Bref historique d’astronomie
Cela fait au moins 5000 ans que les hommes étudient la course apparente du Soleil dans le ciel.
Cosmologie des premiers Grecs
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Vers 600 avant notre ère, les grecs Anaximandre, Anaximène de Milet, Thalès affirment que la Terre est plate. Les astres "collent" à des sphères en révolution. Puis Pythagore (-570 -480) et sa suite imaginent une Terre sphérique et dix sphères concentriques portant les différents astres. La dixième porte les étoiles. Le philosophe Platon place la Terre sphérique au centre de l'Univers et les étoiles dans une voute fixe. Toutes ces sphères tournent de manière uniforme autour d'un même axe.
Cependant, aucun de ces modèles ne permet d'intégrer le mouvement rétrograde de certaines planètes, ni les variations de vitesse dans les mouvements. Il faut attendre, pour cela, le modèle d'Aristote.
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Le géocentrisme d’Aristote
| Aristote (-384–322)
| Aristote place la Terre au centre de l’Univers. Pour expliquer que parfois certaines planètes semblent revenir en arrière puis reprennent leur course en avant, Aristote imagine qu’elles tournent sur des roues appelées épicycles qui tournent sur une grande roue appelée déférent centrée sur la Terre. La rotation simultanée des deux roues produit un mouvement rétrograde.
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Le système excentrique de Ptolémée
| Claude Ptolémée (100 – 170)
| Ptolémée, dans son œuvre La Grande Syntaxe, traduite en Arabe sous le nom d’Almageste, modifie quelque peu le modèle d’Aristote en introduisant un point excentré.
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Le système héliocentrique de Copernic
| Nicolaus Copernic (1473 – 1543)
| Au 16e siècle, Copernic rompt avec le géocentrisme de l’Antiquité. Il met le Soleil au centre du système solaire et de l’Univers tout entier et l’entoure d’une sphère d’étoiles fixes. Son traité De Revolutionibus parait en 1543. Malgré la prudence de sa préface, qui précise que le système héliocentrique est un simple modèle mathématique permettant d'améliorer les calculs, l'ouvrage fait gronder les Eglises catholiques et protestantes. Malgré quelques précurseurs, comme Aristarque de Samos, on attribue en général le principe de l'héliocentrisme à Copernic.
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L’intuition de Giordano Bruno
| Giordano Bruno (1548 – 1600)
| A la même époque en Italie, le moine Bruno installe le Soleil au centre du système solaire. Il déclare que L’Univers n’a pas de centre. Cette idée cause sa perte. Il finit sa vie sur le bûcher en 1600, condamné par l’Inquisition.
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Le système mixte de Tycho Brahe
| Tycho Brahe (1546 – 1601)
| A partir de 1576, l'astronome danois Tycho Brahe fait édifier dans l’île de Hveen un observatoire astronomique qu’il équipe de grands instruments grâce auxquels il effectue les observations les plus précises avant l’invention de la lunette. Il n’accepte pas le modèle héliocentrique de Copernic et élabore un modèle hybride qui mélange géocentrisme et héliocentrisme : la Lune et le Soleil tournent autour de la Terre, tandis que les planètes tournent autour du Soleil.
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Les expériences de Galilée
| Galileo Galilei (1564 – 1642)
| Galilée introduit l’emploi de la lunette en astronomie en 1609 et découvre le relief de la Lune, les phases de Vénus, les principaux satellites de Jupiter, des étoiles dans la Voie Lactée. Il se rallie au système héliocentrique de Copernic mais doit se rétracter devant l’Inquisition en 1633.
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Les héritiers de Copernic
Les trois lois de Kepler
| Johannes Kepler (1571 – 1630)
| Le mathématicien allemand Kepler met au point, grâce aux observations précises de Tycho Brahe dont il devient l’assistant puis le successeur, les trois lois du mouvement des planètes :
1° Les planètes décrivent des orbites elliptiques dont le Soleil est un des foyers (1609)
2° La droite joignant le Soleil à une planète balaie des aires égales pendant des intervalles de temps égaux (1609)
3° Le carré de la période de l’orbite d’une planète est proportionnel au cube de sa distance moyenne au Soleil (1619). Ce qui donne :T2 = ka3
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La pomme de Newton
| Sir Isaac Newton (1643 – 1727)
| Grâce aux travaux de Galilée, le mathématicien et astronome anglais sir Isaac Newton établit les lois du mouvement. On dit qu’en observant la chute d’une pomme sous l’effet de son poids, il en déduit que la Lune tombe sur la Terre par une force de même nature. Newton découvre ainsi la loi de l’attraction universelle.
Désormais l’héliocentrisme remplace le géocentrisme : le Soleil occupe le centre du système solaire. On abandonne le modèle de Ptolémée, les mesures ne permettant plus d’expliquer les erreurs qu’il engendre.
De nos jours, l’héliocentrisme reflète une approximation. En réalité, le Soleil n'occupe que le foyer des différentes ellipses formant la trajectoire des planètes. Le centre de gravité du système solaire demeure cependant très proche du centre de masse du Soleil.
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