Notre vision du monde après Galilée...
Crée Par Cécilia et Claire
SOMMAIRE
I) Les apports de Galilée et la vision du monde après Galilée jusqu’à aujourd’hui
1) Description de Galilée
2) Ces grandes découvertes
3) La vision du monde
II) Sitographie
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I) Les apports de Galilée et la vision du monde après Galilée jusqu’à aujourd’hui
1) Description de Galilée
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Galilée est l’un des plus grands scientifiques de tout les temps. Galilée est né d'un fils de musicien, à Pise en 1564. Il y étudia la médecine et les mathématiques, puis devint professeur de mathématique à l'université de Pise puis de Padoue en 1592 (en Italie). Son apport à la physique fut majeur et à biens des égards il peut être considéré comme le père de la physique moderne. Galilée a fait de grandes découvertes, qui sont très importante pour la suite des événements. |
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2) Ses grandes découvertes
Galilée est le premier observateur du ciel avec la première lunette astronomique.
En 1609, arriva en Italie la nouvelle que les Hollandais utilisent une sorte de tube avec deux lentilles pour faire apparaître plus proches les objets lointains.
Galilée s’informant puis expérimentant lui-même améliora le procédé et construit la première lunette astronomique, avec un grossissement de 20.
En la pointant vers le ciel, il fit une myriade de découvertes, et vit alors ce qu'aucun homme n'avait vu.
Il a aussi étudié les mouvements des corps à l'aide d'expériences avec des plans inclinés qui le fait découvrir la notion de Force et surtout lui permet la première formulation du principe d'inertie.
Ces deux contributions révolutionneront totalement la physique et l'astronomie, elles feront basculer la vision du monde Aristotélicienne et imposeront finalement le système Copernicien (c'est-à-dire que la Terre tourne autour du Soleil comme toutes les autres planètes, ce qui est notre représentation du monde aujourd’hui).
La mystérieuse Voie Lactée, alors seulement visible comme une traînée blanche dans le ciel (on peut la voir toutes les nuits lorsque le ciel est dégagé…), apparu alors comme composée en fait de millions de petites étoiles semblables aux plus brillantes déjà connues.
A cette époque c’est Galilée qui pour la première fois, regarde la Lune à travers sa lunette, et il n'en croit pas ses yeux !
Il voit qu'elle a des montagnes, des cratères et des vallées. Il fait des dessins de ce qu'il voit et s'aperçoit que les ombres se déplacent.
Il comprend très vite que c'est exactement ce qui se passe en montagne sur Terre.
La ligne qui sépare la partie éclairée de la partie sombre et que l'on appelle "terminateur" délimite la séparation entre le jour et la nuit sur la Lune.
Le Soleil éclaire d'abord le sommet des montagnes tandis que les vallées restent La lune jusqu'alors était imaginé comme une grande sphère parfaite, rigide et polie, sans imperfection ni rugosité à sa surface.
Galilée, après l'avoir observé pendant l'hiver 1609, détruisit complètement cette vision en dessinant les cratères multiples, sa surface complètement irrégulière, semblable à ce que l'on voit...sur Terre.
C’est pour cela que l’on peux penser quelle n’est pas si parfaite que cela...
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La surface de la Lune |
 Les tâches solaires, les phases de Vénus, Saturne... |
La Lune |
A l’époque ont pensé que la Terre était immobile mais c’est Aristote et d’autres scientifiques auparavant, disaient que la Terre était comme une comme un navire au milieu de l’océan, remplaçons le mât de ce navire par une haute tour, une pierre lâchée du haut de cette tour devrait, si la Terre est en mouvement, tomber «à l'arrière» du pied de la tour.
Or chacun peut constater qu'une pierre lâchée du haut d'une tour tombe exactement au pied de celle-ci. Cette démonstration permettait donc aux aristotéliciens de conclure qu'ils avaient là une preuve expérimentale irréfutable de l'immobilité de la Terre.
C'est ce raisonnement que Galilée réfute en appliquant son principe de relativité.
C’est en utilisant un fait «expérimental» de la chute de
la pierre au pied de la tour ne prouve strictement rien; en vertu du principe
de relativité, que
L'argumentation consiste essentiellement à démontrer que si
Rien d'étonnant dans ces conditions que
En d'autres termes, les aristotéliciens sont libres de nier le mouvement de la Terre, mais ils ne peuvent plus avancer comme preuve de ce qu'ils affirment le fait qu'une pierre lâchée du haut d'une tour tombe à son pied.
Par ailleurs, étant donné que les observations effectuées à l'aide de la lunette montrent à l'évidence que la Terre et les corps célestes ne sont pas d'une nature différente, rien ne s'oppose plus à ce que la Terre soit elle aussi en mouvement. Donc la Terre n’a plus aucune raison d’être immobile.
Mais la découverte majeure de Galilée fut cependant celle des satellites de Jupiter. En pointant sa lunette vers cet objet les 7, 8 et 10 janvier 1610, et comme à son habitude, il fit des croquis pour fixer ses observations.
Il observa tout d'abord le 7 janvier, deux petites étoiles à l'Est de Jupiter et une à l'Ouest. Ensuite, le 8, les trois petites étoiles à l'Ouest de Jupiter, et plus aucune à l'Est.
Le 9 janvier il regarde de nouveau Jupiter il vit que la configuration des satellites avait encore changé.
Donc d’abord il crut que ces étoiles faisaient juste partie du fond étoilé devant lequel Jupiter se déplaçait.
Mais en
renouvelant ses observations, il dut admettre que ces petites étoiles suivaient
Jupiter dans sont mouvement, comme
Galilée est le premier à avoir observé le Soleil avec sa lunette .
Il observa les taches solaires, mettant par-là en évidence un semblant d'imperfection des corps célestes.
Le Soleil lui-même pouvait présenter des irrégularités, et cela allait à l'encontre même des fondements de base de la vision d'Aristote.
C’est en observant Vénus sur plusieurs nuits, qu’il vit un cycle de phases complet, semblable à celui de la Lune (pleine lune, premier quartier etc.)
Si on se réfère au système géocentrique d'Aristote, cela ne peut s'expliquer, car la Terre étant au centre, Vénus et le Soleil orbitant autour, on devrait toujours observer Vénus comme "pleine ", c'est à dire avec la totalité de sa surface illuminée.
Mais les observations de Galilée montrent en définitive qu'il n'y a pas de séparation fondamentale entre le monde Terrestre et Céleste, et que cette division de l'univers en deux mondes n'a plus lieu d'être.
De plus, le système de Copernic qui avait mis si longtemps à s'imposer trouvait dans ces observations une justification éclatante.
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La
Cette découverte fut d'une telle importance, que Galilée y consacra presque la moitié de l'ouvrage dans lequel il relate ses observations : " Le messager des étoiles " Après la parution du "messager des étoiles ", l'opinion publique était assez incrédule, s'étonnant qu'un tube avec deux verres suffise à percer les mystères du cosmos. Mais une aide décisive vint de quatre astronomes Jésuites de Rome qui publièrent un texte confirmant la totalité des découvertes de Galilée. |
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3) La vision du monde
A l'aube de l'Humanité, dès que l’homme eut une conscience, il s'est cru le centre du Monde. Il se considérait, à tort où a raison, comme plus développé et mieux organisé que les autres êtres vivant sur sa planète et aucun doute pour lui la Terre avait été créée pour sa convenance, une Terre évidemment au centre d'un Univers dont il ignorait presque tout.
Cette impression que la Terre est le centre du monde soit le géocentrisme a longtemps marquée les esprits, au moins jusqu'aux temps modernes, et on peut même parfois se demander si, de nos jours, tous les hommes se sont bien affranchis de cette illusion. C'est à partir de Galilée et grâce à sa lunette astronomique que les temps changent vraiment, plutôt lentement d'ailleurs si l'on songe aux difficultés bien réelles que le savant eut avec les autorités religieuses de son époque.
Le géocentrisme moribond vivra encore quelques péripéties éparses mais, la connaissance de notre univers progressant, il sera bientôt définitivement abandonné. Gardons-nous néanmoins de tout triomphalisme en nous rappelant que, jusqu'aux travaux de Hubble, dans les années 1920 et plus exactement en 1924 soit il n'y a que 83 ans ! Bien des scientifiques excluaient la présence d'étoiles hors de notre galaxie...
On peut donc dire qu’il est difficile de se débarrasser des idées fausses tant qu’elles paraissent acquises à une multitude de personnes qui, par intérêt ou facilité, cherchent avant toutes choses à ne pas remettre en cause une idées établi une fois pour toutes.
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La Galaxie est l’autre nom donné à la Voie lactée contient environ 300 milliards d'étoiles et le Soleil est l'une d'entre elles. n trouve, près de la Voie lactée, quelques galaxies qui forment ce que l'on appelle le Groupe local. La galaxie d'Andromède est assez semblable à notre propre galaxie et les forces gravitationnelles sont en action car les objets sont proches, on prédit que ces deux entités dominantes devraient se relier dans environ deux milliards d’années. Evidement, nous ne serons plus là pour le voir et c'est bien dommage parce que les ciels nocturnes de cette époque seront très sûrement extraordinaires. Ce groupe local renferme une grosse trentaine de galaxies, la plupart satellites des deux galaxies principales. |
Voie Lactée Superamas de galaxies |
Les galaxies ne sont donc pas uniformément réparties dans l'univers ; elles sont regroupées en amas qui ont tendance à s'éloigner les uns des autres en raison de l'expansion dont on sait d'ailleurs à présent qu'elle s'accélère de l'univers : c'est la fameuse « fuite » des galaxies .Toutes les galaxies de l'univers visible semblent donc nous fuir, à l’exception des quelques habitantes de notre groupe local pour la raison déjà évoquée, la gravitation.
Entre les amas de galaxies, il n'existe que d'immenses (mais je devrais dire incommensurables !) zones vides, à l'exception parfois d'un peu de gaz et, peut-être de matière encore inconnue.
Ces amas se regroupent eux-mêmes en superamas, puis les superamas en des sortes de filaments ou de grilles qui occupent tout l'espace que nous pouvons voir ou deviner.
Contemporain de Galilée, avec lequel il entretenait d'ailleurs une correspondance, Kepler (1571-1631), poursuivit les travaux dont il avait été l'assistant et qui lui avait légué la collection précieuse de ses observations.
Il s'occupa d'abord de la planète Mars. La un choix judicieux, parce que l'orbite de Mars est une des plus excentriques, et qu'elle approche beaucoup de la Terre dans ses apparitions.
Il est autant astrologue qu'astronome, il croyait à la perfection géométrique des mouvements célestes.
Il imagina que les cinq polyèdres réguliers définis par les mathématiques pourraient être mis en rapport avec les dimensions des sphères cristallines supposées porter les cinq planètes visibles à l'œil nu.
Finalement, après un grand nombre de tentatives, Kepler dut se résoudre à abandonner le mouvement circulaire que les Anciens regardaient comme seul envisageable, et il reconnut alors que l'orbite de Mars est une ellipse.
Il constata également la loi des aires, qui consiste en ce que le rayon mené du Soleil à la planète décrit des aires égales en temps égaux.
Plus tard il étendit ces résultats à toutes les planètes, et publia en 1626 ses tables rudolphines. Ses idées ayantun lien avec la théorie de Pythagore sur les nombres et leur rôle dans l'univers firent soupçonner à Kepler que les distances moyennes des planètes sont liées entre elles, de même que les durées de leur révolution.
Après dix-sept ans d'essais infructueux, il découvrit que les carrés des temps de révolution des diverses planètes sont entre eux comme les cubes des grands axes de leurs orbites.
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Mais Kepler eut aussi quelques pensés exactes sur la pesanteur des corps, leur gravitation mutuelle, la cause des marées. On lui doit un ouvrage sur l'optique, où il donnait la théorie des lunettes et de la vision. Mais, séduit par des idées préconçues sur l'harmonie du Système solaire, il s'égara dans la recherche de la cause motrice des planètes. Aussi ses contemporains, Descartes et Galilée, ont-ils méconnu l'importance de ses lois; elles n'allaient être généralement admises que lorsque Newton en eut fait le fondement de ses théories. |
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Huygens (1629-1695) perfectionna la construction et la théorie des lunettes; il découvrit un satellite de Saturne. Il expliqua les apparences de son anneau. Il appliqua le pendule aux horloges; et par ses théorèmes sur les développées et la force centrifuge, il ouvrit à la mécanique une voie nouvelle.
S'il eût combiné ces
principes avec les lois de
Kepler, il aurait enlevé à
Newton
la théorie des mouvements curvilignes et la loi de
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Louis XIV attire en France
Hevélius,
Cassini,
Roemer
et
Huygens; et c'est au sein
de l'Académie que prennent naissance l'application du télescope au quart de
cercle pour la mesure des hauteurs des astres, l'invention du micromètre et de
l'héliomètre, la découverte de la propagation successive de la lumière, de la grandeur
de
Picard donne le premier une mesure exacte de la Terre par des procédés que l'on suivra jusqu'au XXe siècle. Richer, à Cayenne, où il fut envoyé par l'Académie, constate la diminution de longueur du pendule à seconde.
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Roemer
mesure la vitesse de la lumière, et invente la lunette méridienne.
Cassini détermine les mouvements des satellites de Jupiter; il découvre quatre satellites de Saturne, constate la rotation du globe de Jupiter et de Mars; il donne une théorie complète de la libration de la Lune. |
Roemer |
Ces progrès de l'astronomie, et les progrès simultanés de l'analyse et de la mécanique, ne pouvaient laisser plus longtemps inconnues les lois fondamentales du mouvement des corps célestes. C'est à Newton qu'il était réservé de les reconnaître. Newton (1642-1727), se livrait lui aussi aux sciences occultes, préférant pour sa part l'alchimie à l'astrologie, mais restant persuadé que ses découvertes n'étaient que les réminiscences d'une science mystérieuse, détenue par quelques initiés de l'Antiquité. Il n'en reste pas moins le vrai fondateur de la physique moderne, dont Descartes et Galilée n'avaient fait que poser les premiers jalons.
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A moins de 30 ans, Newton était déjà en possession du calcul des fluxions (forme initiale du calcul différentiel et intégral) et de sa théorie de la lumière : il montre ainsi, à partir de 1666, que la lumière blanche du Soleil, dispersée par un prisme est en fait composée de multiples couleurs. Et sa compréhension de l'optique lui permettra, en 1671, de construire le premier télescope. Stimulé par les travaux de Hooke, Halley, Huygens, Borelli ou encore Flamsteed, Newton élabore à partir de 1687, le cadre théorique dans lequel la notion de force, reliée à celle de quantité de mouvement, est devenue enfin opérationnelle. |
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Mieux encore, il va réussir à exprimer dans une formule la force qui est à l'origine du déplacement des planètes. Cependant, lorsqu'il cherche à confirmer ses idées, Newton se heurte dans un premier temps à l'imperfection d'une mesure des dimensions du globe. Il lui faudra attendre la mesure effectuée par Picard pour pouvoir constater l'exactitude de sa supposition, et d'affirmer que la Lune tombe à chaque instant vers la Terre.
En étudiant le mouvement d'un projectile qui serait lancé
autour d'un centre, il reconnaît que sa trajectoire est effectivement une
ellipse. La comparaison de
ces résultats avec les lois de Kepler lui indique immédiatement que le
mouvement des planètes autour du Soleil est dû à leur vitesse initiale combinée
avec une
force ,par laquelle chaque, planète pèse et tombe vers le Soleil;
la nature elliptique de leurs orbites démontre l'égale pesanteur de toutes les
planètes vers cet astre. Parvenu à ce grand principe appelé loi d'attraction
universelle,
Newton
en voit découler les grands
phénomènes
du système du monde, l'attraction des planètes, l'aplatissement de
Au 18e siècle, Malgré les réticences auxquelles se heurte la physique de Newton, l'astronomie pratique continue à se perfectionner. Les mouvements des corps du Système solaire semblent alors pouvoir être entièrement décrits par les équations de la mécanique céleste. Cette branche de l'astronomie est perfectionnée notamment par Clairaut, Lagrange et Laplace connaîtra des succès éclatants. En attendant, Flamsteed construit ses cartes et ses catalogues d'étoiles. Halley calcule, d'après les méthodes de Newton, l'orbite des comètes connues, et reconnaît ainsi la périodicité de la comète qui porte son nom, et dont il annonce le retour pour 1759. Il indique également le passage de Vénus sur le Soleil en 1761 comme pouvant servir à déterminer la parallaxe du Soleil C’est à dire les passages de Vénus devant le Soleil. C'est l'époque des grandes expéditions envoyées par la France en Laponie et au Pérou pour la mesure du globe terrestre dont l'aplatissement se trouve mis hors de doute. Quelques années plus tard, les passages de Vénus sur le Soleil en 1761.
A la
fin du 18e siècle est
surtout célèbre par les travaux d'Herschel, qui constitue un
apport immense à l'astronomie d'observation, et parmi lesquels nous
mentionnerons seulement la découverte d'Uranus en 1781, et les
recherches sur les nébuleuses et les étoiles doubles. Je vais vous parlez aussi un
petit peu du 19 eme siècle et claire finira donc
cette partie !!
Le 19e siècle s'ouvre par la découverte de Cérès par
Piazzi à Palerme. C'est le
premier de ces astéroïdes, comme on les appellera bientôt, tous compris entre
Mars et Jupiter, dont le nombre s'avérera au cours des années et des décennies
suivantes considérable. A cette
époque la
mesure de la méridienne occupe encore les astronomes. A l'occasion du nouveau
système des poids et mesures dont le mètre devait former la base.
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Depuis lors, de nouvelles mesures ont été effectuées en d'autres contrées, notamment eu Russie. On a ainsi mis en évidence les irrégularités des divers méridiens et déterminé avec plus de précision l'aplatissement terrestre. L'application de la télégraphie électrique à la détermination des longitudes a réalisé à partir du milieu du 19e siècle un perfectionnement important pour la construction des cartes et la connaissance de la forme de notre globe; mais on ne l'a utilisée dans un premier temps que pour le calcul des longitudes relatives de Paris, Greenwich et Bruxelles. |
 Herschel |
La mécanique céleste se perfectionne encore, notamment avec Poisson et Le Verrier, ce dernier permettant par ses calculs la découverte de Neptune en 1848, à partir des irrégularités du mouvement d'Uranus. Cette mécanique atteindra son plus haut degré de perfection, pour longtemps, avec Poincaré, entre le 19e siècle et 2Oe siècle. Cette époque est aussi celle des recherches approfondies sur les étoiles doubles, sur les parallaxes et la distance des étoiles les comètes, les astéroïdes, les planètes, etc. C'est aussi à cette époque que naît l'astrophysique : on commence désormais à accéder à la constitution chimique des astres et à quantité d'autres informations que l'on avait crues jusque là hors de portée.
Des "lunettes" plus actuelles que celles de Galilée pour observer le Cosmos et voir de plus en plus loin... Le télescope spatial Hubble !! |
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II) Sitographie
http://cepheides.over-blog.com
http://www.galilee.fr