Histoire de l’Astronomie de l’antiquité à Newton
Jan 20, 2016
Histoire de l’Astronomie
de l’antiquité à Newton
Qu’y a-t-il à observer dans le ciel ?
En quelques heures
Le jour La nuit
Qu’y a-t-il à observer dans le ciel ?
Sur un anles saisons
Mouvement du Soleil
Qu’y a-t-il à observer dans le ciel ?
En quelques semaines Mouvement des planètes
Astronomie préhistorique
Stonehenge
Les Babyloniens
Les Babyloniens
Héritage mathématique:
système hexagésimal, division du cercle en 360 degrés
Les Babyloniens
Héritage astronomique:
•Compilation d’Observations s’étendant sur plusieurs siècles
•Identification de la bande Zodiacale
•Mouvements précis des planètes
•Irrégularité du mouvement du Soleil
•Cycle de 19 ans (”Saros”)
Les Egyptiens
Astronomie fonctionnelle:
•Astrologie
•Calendrier (crue du Nil, Impôts)
Héritage
•Année Solaire!
•Division du jour en 24hZodiaque de Denderah (époque ptolémaique, -50 av.JC )
Les présocratiques
Pythagoriciens
Ecole de Millet…
ÉÉratosthèneratosthène276 – 194 avant J.-C.
Calcul de la taille de la Terre
Platon Aristote
Monde sublunaire
Physique
Immuable
• Géocentrisme
• Séparation ciel ≠ Terre
• Mouvements célestes circulaires et uniformes
3 ”dogmes” du bon sens Aristotélicien
Le grand défi de tout modèle céleste:
Le mouvement rétrograde des planètes
Les sphères concentriques
Eudoxe (27), Calippe (34), Aristote (55)
Calcul de la distance Terre-Lune
HipparqueHipparque de Nicée190 – 120 avant J.-C.
• Précession des équinoxes
• Catalogue d’étoilesdTL = 60 RT
Calcul de la distance Terre-Soleil
Distance expriméeen fonction de la distance Terre-Lune
AristarqueAristarque de Samos310 – 230 avant J.-C.
Père de l’héliocentrisme ?
dTS ~ 20 dTL
Distance sous-estimée d’un facteur 20
Ptolémée
IIè s.ap. J.C.
l ’Almageste
La somme de l ’astronomie
antique
Mars
Vénus
Mercure
Jupiter
Terre
MarsSaturne
PtoléméeLune
Le cosmos de Ptolémée« hypothèses des planètes »
DTerre-Soleil ~ 20 DTerre-Lune
L ’astronomie arabo-médiévale
L ’astronomie arabo-médiévale
L ’astronomie médiévale
Vénus
Mercure
Jupiter
Mars
Saturne
Lune
Copernic
1543
Le De Revolutionibus (1543)
Explication du mouvement rétrograde dans le modèle
héliocentrique
http://www.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/divers/ptolemee.html
Tycho Brahele plus grand observateur de tous les temps
Uraniborg & Stjärneborg
les instruments de Tycho
La précision des observations passe de 10’ à <2’
Comète de 1577
Novae de 1572
Fin des sphères célestes
Tycho prouve que les comètes et les novae sont des phénomènes célestes
Galileo Galilei (1564-1642)
• 1589: Chaire de mathématique, Université de Pise
• 1590: De motu (physique d’Aristote et géocentrisme)
• 1592: Université de Padoue
• 1609: construit sa première lunette (x6)
• 4 mars 1610: Sidereus Nuncius
• juillet 1610: Florence, 1er mathématicien du Duc de Toscane
• 07/1610: Saturne: oOo, 08/1610: tâches solaires, 09/1610: phases de Venus
• avril 1611: triomphe à Rome
• 1616: débat à Rome avec Bellarmin, Mise à l’Index du De revolutionibus
• 1622: Urbain VIII (Barberini) pape
• 1623: Il Saggiatore
• 1632:Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo
• 1633: Procès et condamnation, assigné à résidence à Florence
• 1638: Discours sur deux sciences nouvelles
• 1642: Mort à Florence
les lunettes de Galilée (1609-….)
Peut on vraiment se fier à ces instruments?
1610: Le messager céleste
La lune est montagneuse
« …la lune est inégale, accidentée, constituée de cavités et de protubérances, tout comme la face de la Terre elle même, qui est divisée, de part et d’autre, par les crêtes des montagnes et les profondeurs des vallées. »
elle n’est plus « parfaite »
La Terre est comme la Lune
La Terre fait partie du cosmos
« …la réflexion de la lumière solaire depuis la Terre sera efficacement montrée, à l’intention de ceux qui prétendent exclure celle-ci du cœur des Etoiles, principalement parce qu’elle serait dépourvue de mouvement et de lumière; or, que la Terre soit errante, qu’elle surpasse la Lune en splendeur, et qu’elle ne soit pas la sentine des ordures et des souillures du monde, nous le démontrerons et nous le confirmerons aussi par d’innombrables raisons naturelles . »
La voie lactée est composée d’étoiles
Quelle(s) taille(s) ont les étoiles?
Pourquoi apparaissent-elles plus petites dans la lunette??
Voit-on des étoiles plus petites ou plus lointaines?
Jupiter est entourée de 4 astres errants
Le cosmos a au moins 2 « centres »
Quelques cerises sur le gâteau
Les observations post-«messager »
1623: Il Saggiatore
•Réponse au traité sur les comètes de Grassi (1618):
-se met à dos les Jésuites
-Galilée se trompe!
•Dédié à som ami le nouveau pape Urbain VIII
•”les mathématiques sont la langue de Dieu”
1632: Dialogues sur les 2 grands systèmes du monde
•pamphlet Copernicien
•vraiment un ”dialogue” :
-Salviati / Sagredo / Simplicio
•Attaque de la physique puis de la cosmologie d’Aristote
“Moi, Galiléo, fils de feu Vincenzio Galilei de Florence, âgé de soixante dix ans, ici traduit pour y être jugé, agenouillé devant les très éminents et révérés cardinaux inquisiteurs généraux contre toute hérésie dans la chrétienté, ayant devant les yeux et touchant de ma main les Saints Évangiles, jure que j'ai toujours tenu pour vrai, et tiens encore pour vrai, et avec l'aide de Dieu tiendrai pour vrai dans le futur, tout ce que la Sainte Église Catholique et Apostolique affirme, présente et enseigne. Cependant, alors que j'avais été condamné par injonction du Saint Office d'abandonner complètement la croyance fausse que le Soleil est au centre du monde et ne se déplace pas, et que la Terre n'est pas au centre du monde et se déplace, et de ne pas défendre ni enseigner cette doctrine erronée de quelque manière que ce soit, par oral ou par écrit; et après avoir été averti que cette doctrine n'est pas conforme à ce que disent les Saintes Écritures, j'ai écrit et publié un livre dans lequel je traite de cette doctrine condamnée et la présente par des arguments très pressants, sans la réfuter en aucune manière; ce pour quoi j'ai été tenu pour hautement suspect d'hérésie, pour avoir professé et cru que le Soleil est le centre du monde, et est sans mouvement, et que la Terre n'est pas le centre, et se meut”
abjuration de Galilée:
Johannes Kepler (1571-1630)
• 1594: Professeur de Mathématiques à Graz
• 1596: Mysterium Cosmographicum
• 1600: Invité par Tycho Brahé à Prague
• 1601: mort de Brahé, devient mathématicien impérial
• 1604: Astronomia Pars Optica
• 1606: De stella Nova (Supernova de 1604)
• 1609: Astronomia Nova
• 1610: Dissertatio Cum Nuncio Sidereo / Narratio de Jovis “Satellitibus”
• 1611: Dioptrice, mort de son fils et de sa femme
• 1612: mort de Rodolphe II: Professeur à Linz
• 1619:Harmonices Mundi
• 1617-21: Epitome Astronomia Copernicanae
• 1627: Tables Rodolphines
• 1630: Mort à Ratisbonne
• 1634: Somnium
1596: Mysterium Cosmographicum
taille des 6 orbites planétaires en proportion des 5 solides planoniciens + sphère
fantaisiste...MAIS 1er ouvrage Copernicienne publié
1604: Astronomia Pars Optica
•loi en 1/R2 de l’intensité lumineuse
•loi de réflexion sur mirroirs plats et incurvés
•physiologie de la vision humaine
- l’oeil est une lentille
- image inversée sur la retine
- image redressée par l’esprit
fondation de l’optique moderne
1609 (1605): Astronomia Nova
•Compare les 3 systèmes du monde (Ptolémée, Tycho, Copernic)
•1ère Loi : Orbites elliptiques (1605)
•2ème Loi : Loi des aires (1602)
•Discussion sur la ”gravitation”
Découvre les lois du mouvement grâce aux données de Tycho sur
Mars: seules une ellipse peut éliminer l’erreur résiduelle de 8’ (!)
1611: Dioptrice
•Explication de la lunette de Gallilée
•Lunette de Kepler à 2 lemntilles convexes
•Concept images réelle & virtuelle
•Longueur focale / Grossissement
1ère théorie de l’optique astronomique
1619: Harmonices Mundi
•Polygones Régulier
•Théorie Harmonie musicale
•Harmonie des ”sphères”
•Astrologie
...et...
•3ème Loi: T3/a2
Newton
Descartes
1630
Galilée
Kepler