiles Médicées ou astres médicéens, en l honneur de ses protecteurs, la Famille des Médicis, Grands Ducs de Toscane. Poursuivant ses observations, il découvre les phases de Vénus. Pour lui, c est une nouvelle preuve de la vérité du système copernicien, car s il est facile d interpréter ce phénomène grâce à l hypothèse héliocentrique, il est beaucoup plus difficile de le faire à l aide de l hypothèse géocentrique. Le 21 février 1632, Galilée, protégé par le pape Urbain VIII et le grand-duc de Toscane Ferdinand II de Médicis, petit-fils de Christine de Lorraine, fait paraître à Florence son dialogue des Massimi sistemi (Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, Dialogue sur les deux grands systèmes du monde), où il raille sensiblement le géocentrisme de Ptolémée.

23 Galilée Galilée, qui veut écraser ses adversaires, publie son ouvrage en demandant l imprimatur, c est-à-dire l approbation de l Église. Il piège Mgr Riccardi, maître du Sacré Palais, qui avait la mission d inspecter le dialogue. En effet, lors de l inspection, Mgr Riccardi n a connaissance que de la préface et de la conclusion dans lesquelles Galilée ne dévoile pas ses vraies intentions. Le pape lui-même ne peut qu avaliser le reproche des adversaires de Galilée à qui il avait demandé une présentation neutre des deux théories, pas un plaidoyer en faveur du seul Copernic. Seul le pendule de Foucault apportera, bien plus tard, une preuve de la rotation de la Terre sur elle-même, sa rotondité étant acquise depuis Aristote sur lequel l Église comme l Université s alignaient alors (Terre sphérique et immobile au centre de l univers) et par l expédition de Magellan bien avant la naissance de Galilée.

24 Galilée Galilée est donc à nouveau convoqué par le Saint-office, le 1er octobre Deux choses lui sont reprochées : «avoir tenu et cru la doctrine fausse et contraire aux Saintes-Écritures que le soleil est le centre du monde»ainsi que «d avoir tenu et cru qu une doctrine qui a été déclarée et définie contraire aux Saintes-Écritures peut encore être tenue et défendue comme prouvable». Si Galilée s entête, une menace de torture est même évoquée sur ordre du pape ; Galilée cède.

25 Galilée, les retombées et le dénouement Il faut ensuite attendre jusqu en 1728 pour que la preuve scientifique de la rotation de la Terre autour du Soleil soit apportée par James Bradley. Mais il faut attendre 1757 pour que l Eglise enlève les livres sur l héliocentrisme du catalogue des livres interdits.

26 Qui suis-je?

27 Le pendule de Foucault Léon Foucault veut vérifier que la Terre tourne sur elle-même. Il installe un pendule sous la coupole du Panthéon à Paris avec un fil d acier de 67 m de longueur et une boule de 28 Kg.