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La découverte du monde > Le ciel
L'astronomie grecque
Primitivement on nommait meteôra tous les phénomènes qui s'accomplissent au-dessus de nos têtes, soit dans les régions de l'air, soit dans les régions célestes. La science de tous ces phénomènes ensemble, sous le nom de meteôrologia, meteôrôn theôria, embrassait l'astronomie et la météorologie, et constituait une partie de la science de la nature, physiologia, objet des spéculations des plus anciens philosophes de la Grèce

Quelques-uns, par exemple Xénophane et plus tard des épicuriens, considéraient les astres eux-mêmes comme des phénomènes de notre atmosphère, et telle fut sur les comètes l'opinion dominante de l'Antiquité. Mais, persuadés que la variabilité désordonnée est restreinte aux régions sublunaires, la plupart des philosophes et tous les savants dignes du nom d'astronomes placèrent plus haut les étoiles fixes et les planètes, y compris le Soleil et la Lune : ils en firent l'objet d'une science à part, science mathématique des mouvements réguliers des astres. Alors le mot meteorologia, par exemple chez Aristote, chez ses disciples et chez ses commentateurs, désigna spécialement l'étude des phénomènes considérés comme appartenant aux régions aériennes, les comètes comprises.

Cependant le nom de météores, meteôra, continua de s'appliquer quelquefois aux astres, et le nom de météorologie à l'astronomie, par exemple dans les écrits de Posidonius sur cette science, et c'est en ce sens que, du temps de l'Empire romain, le Grec Cléomède intitula Théorie circulaire des météores, kyklikè theôria peri meteôrôn, son traité exclusivement astronomique, et c'est ainsi que Ptolémée lui-même donnait le nom de météoroscopiques  aux observations et aux instruments d'astronomie. Du reste, pour désigner les météores seuls à l'exclusion des astres, on disait ta metarsia, et pour désigner la météorologie seule à l'exclusion de l'astronomie, on avait formé le nom de metarsologia. De même, dès que la science des mouvements des astres fut née, elle eut aussi un nom qui ne s'appliqua primitivement qu'à elle : ce fut le mot grec astrologia, qui, analogue par sa formation aux mots physiologia et meteôrologia, signifie étymologiquement la connaissance raisonnée des astres. 

Quant au mot grec astronomia, analogue au mot oikonomia, il semble qu'il aurait dû signifier plutôt l'ensemble des règles de l'astronomie pratique; mais, en réalité, chez les Grecs, jusqu'après le commencement de notre ère, le mot astrologia, très usité, et le mot astronomia, beaucoup plus rares, ont été employés comme synonymes pour désigner la science astronomique en général. Quand, depuis l'époque d'Alexandre le Grand, la forme de divination que nous nommons astrologie fut venu de Chaldée et d'Égypte en Grèce et ensuite à Rome, on lui appliqua d'abord ces mêmes noms indistinctement. Ce ne fut qu'après le commencement de notre ère, et d'une manière toujours très inconstante, que le nom d'astrologia, furent affecté plus particulièrement à l'astrologie, et qu'on l'opposa au mot d'astronomia, considéré ainsi comme noms spécial de l'astronomie proprement dite. Cependant l'astrologie continua, même alors, d'être nommée quelquefois astronomia

Enfance de l'astronomie pratique

Partout où la science astronomique s'est développée, elle a été précédée par une astronomie pratique, appuyée sur des observations sans exactitude, et par une cosmographie fondée sur les apparences et sur des conceptions plus ou moins rudimentaires.

La lunaison est l'origine du mois, et la période des saisons est l'origine de l'année. Chez les Grecs, on se fit d'abord, comme on put, un calendrier populaire, dont les deux éléments principaux étaient la période des saisons constituant l'année, et la période des phases lunaires, qui constituait le mois. Ces phases étaient un fait visible, facile à observer : le premier jour où l'on voyait le croissant lunaire au couchant après le coucher du Soleil était la néoménie, c'està-dire le commencement d'un nouveau mois. Quant au Soleil, sa marche était plus difficile à suivre. Un seul cercle céleste, cercle terrestre en même temps, frappait les yeux : c'était l'horizon. Il était facile de voir que pour un même lieu le Soleil ne se lève pas et ne se couche pas aux mêmes points de l'horizon pendant toute l'année, et que le point orient ou occident, pour cet astre, va du sud au nord quand les jours allongent, et du nord au sud quand les jours raccourcissent. 

On remarquait donc, dès le temps d'Hésiode, deux changements de route du Soleil. Ces deux changements, l'un d'été, l'autre d'hiver, donnaient leurs noms aux deux points de l'horizon tant oriental qu'occidental, et aux deux points de la durée annuelle, dans lesquels ils s'effectuaient. Par exemple, Homère dit que Syria, île petite, mais fertile et peuplée, est au-dessus, c'est-à-dire au nord d'Ortygie, et qu'à Ortygie est le changement de route du Soleil. Ortygie, citée plus d'une fois dans les poésies homériques, est identique à Rhénée des géographes anciens (aujourd'hui Mégali Dhili); elle est, en effet, au sud de Syria (aujourd'hui Syra), à l'ouest de Délos, dont Rhénée n'est éloignée que de quatre stades et dont elle était incline considérée comme une partie. Dans ce passage de l'Odyssée, c'est Eumée qui parle, et il est habitant d'Ithaque. Par rapport à Ithaque, Ortygie et Délos sont à peu près au levant d'hiver (sud-est), et par rapport à l'Ionie, pays d'Homère, ces îles sont au couchant d'hiver (sud-ouest) : l'expression d'Homère était donc vraie pour l'Ionie comme pour Ithaque. 

Après l'époque d'Homère, pour désigner les points de l'horizon où le Soleil se lève ou se couche aux deux solstices, les Grecs employèrent des expressions plus claires et plus précises, celles de levant ou couchant d'été ou d'hiver. A chacun de ces deux changements de route du Soleil, il y a, entre le mouvement du sud au nord et le mouvement du nord au sud, et réciproquement, un petit temps d'arrêt du Soleil, pendant lequel son changement de déclinaison est insensible, de même que le changement de longueur des jours et des nuits : de là le nom latin solstitium, solstice. A moitié chemin entre le solstice d'été, marqué par les plus longs jours, et le solstice d'hiver, marqué par les jours les plus courts, il y a un point de l'horizon où le Soleil se lève quand il fait les jours égaux aux nuits : de là, pour le temps de l'année où il se lève en ce point, le nom grec isêmeria, égalité des jours (aux nuits), et le nom latin aequinoctium, égalité des nuits (aux jours), équinoxe : l'un est l'équinoxe de printemps, et l'autre l'équinoxe d'automne. De là aussi, pour les points de l'horizon où le soleil se lève et se couche en ces deux temps de l'année, les noms de levant et de couchant d'équinoxe.

Ce fut au solstice d'été que les Grecs placèrent le commencement, au moins idéal, de leur année, Jusqu'au temps d'Hérodote, on évaluait l'année à 360 jours et le mois lunaire à 30 jours : ce qui aurait donné 12 mois par an; mais on savait que cette évaluation en nombres ronds était trop forte pour le mois lunaire et trop faible pour l'année. Les Grecs cherchèrent combien, sur un certain nombre de mois, il fallait compter de mois pleins , c'est-à-dire de 30 jours, et combien de mois caves, c'est-à-dire de 29 jours, pour que le commencement du mois ne s'écartât jamais beaucoup de la nouvelle lune; puis combien, sur un certain nombre d'années, il fallait ajouter de treizièmes mois intercalaires, et quelles devaient être les années à intercalation c'est-à-dire de 13 mois, pour que le commencement du premier mois ne s'écartât jamais beaucoup du solstice d'été. Tel fut le principe de leur calendrier luni-solaire et de ses perfectionnements successifs avec ses cycles, et ses périodes. 

Chez chaque peuple grec, les douze mois avaient chacun leur nom et leur place dans l'année, et le mois intercalaire prenait le nom du mois précédent avec l'épithète de second; mais, par rapport à la période des saisons, ces places éprouvaient des oscillations d'un assez grand nombre de jours : pour s'y reconnaître, tantôt on comptait les jours depuis le solstice, comme on le voit dans Hésiode, tantôt l'on avait recours aux étoiles.

Dès l'époque d'Homère et d'Hésiode, quelques constellations et quelques étoiles prises à part avaient leurs noms particuliers. Parmi celles qui, voisines du pôle boréal, sont toujours sur l'horizon de la Grèce, la Grande Ourse, ou Chariot,  était la seule qui fût nommée alors. Quant aux étoiles qui descendent chaque jour sous l'horizon, elles sont invisibles en certaines saisons, quand elles ne sont sur l'horizon que pendant le jour. C'est pourquoi, outre leurs levers quotidiens et leurs couchers quotidiens on remarqua aussi leurs levers annuels, c'est-à-dire leurs premiers levers visibles, et leurs couchers annuels, c'est-à-dire leurs derniers couchers visibles : on fixa ainsi certains points dans la période des saisons. Plus tard, on distingua plusieurs espèces de levers et de couchers annuels. Toujours inexacte , mais toujours utile aux agriculteurs et aux marins grecs pour savoir où l'on en était de la période des saisons, avec laquelle le calendrier grec ne concordait pas fidèlement, la théorie de ces levers et de ces couchers a gardé une grande place dans l'astronomie grecque, et aussi dans l'astronomie romaine, qui en fut une copie faible et infidèle.

Parmi les planètes, on connaissait, dès l'époque d'Homère et d'Hésiode, l'étoile du matin, Eôsphoros ou Phôsphoros (aster), que les Romains nommeront Lucifer, et l'étoile du soir, Hesperos (aster), la Vesper des Romains. De bonne heure, on s'aperçut que c'était un même astre (Vénus), compagnon du Soleil, tantôt le précédant dans sa course diurne, et tantôt le suivant.
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Le système du monde des Anciens.
Le Système du monde des Anciens,
d'après Ch. Scheiner, Disquisitiones mathematicae, 1614.

Cosmographie populaire

A côté de cette astronomie pratique, existaient des conceptions cosmographiques dont voici les principaux traits. L'univers était une sphère à enveloppe solide, mais creuse en partie. L'air, l'éther,  et le ciel, avec sa voûte solide, formaient l'hémisphère supérieur. La terre, et au-dessous d'elle les profondeurs du Tartare,  formaient l'hémisphère inférieur. Avec la grande mer, c'est-à-dire avec la Méditerranée, la terre présentait une surface circulaire et plate, sauf ses inégalités.

Au-dessus d'elle, la voûte du ciel était soutenue par les colonnes d'Atlas, symboles des hautes montagnes, ou bien par les épaules et les bras d'Atlas lui-même debout sur la terre à l'occident. Plus tard, certains artistes le représentèrent portant à la fois le disque
terrestre et la voûte du ciel au-dessus. Enfin, certains interprètes peu sensés de la mythologie le transformèrent en un astronome, inventeur de la sphère céleste, et ensuite de nombreux artistes mirent sur ses épaules un globe céleste orné de constellations, comme la sphère pleine d'Archimède. C'est ainsi qu'Atlas est représenté sur des vases peints, où l'image de la sphère est incomplète; sur des
pierres gravées, où elle est entière, mais peu nette, et dans beaucoup d'autres images antiques. 

Revenons à la Terre considérée comme un disque. Plutarque  s'inspire de cette conception primitive, lorsqu'il dit que la table est une image de la terre par sa stabilité et parce qu'elle nous nourrit. Sans doute il s'agit de la table primitive des Grecs, consistant en un disque horizontal supporté par trois pieds.

Suivant la cosmographie primitive, un fleuve circulaire, peu large, mais profond, et rentrant sur lui-même, dans son cours rapide, de l'occident à l'orient par le nord et de l'orient à l'occident par le midi, entourait la terre et communiquait à l'occident avec la mer intérieure, et à l'orient avec l'étang du Soleil, d'où cet astre se levait : c'était le fleuve Océan, duquel le soleil, la lune et les étoiles sortaient chaque jour à l'orient; ces astres montaient au-dessus de la terre jusqu'au milieu du ciel, c'est-à-dire jusqu'au méridien, puis redescendaient et se plongeaient dans le fleuve Océan à l'occident. Pendant la nuit, le cours de ce fleuve les ramenait à l'orient par le nord. A l'occident, au delà du fleuve Océan, était un rivage ténébreux où le soleil n'arrivait jamais : là se trouvaient les demeures d'Hadès et des morts et l'ouverture du Tartare. 

Les contrées les plus chaudes étaient, croyait-on, celles que le soleil voyait de trop près à son lever ou à son coucher. L'on n'avait aucune notion de la différence des climats. Le vent froid du nord soufflait des montagnes de la Thrace; mais, plus loin vers le nord, on imaginait le doux climat des Hyperboréens, et bien loin au nord-ouest l'île délicieuse de Calypso. La surface circulaire de la terre avait pour centre le sanctuaire de Delphes, nombril de la Terre, au point où s'étaient rencontrés dans leur vol deux aigles envoyés par Zeus des extrémités de l'Orient et de l'Occident. Dans ce sanctuaire, près de la pierre omphalos (nombril, milieu), étaient l'autel et le feu sacré d'Hestia, déesse qui figurait la stabilité de la Terre en même temps que celle du foyer tant domestique que politique. Dans les maisons grecques primitives à base circulaire, le foyer était au centre de cette base, et la fumée sortait par le haut du toit. Chaque cité grecque avait son prytanée en l'orme de rotonde (tholos), édifice consacré à Hestia : le foyer sacré de la cité y était placé au-dessous du sommet de la voûte, de même que le foyer de Delphes, foyer commun de tous les Hellènes, était sous le sommet de la voûte céleste. La Vesta des Romains, identique à l'Hestia des Grecs, aura de même des temples en forme de rotonde à voûte hémisphérique.

Cette conception primitive de la cosmographie se retrouve, plus ou moins modifiée, à toutes les époques de l'antiquité grecque et romaine, non seulement chez des poètes des deux nations, mais chez des prosateurs en tout genre. Au commencement du IVe siècle avant notre ère, le médecin grec Ctésias prétendait sérieusement que de certaines montagnes de l'Inde on voyait le soleil à son lever dix fois plus gros qu'il ne paraissait en Grèce. Jusqu'à l'époque de Posidonius, moins d'un siècle avant notre ère, on disait vulgairement que pour les habitants des bords de l'océan Occidental le soleil à son coucher paraissait beaucoup plus gros qu'ailleurs, et qu'au moment où il se plongeait dans l'Océan, l'on entendait un sifflement pareil à celui que produit dans l'eau un fer incandescent. Vers la même époque, le géographe grec Artémidore d'Ephèse, qui parlait de Gadès comme y étant allé lui-même, osait dire que de cette ville phénicienne de la côte d'Espagne le soleil à son coucher paraissait centuplé de grosseur. Posidonius, qui était allé à Gadès, jugeait nécessaire d'opposer son témoignage à ces vieilles erreurs, toujours persistantes et soutenues par des mensonges. 

L'éveil de l'astronomie spéculative

Le premier astronome qu'ait produit la Grèce est Thalès de Milet, qui naquit vers 640 av. J.-C. On attribue à Anaximandre l'invention de la sphère, du zodiaque et des cartes géographiques, et à Anaximène la découverte des cadrans; mais il est probable que toutes ces connaissances furent puisées en Asie, et que l'on donna le nom d'inventeur à ceux qui les importèrent en Grèce ou qui les y firent revivre.

Pythagore savait que la Terre était ronde, et le premier il eut la pensée qu'elle était habitée sur toute sa surface. Parmi les disciples de Pythagore, nous devons citer comme s'étant distingués dans l'astronomie, Empédocle et Philolaüs ; ce dernier évoqua le mouvement de la Terre autour du soleil.

Méton, philosophe athénien, proposa un cycle de 19 années solaires, pendant lesquelles s'écoulent 19 années lunaires et 7 mois intercalaires. Sa période se composait, en comptant les mois intercalaires, de 235 mois, dont 110 avaient 29 jours et 125 en avaient 30. Ce cycle approchait beaucoup de la vérité, et fut adopté dans toutes les villes et colonies grecques : on lui donna le nom de Cycle ou Nombre d'or.

Démocrite, le premier, considéra la Voie lactée comme un amas d'étoiles; et, par analogie, il pensa que les comètes étaient produites par la réunion de plusieurs planètes tellement voisines, qu'elles ne donnaient la sensation que d'un seul astre.

Quoique Platon ait peu cultivé l'astronomie, nous devons dire cependant qu'il émit cette opinion, très remarquable pour l'époque à laquelle il vivait, que les corps célestes avaient été mus en ligne droite, et que ce mouvement avait été rendu circulaire par l'action de la gravité.

Les Grecs dont nous venons de parler furent plutôt philosophes qu'astronomes; s'emparant des faits déjà connus en Asie ou en Égypte, ils cherchèrent à les expliquer ou à en déduire des conséquences; mais ils firent très peu d'observations. Ce reproche toutefois ne peut s'appliquer à Aristote, qui fit lui-même des observations assez exactes; ainsi, il rapporte avoir observé une éclipse de Mars par la Lune, et l'occultation d'une étoile des Gémeaux par Jupiter. Ce philosophe sa vait que la Terre est plus petite que le Soleil.

L'astronomie alexandrine

Les premiers astronomes de cette école que nous ayons à citer sont Aristille et Timocharis, qui cherchèrent à déterminer la place des étoiles et le mouvement des planètes; ils firent un grand nombre d'observations, et leurs travaux servirent plus tard à Hipparque. Aristarque, qui vint après eux, est le premier qui ait fait des observations raisonnées; il chercha à déterminer le diamètre du Soleil, et réussit dans cette recherche aussi bien que le permettaient les instruments dont il se servait; il trouva que ce diamètre était la sept cent vingtième partie du cercle que décrit cet astre. Ce résultat est remarquable; car avant lui on n'avait que des idées fort inexactes sur les dimensions du Soleil, de la Lune, et sur les distances de ces astres à la terre. Aristarque adopta l'hypothèse du mouvement de la terre, et fut par ce motif accusé d'impiété par le stoïcien Cléanthe : du reste, cette opinion ne fut pas adoptée dans l'école d'Alexandrie.

Ératosthène, successeur d'Aristarque, passe pour être l'inventeur des armilles; c'est, du reste, à l'aide de cet instrument qu'il chercha à déterminer l'obliquité de l'écliptique. Il tenta une opération plus hardie, celle de mesurer le globe terrestre. La méthode dont il se servit est celle qui a été employée dans les Temps modernes : elle consiste à mesurer la distance de deux points situés sur un même méridien, et à déterminer ensuite l'angle formé par les deux verticales passant par ces points, au moyen de l'arc qu'elles interceptent dans le ciel. L'Égypte, pays plat , arpenté dans tous les sens pour les travaux de l'agriculture, lui servit admirablement dans cette opération, qu'il exécuta avec autant de bonheur que le permettaient les instruments connus alors. La mesure trouvée par Ératosthène est de 250,000 stades. Or, le stade dont il s'agit vaut 155,092, ce qui donne pour la circonférence du globe 250,000 X 155,092 m = 39, 273,000 m : on sait que la valeur réelle tourne autour de 40,000,000 m. Ce savant s'occupa aussi de dresser un catalogue des étoiles; mais ayant perdu la vue à l'âge de quatre-vingts ans, et ne pouvant se résigner à vivre sans voir le ciel, il se laissa mourir de faim; il avait consigné ses observations dans des ouvrages qui depuis ont été perdus presque entièrement.

Parmi les astronomes qui vinrent après Ératosthène, nous devons citer Conon de Samos, qui donna son nom actuel à la constellation de la chevelure de Bérénice, et Apollonius de Perge, qui chercha à expliquer les stations et rétrogradations des planètes : citons aussi Archimède, quoiqu'il n'ait pas fait partie de l'école d'Alexandrie; il construisit une sphère, où les sept planètes étaient représentées avec leurs vitesses celatives.

Hipparque.
Nous arrivons à Hipparque, que l'on peut considérer comme le plus grand astronome de l'Antiquité; aussi croyons-nous devoir nous étendre un peu sur les travaux de cet homme de génie, qui embrassa l'astronomie dans soit ensemble et qui, suivant la méthode adoptée plus tard par Descartes, commença par soumettre à l'analyse les travaux de ses prédécesseurs. 

La première opération qu'entreprit Hipparque fut de vérifier l'obliquité de l'écliptique
donnée par Eratosthène : il la trouva bonne, et l'adopta; il voulut ensuite déterminer la durée de l'année, en mesurant l'intervalle qui sépare deux passages successifs du Soleil au même solstice on au même équinoxe, et, pour diviser l'erreur, il opéra sur plusieurs révolutions. Ces observations le conduisirent à reconnaître que l'année n'est pas partagée en quatre parties égales par les solstices et les équinoxes. Pour rendre compte de cette inégalité dans la marche du soleil, Hipparque supposa qu'il se mouvait sur un cercle excentrique; et, poussant plus loin ses investigations, il reconnut également que les jours sont inégaux, c'est-à-dire que l'intervalle qui sépare deux passages successifs du Soleil au même méridien n'est pas constant. Hipparque; après avoir fait un grand nombre d'observations, dressa des tables du mouvement du Soleil; et comme il n'ignorait pas l'imperfection des méthodes qu'il avait employées, il limita à 600 ans l'exactitude de ces tables.

Il s'appliqua également à l'étude du mouvement de la Lune, et il s'aperçut que cet astre ne correspond pas au même point du  ciel pour deux observateurs placés dans des  lieux différents du globe. Cette remarque le  conduisit à la découverte de la parallaxe, et par suite à rapporter les observations à ce qu'elles seraient si elles étaient faites au centre de la Terre. Ayant découvert la parallaxe, il voulut s'en servir pour déterminer la distance des planètes à la Terre; mais l'imperfection de ses instruments ne lui permit d'appliquer cette méthode qu'à la Lune.

Hipparque partagea le ciel en 49 constellations, dont 12 dans l'écliptique, 21 au nord et 16 au midi; c'est la sphère des Chaldéens qu'il modifia un peu, et à laquelle il ajouta la chevelure de Bérénice. Enfin il projeta les constellations sur un plan, comme Anaximandre l'avait fait pour le globe terrestre. Il mourut 125 ans av. J. C.

Depuis Hipparque jusqu'à Ptolémée, nous ne rencontrons aucun astronome remarquable. Citons cependant Posidonius, qui attribua à la réfraction la différence de diamètre que présentent le Soleil et la Lune lorsqu'ils sont à l'horizon et au milieu de, leur course; il soupçonna aussi l'influence de ces deux astres sur le phénomène des marées.

Ptolémée.
Ptolémée, qui termine la série des astronomes qui ont jeté tant d'éclat sur l'école d'Alexandrie, est célèbre par le système au moyen duquel il expliqua les révolutions des corps célestes et qui prévalut jusqu'à Copernic

Dans ce système, Saturne est la planète la plus éloignée de la Terre; viennent ensuite Jupiter, Mars, le Soleil, Vénus, Mercure et la Lune. La Terre immobile occupe le centre de la sphère-céleste qui, en tournant de l'est à l'ouest, effectue sa révolution en vingt-quatre heures, et produit la succession des jours et des nuits. Chaque planète a en outre un mouvement qui lui est propre. Tel, est, en peu de mots, lé système de Ptolémée, système qui existait avant lui, puisqu'il fut celui des Chaldéens

Ptolémée, au contraire d'Hipparque, chercha plutôt à expliquer les faits qu'à les observer; cependant il s'appliqua à la recherche de la parallaxe de la Lune et du Soleil, et imagina un instrument pour ces observations. Sa détermination de la distance du Soleil à la Terre, quoique assez inexacte, fut cependant la meilleure jusqu'à Dominique Cassini.

Ptolémée consigna ses travaux et ceux de ses prédécesseurs dans un ouvrage qui porte le nom d'Almageste, et qui a joui longtemps d'une grande célébrité. Il dit aussi une géographie, dans laquelle il donna la position des lieux connus alors, au moyen de leur longitude et de leur latitude. Cet homme remarquable mourut à l'âge de soixante-dix-huit ans, et avec lui finit la gloire de l'école d'Alexandrie.

Après Ptolémée, l'astronomie fut entière ment négligée; l'invasion des Barbares en Europe, les guerres continuelles dont elle fut le théâtre, l'incendie de la bibliothèque d'Alexandrie, furent autant de causes qui s'opposèrent aux progrès des sciences. (Ddt).

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