Les Savants de la Grèce antique cherchent à expliquer le monde et la nature en élaborant des univers ordonnés et en harmonie par l'observation du ciel. Les modèles retenus sont toujours ceux qui rendent compte des apparences le plus fidèlement possible, et qui permettent de prédire les phénomènes célestes tels que les éclipses de la Lune et du Soleil.
Terre plate et finie flottant dans un océan de
Thalès
Thalès (624-548 a.v. J.-C.) définit la Terre comme plate et finie flottant sur un océan surmonté d'un Ciel de vapeur. Les objets célestes, fixes et en suspension dans le Ciel, tournent autour de la Terre en 24 heures.
Terre cylindrique sans Dieux
d'Anaximandre
Anaximandre (610-547 av. J.-C ), philosophe grec, est le premier à rompre la vision d'un Univers de Dieux et Déesses. Élève de Thalès, Anaximandre supprime l'eau supportant la Terre, et imagine une Terre cylindrique avec deux faces dont l'une est la Terre, et l'autre sous la Terre mais qui voit également le Ciel. L'eau étant supprimée, la Terre ne repose plus sur rien, et Anaximandre affirme qu'elle ne tombe pas parce qu'elle n'a aucune direction particulière vers laquelle tomber, le haut et de bas n'existant pas. Ce qui est tout à fait remarquable pour l'époque, au point qu'Aristote voit en lui le Père de la pensée scientifique.
Cette conception est pour certains considérée aujourd'hui comme l'une des plus audacieuses de toute l'histoire de la pensée humaine, qui plus est proche de la réalité quand on sait aujourd'hui que notre planète n'est pas une sphère parfaite car aplatie aux pôles, et qu'il était difficile à l'époque d'imaginer que la Terre ne reposait sur rien.
Terre sphérique et rigueur mathématique de
Pythagore
Pythagore (580-495 av. J.-C.) introduit la rigueur mathématique dans l'étude de l'Univers et est le premier à nommer l'Univers, le « Cosmos » le considérant comme ordonné et harmonieux. Il lui associe la musique et l'astronomie en établissant une échelle planétaire. Il fait tourner toutes les planètes autour de la Terre placée au centre de l'Univers, le Soleil tournant autour de la Terre conformément à l'observation du Ciel. Les orbites ont les mêmes rapports numériques que la gamme musicale et chaque planète produit un son.
Paradoxe de l'Univers fini
d'Archytas de Tarente
Archytas de Tarente (440-360 av. J.-C. , mathématicien, philosophe et général grec, de l'école de Pythagore et ami de Platon, a élaboré et enseigné la physique et métaphysique sans laisser d'écrits mais seulement des témoignages.
Il soulève le premier, d'une manière logique, simple mais remarquable, le paradoxe de l'Univers fini maintes fois repris aujourd'hui : « Si je me trouvais à la limite du ciel, autrement dit sur la sphère des étoiles fixes, pourrais-je tendre au-dehors la main ou un bâton, oui ou non ? Certes, il est absurde que je ne puisse le faire ; mais si j'y parviens, cela implique l'existence d'un dehors, corps ou lieu. Nous pouvons donc aller au-delà de cela encore, et ainsi de suite. » Pour Archytas, l'Univers n'a donc pas de limite, notion tout à fait d'actualité aujourd'hui.
Atomisme et multivers
d'Épicure
Épicure (341-270 av. J.-C.) défend l'atomisme, courant de pensée prédisant un nombre infini de mondes correspondant à toutes les combinaisons possibles d'atomes qui sont des particules indivisibles. Il n'existe aucun obstacle à un nombre infini de mondes à la fois semblables au nôtre et différents. Trop révolutionnaire pour la raison humaine et sans observation possible, l'atomisme ne peut s'imposer, d'autant plus que Platon et Aristote ne soutiennent pas le concept d'une matière infiniment petite mais proposent le finitisme, courant de pensée évitant le recours à l'infini qui, en réalité, leur fait peur.
Terre au centre de l'Univers fini de
Platon
Platon (v. 427-347 av. J.-C.) propose un Univers ou la Terre, de forme sphérique, occupe le centre d'une immense sphère extérieure sur laquelle sont incrustées les planètes et les étoiles. Mais un problème se pose : cette représentation à deux sphères ne peut pas expliquer le mouvement particulier des planètes par rapport aux étoiles. La nuit, elles se déplacent d'est en ouest avec les étoiles, tout en changeant de position par rapport à ces dernières d'ouest en est, et, de temps à autre, semblant s'arrêter et repartir en sens inverse avant de reprendre leur mouvement habituel, d'où leur nom de planètes, signifiant « vagabonds » en grec.
Univers à 33 sphères
d'Eudoxe
Eudoxe (406-355 av. J.-C.) résout le problème des planètes vagabondes qui font marche arrière en transformant l'Univers à deux sphères de Platon en un Univers à 33 sphères, les planètes se trouvant chacune sur une sphère concentrique, la terre toujours au centre et la sphère d'étoiles extérieure bornant l'Univers.
Univers géocentrique à 55 sphères et Terre ronde
d'Aristote
Aristote (385-322 av. J.-C.) né en Macédoine est fils de médecin à la Cour Royale. Il se rend à Athènes à l'âge de 17 ans et devient l'élève de Platon à l'Académie. A la mort de Platon en 347 av. J.-C., il retourne en Asie Mineure où il devient conseiller politique d'un tyran avant d'être précepteur du futur Alexandre le Grand, puis rentre à Athènes et fonde sa propre école : Le Lycée ou Peripatos.
Concernant sa représentation de l'Univers, Aristote porte le nombre de sphères à 55 pour reproduire les observations plus précises des planètes. Il confirme le géocentrisme avec le Soleil et les planètes entraînés par tout un ensemble très complexe de sphères concentriques en cristal tournant tout autour d'une terre immobile, et à l'extrême une sphère d'étoiles fixes les unes par rapport aux autres se déplaçant d'est en ouest. Le Soleil, la Lune et les planètes visibles à l’œil nu (Mercure, Vénus, Mars, Jupiter, Saturne) sont mobiles, et la Terre, immobile, en est le centre de rotation et le séjour des Dieux. Chaque sphère planétaire est liée à 4 ou 5 autres sphères tournant autour d'axes différents, le tout reproduisant le mouvement de la planète. Par ailleurs, pour Aristote, notre monde est constitué de terre, d'eau, d'air et de feu et tous les mouvements naturels sont verticaux en ligne droite, le mouvement circulaire n'existant pas.
Tous les grands astronomes grecs futurs dont le dernier, Ptolémée, confirmeront cette représentation en ne modifiant que quelques détails tels que le nombre et le rayon des sphères. Le géocentrisme, conforme aux observations, ne pose en effet aucun problème cinématique ni géométrique étant donné qu'on observe un lever et un coucher du Soleil qui peuvent permettre d'affirmer que ce dernier se déplace en tournant autour de la Terre. Or on sait depuis le XIVe siècle, grâce à l'évêque français Nicole Oresme, puis à Giordano Bruno au XVIe siècle et à Galilée au XVIIe siècle que nous ne pouvons pas percevoir le mouvement de la terre autour du Soleil, ni du Soleil dans la voie lactée car tout mouvement est relatif.
En ce qui concerne la forme et la dimension de la Terre, Aristote déclare : « Dans les éclipses de la lune, la ligne qui limite l'ombre est toujours une ligne courbe..... c'est la forme de la surface de la terre sphérique qui est cause de la forme de cette ligne. De plus, la manière dont les astres nous apparaissent ne prouve pas seulement que la Terre est ronde, mais aussi que son étendue est assez petite. Un déplacement minime vers le sud ou vers le nord modifie le cercle d'horizon, les astres au dessus de nous changent considérablement et ce ne sont pas les mêmes qui brillent. »
La modification de l'horizon suite à un faible déplacement, associée à la ligne courbe sur la Lune lors d'une éclipse, sont des observations qui permettent en effet d'affirmer que la terre est ronde. Quant à sa conclusion concernant le petit diamètre de la Terre mais sans donner de chiffre, n'est qu'une impression toute relative, car c'est l'éloignement infini des étoiles qui fait que la terre semble petite, et non pas parce que le cercle d'horizon augmente. Si on regarde en effet deux étoiles lointaines de n'importe quel endroit de la Terre et à n'importe quel moment de l'année, on les voit non seulement toujours sous le même angle malgré le déplacement de la Terre de millions de km autour du Soleil, mais également avec un grand point de vue. La raison en est que le rayon de la Terre et celui de son orbite autour du Soleil sont infiniment petits par rapport à la sphère céleste réelle. A l'échelle astronomique tout déplacement sur Terre est donc minuscule, tout comme la Terre elle même qui en est réduite à un point. Il est vrai qu'Aristote ne peut pas imaginer que les étoiles soient si infiniment éloignées.
Terre tournant autour du Soleil qui est au centre de l'Univers
Aristarque de Samos (310-230 av. J.-C.) étudie, un siècle après Aristote, les phases lunaires et les éclipses. Il s'intéresse aux dimensions de la Terre, de la Lune et du Soleil, et probablement à cause de la grande dimension de ce dernier, il positionne le Soleil au centre de l'Univers et conclut que c'est la Terre qui tourne autour du Soleil.
Il est le seul de l'antiquité à proposer cet Univers qui ressemble à celui de Copernic au XVIe siècle. Mais, malgré l'exactitude de cette conception du système solaire, elle ne s'impose pas car elle n'est pas conforme aux observations.
Il est le seul de l'antiquité à proposer cet Univers qui ressemble à celui de Copernic au XVIe siècle. Mais, malgré l'exactitude de cette conception du système solaire, elle ne s'impose pas car elle n'est pas conforme aux observations.
Terre ronde d'Ératosthène
Terre ronde d'Ératosthène
Ératosthène (276 -194 av. J.-C.), savant grec directeur de la bibliothèque d'Alexandrie, démontre que la terre est ronde en observant, le jour du solstice d'été, que la position du Soleil à Syène (devenu Assaouan) était verticale à la Terre alors qu'à Alexandrie elle fait un angle. Cet angle et la distance en nombre de stades compté par les caravanes de chameaux, lui permettent de calculer la circonférence de la Terre avec une précision remarquable compte tenu de la simplicité de la méthode. Il confirme que la Terre est ronde, ce que l'on sait d'ailleurs depuis longtemps avec les observations des éclipses de la lune, et notamment depuis Aristote. Il réalise également un catalogue de 675 étoiles et 44 constellations et calcule l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre par rapport à son axe de rotation autour du Soleil.
Univers géocentrique fini avec la terre au centre de
Ptolémée
Ptolémée (170-100 av. J.-C.), est le dernier mathématicien astronome célèbre de la Grèce antique deux siècles après Platon et Aristote. Il fait la synthèse des connaissances acquises au cours des siècles précédents en regroupant, dans un catalogue astronomique et astrologique, la cinquantaine de constellations connues concernant quelque 1000 étoiles, avec leur signification liée aux divinités grecques, et arrive à prédire avec une bonne précision le mouvement des astres confirmé par les observations.
Il consolide l'Univers géocentrique de ses prédécesseurs et d'Aristote, car les apparences vont dans ce sens. Il fait cependant évoluer la représentation de l'Univers en plaçant les planètes sur des cercles, appelés épicycles, avec leur centre sur la surface des sphères célestes : le mouvement d'une planète est la superposition de deux mouvements : l'un uniforme de la planète sur l'épicycle, dont le centre se déplace sur le cercle d'une sphère céleste.
La terre est au centre de tout, les mouvements des planètes sont circulaires et uniformes, la sphère extérieure des étoiles délimite l'Univers qui reste fini, donc avec un bord, même si un certain nombre de philosophes grecs soutiennent la vision d'un Univers infini en soulevant le paradoxe de l'absurdité du bord énoncé par Archytas de Tarente (440-360 av. J.-C.) : « Le bord de l'univers fini empêche de passer la main ou lancer une pierre et qui impose obligatoirement l'existence d'un nouvel espace au delà de ce bord et un nouvel autre et ainsi de suite. » Donc malgré cela, l'Univers fini de Aristote et Ptolémée prévaut durant les quinze siècles à venir, et l'ouvrage d'Aristote, « Almageste », sera la référence jusqu'à la révolution copernicienne du XVIe siècle avec son Univers héliocentrique !
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