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Les
astronomies archaïques
On ignore à quelle époque on a commencé
à s'intéresser aux astres. Les plus anciens témoignages archéologiques
laissent penser que ce n'étaient pas les astres eux-mêmes qui intéressaient
nos ancêtres, mais certains rythmes de leur environnement, auxquels les
astres, en même temps d'autres phénomènes naturels (remontée des saumons
dans les rivières, migrations de troupeaux, floraison des plantes, etc.)
pouvaient participer. La succession des levers et couchers
du Soleil
est assurément un phénomène astronomique selon nos conceptions actuelles,
mais le fait de constater le rythme des jours et des nuits
relève-t-il déjà de l'astronomie? Rien n'est moins évident. Les Grecs,
encore au VIIIe
siècle avant notre ère, y voyaient plutôt quelque chose que
nous ferions aujourd'hui relever d'une forme de météorologie. Lumière
et ténèbres, se partageant alternativement l'espace environnant, étaient
pour eux deux entités qui avaient une substance au même titre que la
matière des corps. De même, certaines séries entailles sur des os ou
des bois de de rennes remontant au Paléolithique
supérieur, font bien penser que ceux qui en étaient les auteurs
portaient peut-être un intérêt aux cycles de la Lune .
Mais si c'était bien le cas, ces cycles étaient-ils à l'origine de spéculations
particulières?
La situation au Néolithique semble moins
difficile à déchiffrer. On parvient à comprendre comment l'intérêt
pour les phénomènes astronomiques participe d'une préoccupation pour
les cycles de l'existence et pour la mort. L'inhumation - manière
d'inscrire de façon pour ainsi dire indélébile un individu dans l'espace
- devient une pratique courante. L'orientation de la dépouille par
rapport aux points cardinaux ,
qui sont des directions définies par le mouvement de la sphère céleste ,
accentue encore cette volonté d'insertion dans un grand tout cosmique.
Une correspondance symbolique est ainsi établie entre les rythmes de la
vie et les cycles cosmiques. C'est le sens qu'il convient de donner aux
orientations astronomiques de grands édifices religieux et funéraires
du passé, comme Stonehenge. Et c'est
encore ainsi que s'expliquera l'agencement des cités et des temples babyloniens,
chinois, égyptiens, romains, mayas,
etc.
-
Le
Disque de Nebra. - Découvert en 2002 en Allemagne,
ce
disque de bronze, qui représente la Lune, le Soleil et
des
étoiles (parmi lesquelles peut-être les Pléiades) est
un
cas exceptionnel de représentation aussi complète
des
astres pendant la Préhistoire.
Les humains commencent alors à croire
qu'ils peuvent intervenir sur les rythmes cosmiques par des rituels appropriés,
de la même façon, que ces rythmes ont prise sur le destin des humains.
Agir sur le déroulement cosmique ou simplement le prévoir, voilà qui
va inciter à chercher à mieux connaître les cycles des astres, et voilÃ
aussi ce qui caractérise les astronomies archaïques. Elles représentent
d'abord une quête de la signification humaine des phénomènes célestes,
et peu importe pour elles la nature des astres. Les mythes
sont là le plus souvent pour répondre aux éventuelles questions à leur
sujet : les étoiles
sont les feux de camps allumés la nuit par les habitants du ciel, la Lune
est le séjour des défunts, etc.
Découvrir les rythmes cosmiques afin de
marcher du même pas ne va pas de soi. Observer le lever et le coucher
des astres n'est pas si simple qu'il y paraît. Déterminer la longueur
de l'année
par le retour du Soleil
à une même point de référence est encore plus compliqué. Quant Ã
la définition de la durée du mois
lunaire
ou période des phases ,
la connaissance des rythmes des planètes ,
cela demande une expertise qui a besoin pour se constituer de plusieurs
siècles. C'est ce genre de constat qui fait parfois parler de "connaissances
astronomiques avancées" à propos de certaines civilisations archaïques.
Même si leurs astronomes ne connaissaient pas grand chose de l'astronomie,
ils avaient dû énormément travailler pour obtenir le peu de connaissances
qu'ils avaient. Le plus grand accomplissement de leur science fut la conception
de calendriers.
Sauver les apparences.
Les plus anciennes observations qui nous
soient parvenues sont des observations chinoises sur l'obliquité
de l'écliptique ,
qui datent de 1100 av. J.-C., et les
observations d'éclipses
faites par les Babyloniens, 720
av. J.-C. Ces derniers ont connu la période du saros
de 223 lunaisons
ou 18 ans et 11 jours, qui ramène la Lune
à la même position à l'égard de ses noeuds
et du Soleil ,
et qui permet de prédire les éclipses futures, au moyen de celles qui
ont eu lieu dans une de ces périodes.
Les Égyptiens
ont connu la durée (365 jours 1/4) de la révolution tropique
du Soleil .
Les Babyloniens, vers la même époque avaient des connaissances supérieures,
et c'est sans doute chez ces derniers que les Grecs, Ã partir du VIe
siècle av. J.-C., ont puisé une partie des connaissances astronomiques
que Thalès, Pythagore,
Eudoxe
et Platon avaient. Le grand apport des Grecs aura
été surtout d'avoir cherché à comprendre les phénomènes de
la nature sans en appeler à des causes surnaturelles. Cette démarche,
tempérée par ce qu'on a appelé le programme de Platon, qui assignait
pour tâche à l'astronomie de seulement
sauver les phénomènes,
a permis d'élucider la cause des phases
de la Lune, celle des éclipses ,
la rondeur de la Terre ,
l'obliquité
de l'écliptique ,
le mouvement des planètes .
On enseignait dans l'école de Pythagore
que les comètes
sont des astres analogues aux planètes, que celles-ci sont habitées,
que les étoiles
sont des soleils, etc. Mais ces grandes spéculations manquaient de preuves,
et elles étaient trop contraires aux illusions des sens pour ne pas rester
méconnues.
Méton, 400
av. J. - C., introduisit dans le calendrier grec, qui était
basé sur le mouvement de la Lune ,
le cycle de 19 ans correspondant à 235 lunaisons ,
au bout duquel le calendrier lunaire se retrouvait d'accord avec le mouvement
du Soleil ,
à 1/4 de jour près. Pythéas, vers le temps
d'Alexandre, observait à Marseille la
longueur méridienne
de l'ombre du gnomon ( Gnomonique)
au solstice
d'été, et en concluait l'obliquité
de l'écliptique .
C'est la plus ancienne observation de ce genre après celle de Tcheou-Kong
en Chine ;
elle confirme la diminution progressive de l'obliquité de l'écliptique.
L'école d'Alexandrie.
L'école
d'Alexandrie ,
qui commence à briller vers 300 av. J. - C.,
nous présente un ensemble d'observations régulièrement exécutées avec
des instruments propres à mesurer les angles, et calculées par les méthodes
trigonométriques.
Le système astronomique de cette école, a été plus utile que les spéculations
antérieures, parce qu'il était fondé sur l'expérience,
ce qui offrait un moyen de le rectifier et d'arriver par degrés à un
système du monde plus satisfaisant.
Aristarque
et Eratosthène.
Parmi les astronomes qui ont illustré
cette école, nous citerons Aristarque de
Samos ,
auteur d'une ingénieuse méthode pour trouver
le rapport des distances du Soleil
et de la Lune à la Terre. Il admettait le mouvement de la Terre, et la
considération que ce mouvement n'affecte pas sensiblement la position
des étoiles
les lui fait ,juger incomparablement plus éloignées que le Soleil. Eratosthène,
auquel on doit la première mesure de la Terre, fixa la latitude
d'Alexandrie et de Syène.
Hipparque.
Hipparque,
de Nicée en Bithynie
(IIe siècle av.
J.-C.), le plus grand astronome de l'Antiquité ,
est remarquable par sa méthode, par le grand
nombre et la précision de ses observations,
par les conséquences qu'il a su en tirer. Il détermina la durée de l'année
tropique ,
et reconnut l'avantage de se servir pour cela des observations d'équinoxes ,
ce qui lui donna lieu d'observer l'inégalité de durée des saisons ,
et par suite l'excentricité
de l'orbite du Soleil .
Il donna des tables du Soleil
et de la Lune. Par la comparaison de ses observations d'éclipses
avec celles des Chaldéens ,
il trouva les durées des révolutions
de la Lune relatives aux étoiles ,
au Soleil, Ã ses noeuds
et à son périgée .
Il détermina aussi la parallaxe
de la Lune, d'où il essaya de déduire la distance
du soleil. Une nouvelle étoile qui parut de son temps lui fit entreprendre
un catalogue qui renferme 1625 étoiles. En comparant ses propres observations
à celles d'Aristille et de Timocharis,
il reconnut l'augmentation de toutes les longitudes ,
et il l'explique par un mouvement direct de la sphère céleste
autour des pôles de l'écliptique ,
ce qui constitue le phénomène de la précession
des équinoxes .
Hipparque a enseigné à fixer la position des lieux de la Terre
par leur longitude et leur latitude; il se servait des éclipses de Lune
pour déterminer les longitudes. Il perfectionna la trigonométrie
sphérique, fit un grand nombre d'observations de planètes ,
etc. Malheureusement il ne nous reste de ses travaux que ce que Ptolémée
nous en a transmis.
Ptolémée.
Ptolémée,
né à Péluse en Égypte ,
vivait à Alexandrie vers l'an 130
de notre ère. Il suivit les idées d'Hipparque
et essaya de donner un système complet d'astronomie.
Il découvrit l'une des inégalités de la Lune, et donna le moyen de la
représenter par des épicycles, c'està -dire en faisant mouvoir la Lune,
non plus autour de la Terre, mais sur un cercle dont le centre lui-même
tourne autour de la Terre. C'est par des systèmes analogues ou plus compliqués
qu'ont été représentés tous les mouvements célestes jusqu'à Kepler.
Les progrès de l'astronomie finiront par surcharger d'épicycles
le système de Ptolémée, au point de justifier le mot bien connu du roi
Alphonse
de Castille .
Considéré
comme un moyen de représenter les mouvements célestes et de les soumettre
au calcul, le système de Ptolémée dira Laplace,
fait honneur à sa sagacité, et il a servi la science en permettant de
lier entre eux les phénomènes et d'en déterminer les lois.
Ptolémée a recueilli
toutes les déterminations connues de longitude
et de latitude ,
il a jeté les fondements de la méthode des projections pour la construction
des cartes géographiques ( L'histoire
de la cartographie );
il a exposé le phénomène des réfractions ,
et il a rassemblé ses théories et ses tables dans l'Almageste ,
en négligeant malheureusement d'y consigner toutes les observations dont
Hipparque
et lui s'étaient servis.
Prolongements
médiévaux.
Avec l'école
d'Alexandrie
finit l'astronomie ancienne, dont les Arabes ont conservé, développé
et transmis les connaissances.
Astronomie
arabe.
L'astronomie fut
la science que les Arabes affectionnèrent le plus. On leur a emprunté
les dénominations d'azimuth, de zénith, de nadir, etc. Dès le commencement
du IIIe siècle de l'hégire, ils fondèrent
des observatoires. Le calife Al-Mamoun ordonna de fabriquer des instruments
d'après les dessins de Ptolémée, et les premières observations furent
faites sous son règne à Chamassyya, près de Damas, l'an 829. Elles furent
consignées dans un ouvrage qui reçut le titre d'Observations astronomiques
de Mamoun (Ar-raçd al-Mamouni). Un des plus célèbres écrivains de cette
époque fut Mohammed ben Mouça dé Khowaresm, dont les Tables astronomiques
furent très estimées, jusqu'à ce que Naçir Ed-din publiât les siennes
en 1209.
Le grand ouvrage
astronomique de Ptolémée, dont on fit plusieurs traductions, acquit une
si grande autorité parmi les Arabes, que l'astronomie est souvent appelée
par eux la science de l'al-medjisti, du mot grec megistè,
très grand. C'est par les Arabes que cet ouvrage se répandit en Europe,
et encore aujourd'hui son titre arabe, Almageste, nous est plus
familier que celui de Syntaxis megistè, que porte l'original grec.
Mohammed al-Fargani écrivit, vers 815, ses Eléments d'astronomie, que
Golius a traduits en latin. Thabet ben Korra composa, selon Aboul-Faradj,
plus de 150 ouvrages, dont un grand nombre traitent des mathématiques.
Mohammed ben Djaber
al-Batani (929), le Ptolémée des Arabes, fit faire un grand pas à l'astronomie,
en découvrant avec beaucoup de sagacité que le mouvement de l'apogée
du soleil était un peu plus rapide que celui des étoiles fixes, et s'avançait
ainsi le long de l'écliptique. Ce fut là le seul progrès réel que fit
l'astronomie au Moyen âge. Le mouvement de l'écliptique fut réduit par
lui à un degré pour 70 ans au lieu de 100 ans, et il indiqua avec une
très grande exactitude l'excentricité de l'orbite solaire.
Abou'l-Wéfa signala
et décrivit, dès l'an 975, le 3e mouvement
irrégulier de la lune, variation dont la découverte a été attribuée
à Tycho-Brahé. Aboul-Haçan Ali Ibn Younas (1008) est l'auteur des Grandes
tables astronomiques, dédiées au sultan Al-Hakem d'Égypte. Abou
Rihân Mohammed al-Birouni (1030) s'est rendu célèbre par plusieurs traités
d'astronomie et d'astrologie, et Abou-Ali-Haçan ben al-Haitem, connu sous
le nom d'Al-Hazen, mérite une mention particulière pour son ouvrage sur
l'Optique, dont une traduction latine a été publiée à Bâle
en 1572.
Les princes Turco-Mongols
eux-mêmes ne restèrent pas étrangers aux études astronomiques. Au XIIIe
siècle, Houlagou, frère de Koubilaï-Khan, fonda, sous la direction de
l'astronome Nasir-Eddin, l'observatoire de Maragha. Au XVe
siècle, Ulugh-Beg, autre prince turco-mongol, se rendit célèbre par
la fondation d'un observatoire à Samarcande, où il dressa un nouveau
catalogue d'étoiles, et des tables astronomiques remarquables par leur
exactitude. Enfin, en 1457, il mesura l'obliquité de l'écliptique.
Astronomie
néo-latine.
L'astronomie reparaît
dans l'Europe médiévale, grâce aux écrits de Boèce
et de Gerbert, et aux encouragements de Frédéric
Il, qui fit traduire de l'arabe en latin l'Almageste de Ptolémée,
et Alphonse X, roi de Castille. Ce dernier
s'en occupa beaucoup, et voulut corriger les observations des anciens :
à cet effet, il rassembla tous les savants alors connus, travailla avec
eux et consigna les résultats des recherches qu'ils tirent ensemble, dans,
un recueil auquel on donna le nom de Tables Alphonsines. Elles parurent
en 1252,
le jour même de son avènement au trône.
A la même époque
vivaient Albert, le Grand, évêque de Ratisbonne, qui fit quelques ouvrages
sur l'astronomie, et Roger Bacon, moine et docteur de l'université d'Oxford,
si célèbre par ses connaissances dans les sciences mathématiques, qu'il
fut regardé comme le miracle de son siècle. Il écrivit sur l'astronomie,
et fut de ceux qui annonèrent que le calendrier avait besoin d'être réformé.
Si l'on excepte la
position d'Oresme (1329 -1382), cette astronomie
médiévale repose sur l'hypothèse géocentrique
(la Terre
est au centre du monde), comme la plupart de ceux qui l'ont précédée.
Pourtant, au XVe
siècle sa situation devient intenable.
L'héliocentrisme (le Soleil
au centre du monde) devient de nouveau une option à prendre au sérieux.
C'est à cette époque, en tout cas, que les savants commencent
à réagir plus efficacement contre les doctrines traditionnelles; ils
se groupent ou s'associent pour faire avancer plus rapidement la science.
Grâce à eux et ausssi grâce à l'invention et au développement de l'imprimerie
qui favorise le brassage des idées, la pensée se modifie, elle s'enhardit
et cherche à rompre plus résolument les entraves autoritaires. On sent
que le Moyen âge va finir et que le siècle de la Renaissance approche.
Le groupe des astronomes
progressistes de ce temps a pour chefs de file Purbach,
Régiomontanus.
Purbach est né en 1423
près de la ville de ce nom. Après avoir voyagé en Italie pour s'instruire,
il revint à Vienne, et commença un abrégé de l'Almageste, que
sa mort prématurée l'empêcha de terminer; il n'était âgé que de vingt-huit
ans, et il avait déjà acquis une très grande réputation.
Quant à Regiomontanus,
dès l'âge de quinze ans, il étudia sous Purbach, et, à l'exemple de
son maître, il fit un voyage en Italie pour y puiser des connaissances
que l'Allemagne ne pouvait lui procurer; il revint ensuite à Nuremberg,
où il, fut aidé dans ses travaux par Walther. Ce dernier avait une très
grande fortune, qui lui permit de faire construire tous les instruments
nécessaires aux observations astronomiques. Ces deux hommes travaillèrent
en commun, et les premiers ils donnèrent l'heure vraie au moyen de la
hauteur du soleil et des étoiles : ils composèrent aussi des éphémérides
pour l'espace de trente ans. Regiomontanus observa la comète qui parut
en 1472,
et chercha, comme pour une planète, à fixer sa distance et sa grandeur.
Cette observation mérite d'être citée, car c'est la première de ce
genre qui ait été faite en Europe. Comme son prédécesseur, Regiomontanus
mourut jeune; il n'avait que trente-neuf ans lorsque la mort le surprit.
Mais l'impulsion
était donnée. Les observations devenaient plus nombreuses , et les perfectionnements
apportés dans la construction des instruments anciens permettaient de
les faire plus exactes; il ne fallait plus qu'un pas pour détruire les
théories que les siècles avaient consacrées, et pour lire la vérité
dans le ciel; Copernic fut celui qui le franchit.
L'astronomie
moderne
La révolution
astronomique des XVIe et XVIIe
s.
La
renaissance de l'astronomie au XVIe
s.
Copernic (1473-1544),
né à Thorn, dans la Pologne
prussienne, chanoine à Frauenberg, établit une théorie
du mouvement de la Terre
qui résulte de trente-six ans d'étude et d'observations. Choqué de l'extrême
complication du système de Ptolémée, il chercha
dans les anciens philosophes quelque hypothèse
plus simple. Il y trouva (ou cru trouver dans une tradition reposant sur
des bases fausses) que les Égyptiens
supposaient Vénus
et Mercure
en mouvement autour du Soleil ,
mais aussi que Hicétas faisait tourner la Terre
sur son axe, affranchissant ainsi la sphère céleste
de l'inconcevable vitesse qu'il fallait lui supposer pour accomplir en
un jour une révolution complète; enfin que les pythagoriciens
faisaient mouvoir la Terre et les planètes
autour d'un feu central (qui n'était pas, cependant, le Soleil). Ces idées
frappèrent Copernic; il les appliqua aux observations,
et les vit se plier apparemment sans effort à la théorie du mouvement
de la Terre. Dès lors le mouvement diurne
du ciel ne fut plus pour lui qu'une illusion due à la rotation de la Terre;
la précession
des équinoxes ,
un mouvement de l'axe terrestre; les mouvements rétrogrades
des planètes, des apparences dues au mouvement de translation de la Terre.
Le système de Copernic avait malheureusement
à combattre les illusions des sens,
et ne pouvait être établi définitivement qu'après la découverte des
lois fondamentales de la mécanique, lois dont les Anciens n'eurent aucune
idée. Il avait un autre défaut, dont on tend à minorer aujourd'hui l'importance
: dans les détails, il n'était si simple que cela. Car même en admettant
l'hypothèse héliocentrique, on restait encore
confronté au fait que les orbites des planètes
ne sont pas des cercles mais des ellipses parcourues avec des vitesses
variables, et que pour rendre compte de leur mouvement réels, il fallait
ajouter des complications au total aussi peu séduisantes que celles du
système de Ptolémée.
-
Nicolas
Copernic (1473-1544).
Cette complication explique aussi la réticence
à adopter le système de Copernic de certains astronomes, pourtant convaincus
de la nécessité de renoncer au système de Ptolémée.
Tel était le cas de Tycho Brahé (1546-1601),
qui observa pendant vingt ans à Uraniborg, dans la petite île de Hven,
à l'entrée de la mer Baltique. On lui doit un nouveau catalogue
d'étoiles ,
de nombreuses observations des planètes ,
qui serviront de base aux lois de Képler ,
une connaissance plus parfaite des réfractions ,
la découverte de l'équation annuelle et
de la variation lunaire, la remarque que les comètes
se meuvent fort au delà de la Lune .
Frappé des objections faites au système de Copernic, il en adopta un
nouveau : les apparences y sont les mêmes que dans celui de Copernic,
seulement on transporte à tout le ciel les deux mouvements de la Terre ,
qui redevient le centre immobile de l'univers.
Le
XVIIe s.
L'ignorance absolue des lois de la mécanique
justifie cette répulsion que l'on éprouvait pour le mouvement de la Terre .
Ainsi l'on ne concevait pas comment les corps détachés de la Terre pouvaient
en suivre les mouvements. Les partisans de Copernic eux-mêmes n'admettaient
pas qu'un corps pesant tombant d'une grande hauteur doit rencontrer le
sol sensiblement au même point, quel que soit le mouvement de la Terre.
Certains, Ã l'instar de Giordano Bruno, pressentaient
déjà que les nouvelles idées ne pourraient s'installer véritablement
qu'après la fondation d'une nouvelle physique. Il allait revenir à Galilée,
à Kepler, à Newton
et à quelques autres d'autres d'accomplir cette révolution.
Tous sont partisans
de l'héliocentrisme, et tous se réclament aussi de Copernic. Sans doute
parce que, comme lui, ils refusent à la Terre une place privilégiée
au centre monde. Pourtant l'astronomie qu'ils vont fonder n'aura plus rien
à avoir avec celle de leurs prédécesseurs. Copernic, comme d'ailleurs
Tycho
Brahé appartienentt à une autre époque. Leurs systèmes sont les
dernier à rester fidèle au programme de Platon,
qui voulait seulement sauver les apparences.
La vision
du monde qui va s'installer tout au long du XVIIe
siècle reposera sur une nouvelle façon
de penser l'espace et le mouvement, au sein d'une
physique désormais tout entière articulée autour des notions d'inertie
et de force.
Galilée.
Galilée (1564-1642),
né à Pise, montra que tous les corps tombent dans le vide avec la même
vitesse; il trouva les lois de la chute
des corps, des oscillations du pendule, du mouvement des projectiles. Il
perfectionna les lunettes que le hasard venait de faire découvrir, et,
à partir de l'automne 1609,
les dirigeant vers le ciel ,
il reconnut les phases
de Vénus ,
analogues à celles de la Lune ,
le système des quatre satellites principaux de Jupiter ;
il mesura les montagnes de la Lune, reconnut la nature de la Voie lactée ,
la rotation du Soleil .
Il observa même ou l'anneau de Saturne ,
qu'il n'identifie cependant pas comme tel. Galilée en déduisit avec raison,
que tous les déplacements dans le Système solaire
ne s'effectuent pas autour de la Terre .
Aussi adopta-t-il les idées de Copernic, mais sans pouvoir encore les
faire prévaloir.
De fait, les observations
de Galilée donnaient au système héliocentrique beaucoup de vraisemblance,
mais elles n'apportaient aucun argument décisif, et devant l'Inquisition
qui lui intenta un procès en 1630,
il fut conduit à renoncer à ses affirmations. C'est seulement en 1727
que Bradley, découvrant un effet d'optique appelé
l'aberration
des étoiles fixes (vois plus bas), pourra montrer l'existence d'un
mouvement périodique annuel de la Terre
par rapport aux étoiles .
Et ce n'est qu'en 1851,
que les propriétés d'inertie d'un pendule oscillant permettront à Foucault
de révéler la rotation de notre planète.
Kepler.
Contemporain de Galilée,
avec lequel il entretenait d'ailleurs une correspondance, Képler
(1571-1631),
poursuivit les travaux de Tycho Brahé 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
: choix heureux, parce que l'orbite
de Mars est une des plus excentriques, et qu'elle approche beaucoup de
la Terre dans ses apparitions. Astrologue autant
qu'astronome, inspiré par Platon et les Pythagoriciens,
ils 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'oeil nu. Finalement, après un grand nombre de tentatives,
Kepler dut se résoudre à abandonner le mouvement circulaire que les Anciens
regardaient comme seul possible, et il reconnut alors que l'orbite de Mars
est une ellipse dont le Soleil
occupe un foyer. 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 pythagoriciennes 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.
Kepler eut aussi
quelques vues 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.
Huygens (1629-1695)
perfectionna la construction et la théorie des lunettes; il découvrit
un satellite de Saturne
(Titan ),
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 Képler ,
il aurait enlevé à Newton la théorie des mouvements
curvilignes et la loi de la gravitation .
La création de l'Académie
des sciences de Paris en 1666
marque une époque importante dans l'astronomie d'observation. 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 la Terre, de la diminution de la pesanteur à l'équateur.
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. Roemer
mesure la vitesse de la lumière, et invente la lunette méridienne. Dominique
Cassini détermine les mouvements des satellites de Jupiter ;
il découvre quatre satellites de Saturne ,
constate la rotation du globe de Jupiter et de Mars ,
signale le premier la lumière zodiacale ;
il donne des tables de réfraction et
une théorie complète de la libration
de la Lune .
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.
Aussi mesquin, vindicatif,
autoritaire et maniaque que Kepler avait été
généreux, humain, modeste et sincère, 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.
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 comprhension de l'optique lui permettra, en 1671,
de construire le premier télescope utilisant pour objectif un miroir,
plutôt qu'une lentille. 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. 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 faite en Angleterre
( L'histoire de la géodésie ).
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 vertu d'une force 3600 fois moindre que celle qui produit la chute
des corps pesants à sa surface.
En étudiant le mouvement d'un projectile
qui serait lancé autour d'un centre, il reconnaît que sa trajectoire
est effectivement une ellipse ayant ce centre
pour foyer et satisfaisant à la loi des aires proportionnelles an temps.
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
(qui n'est pas une force magnétique comme Kepler
et d'autres avaient pu le croire auparavant), 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. Newton a ensuite étendu la loi
de la gravitation
à toutes les parties de la matière ,
en établissant ce principe général, que chaque
molécule attire toutes les autres en raison de sa masse ,
et réciproquement au carré de sa distance à la molécule attirée.
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 la Terre ,
les lois de la variation des degrés et de la pesanteur
à sa surface, la cause des marées ,
la précession
des équinoxes .
Ces dernières découvertes ne sont, il est vrai, qu'ébauchées dans le
livre des Principes de la philosophie naturelle publié en 1681;
près d'un siècle devait s'écouler avant que ces conséquences du principe
de la gravitation fussent développées par les successeurs de Newton.
L'astronomie
au XVIIIe siècle.
Malgré les réticences auxquelles se
heurte la physique newtonienne (notamment en France où, pendant près
d'un demi-siècle, l'on s'accroche chauvinement à la physique de Descartes,
qui pourtant ne fonctionne pas), 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 attandant, 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 ( Les passages de Vénus
devant le Soleil ).
Bradley découvre
en 1727 l'aberration
des étoiles
et en donne l'explication. En 1745
il reconnaît la nutation
de l'axe terrestre et ses lois.
La Caille vérifie
la méridienne de France, construit des catalogues
d'étoiles
et de nébuleuses
du ciel austral, des tables du Soleil
et de réfraction .
Il mesure un degré du méridien au cap de Bonne-Espérance, et y observe
la parallaxe
de la Lune .
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 ( Textes
en ligne : Maupertuis, La Figure de la
Terre (Voyage en Laponie), 1738; La
Harpe, Le Voyage des géomètres en Amérique
du Sud, 1820). Quelques années plus tard, les passages
de Vénus
sur le Soleil
en 1761 et 1769
donnent lieu à d'autres voyages scientifiques auxquels diverses nations
prennent part, et qui concourent aux progrès de la géographie
et de la navigation.
Les télescopes de Newton
et de Gregory avaient remplacé les lunettes
depuis longtemps, lorsque la découverte de l'achromatisme par Dollond
rend la supériorité à ces derniers instruments. Citons encore le perfectionnement
des tables
lunaires, celui des montres marines, la construction du cercle répétiteur
de Borda, pour les services rendus à la navigation
dont les progrès sont intimement liés à ceux de l'astronomie.
La fin du XVIIIe
siècle est surtout célèbre par les travaux d'Herschel,
qui constituent 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 .
L'astronomie
au XIXe siècle.
Le XIXe
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 suivantesconsidérable.
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, Méchain
et Delambre avaient repris la triangulation
de la France
de Dunkerque à Montjuich, près de Barcelone;
Biot
et Arago la continuent jusqu'Ã Formentera. 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'histoire
de la géodésie ).
L'application de la télégraphie électrique
à la détermination des longitudes
a réalisé à partir du milieu du XIXe
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.
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, à la charnière des XIXe
et XXe siècle.
Cette époque est aussi celle des recherches approfondies sur les étoiles
doubles ,
sur les parallaxes
et la distance des étoiles
( La distance des astres ),
les comètes ,
les astéroïdes ,
les planètes ,
etc. C'est aussi à cette époque que naît l'astrophysique : grâce aux
avancées permises par les nouvelles techniques d'analyse spectrale de
la lumière, 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.
L'astronomie depuis
1900
Dès 1908, Henrietta
Swan Leavitt découvre la relation période-luminosité des étoiles
variables céphéides. Celle-ci va permettre de mesurer les distances interstellaires
et d'établir l'échelle des distances cosmiques. Leavitt a aussi été
première à percevoir l'existence d'une relation entre la luminosité
et le tampérature des étoiles. Cette relation est finalement formulée,
en 1911, par Ejnar Hertzsprung et Henry
Norris Russell qui développent indépendamment un diagramme
qui relie ces grandeurs et permet notamment de classifier les étoiles
en étoiles de la séquence principale, géantes et naines blanches. En
1925, Cecilia Payne-Gaposchkin, travaillant sur
la composition des étoiles, montrera que les étoiles sont principalement
composées d'hydrogène et d'hélium. Cette découverte, premier pas dans
compréhension du fonctionnement des étoiles, permettra notamment d'expliquer
le diagramme de Hertzsprung et Russell.
La théorie de la
relativité générale d'Albert Einstein, publiée
en 1915, et qui est une nouvelle théorie de la gravitation, trouve une
première confirmation observationnelle avec les observations menées par
Arthur
Eddington de l'éclipse solaire de 1919, où la courbure de la lumière
stellaire autour du Soleil a été mesurée, signifiant que la lumière
"pèse" comme prédit par Einstein. L'acceptation de la relativité générale
ne cessera désormais . L'une des explications qu'elle permet déjà est
celle de l'avancée observée du périhélie de Mercure par rapport Ã
ce que prévoyait la théorie de l'attraction universelle de Newton.
-
Le Grand
débat
On a donné le nom
de Grand Débat à une confrontation scientifique majeure qui a
eu lieu le 26 avril 1920 au National Museum of Natural History de Washington,
D.C., organisé par la National Academy of Sciences. Ce débat opposait
deux astronomes de renom : Harlow Shapley, travaillant
à l'Observatoire du Mont Wilson, et Heber Curtis,
de l'Observatoire Lick. La question centrale était la nature et la distance
des objets alors appelés "nébuleuses spirales" et, par extension, la
taille de l'univers lui-même.
À l'époque, les
astronomes n'étaient pas certains de ce que représentaient les nébuleuses
spirales comme la nébuleuse d'Andromède (M31) ou la nébuleuse du Tourbillon
(M51). Deux hypothèses principales s'affrontaient. L'une, défendue par
Heber Curtis, soutenait que ces nébuleuses étaient des "univers-îles"
(une idée remontant à Emmanuel Kant), c'est-à -dire
des systèmes stellaires distincts, similaires à notre propre Voie
Lactée, mais situés très loin au-delà de ses limites. Selon cette
vision, la Voie Lactée était notre galaxie, et l'univers était composé
de nombreuses galaxies similaires dispersées dans
un espace immense.
L'autre hypothèse,
soutenue par Harlow Shapley, considérait que ces nébuleuses spirales
étaient des objets de gaz et de poussière relativement petits, situés
à l'intérieur même de notre galaxie, la Voie Lactée. Shapley avait
récemment réalisé des travaux importants sur la distribution des amas
globulaires, qu'il avait utilisés pour estimer la taille de la Voie
Lactée. Ses calculs suggéraient que notre galaxie était beaucoup plus
grande qu'on ne le pensait auparavant, avec le Soleil
situé loin du centre. Dans sa vision, cette vaste Voie Lactée constituait
l'essentiel, voire la totalité, de l'univers connu. Pour Shapley, si les
nébuleuses spirales étaient des galaxies entières, elles devraient apparaître
beaucoup plus grandes dans le ciel compte tenu de leur luminosité apparente
(qui, selon lui, suggérait des novae et non des supernovae, impliquant
des distances plus faibles). Il citait également le fait qu'aucune nébuleuse
spirale n'avait été observée dans la direction de la bande de la Voie
Lactée comme un argument en faveur de leur position dans notre galaxie,
obscurcies par le plan galactique.
Le débat de 1920
ne fut pas un débat contradictoire direct au sens moderne, mais plutôt
la présentation successive de deux articles par les deux protagonistes,
exposant leurs arguments et preuves. Curtis s'appuyait sur l'observation
de novae (en réalité, certaines étaient des supernovae,
beaucoup plus brillantes et donc indiquant de plus grandes distances) dans
les nébuleuses spirales, leur apparence distincte (ressemblant à des
galaxies miniatures) et les spectres montrant des décalages vers le rouge
importants pour certaines d'entre elles (indiquant qu'elles s'éloignaient).
Shapley mettait l'accent sur sa mesure de la taille de la Voie Lactée
basée sur les amas globulaires et son interprétation de la luminosité
apparente des nébuleuses spirales.
Le Grand Débat de
1920 n'a pas résolu la question immédiatement dans l'esprit de tous les
scientifiques. Les preuves n'étaient pas encore définitives pour convaincre
l'ensemble de la communauté. Cependant, il a clairement exposé les enjeux
et les arguments des deux camps, stimulant la recherche future.
La résolution définitive
est venue quelques années plus tard, grâce aux travaux d'Edwin Hubble
à l'Observatoire du Mont Wilson. Utilisant le puissant télescope Hooker
de 100 pouces, le plus grand du monde à l'époque, Hubble a réussi Ã
identifier des étoiles variables céphéides dans la nébuleuse d'Andromède
(M31) en 1924. Les étoiles céphéides ont une propriété fondamentale
découverte par Henrietta Leavitt : leur période
de variation de luminosité est directement liée à leur luminosité intrinsèque.
En mesurant la période d'une céphéide dans
Andromède, Hubble pouvait déterminer sa luminosité absolue, puis, en
comparant cette luminosité absolue à sa luminosité apparente vue depuis
la Terre, il pouvait calculer la distance de M31. Les distances que Hubble
a obtenues étaient bien supérieures à la taille estimée de la Voie
Lactée, y compris la grande taille proposée par Shapley.
La découverte de
Hubble a prouvé que la nébuleuse d'Andromède était bien une galaxie
distincte, située à des millions d'années-lumière, confirmant ainsi
la position de Curtis sur les "univers-îles". En même temps, elle a validé
l'idée de Shapley d'une Voie Lactée beaucoup plus grande que ce qu'on
pensait avant son travail (bien que sa propre estimation de la taille de
la Voie Lactée et de la distance d'Andromède ait nécessité des ajustements
ultérieurs). Le Grand Débat avait non seulement résolu la nature des
nébuleuses spirales, mais il avait aussi révélé l'échelle immense
et la nature galactique de l'univers, ouvrant la voie à la cosmologie
moderne. Il a marqué un tournant majeur dans notre compréhension de notre
place dans le cosmos. |
Les premières décennies
du XXe siècle sont marquées aussi par
l'arrivée du premier de longue série de télescopes qui vont au centre
de quelques unes des plus grandes découvertes du siècle. En 1917, c'est
le télescope Hooker de 100 pouces (2,54 mètres) qui est installé l'Observatoire
du Mont Wilson en Californie. Il permet des observations plus détaillées
des galaxies et des nébuleuses. Grâce à cet instrument, Edwin
Hubble démontre, avec Milton Humason, que
les nébuleuses spirales sont des galaxies indépendantes en dehors de
la Voie Lactée. Il créé aussi une classification des galaxies
en fonction de leur forme (elliptiques, spirales, irrégulières). Surtout,
Hubble découvre en 1929 que la lumière des galaxies lointaines est d'autant
plus rouge que ces galaxies sont éloignées. Ce phénomène peut se comprendre
si l'on fait l'hypothèse que toutes les galaxies lointaines s'éloignent
de nous. C'est le premier argument observationnel en faveur de l'idée
d'une expansion de l'univers, que les cosmologies construites à l'aide
de la relativité générale permettaient d'envisager.
Pour expliquer les
mouvements des amas de galaxies qui ne pouvaient pas être justifiés uniquement
par l'action gravitationnelle la matière visible, Fritz Zwicky propose
dans les années 1930 l'existence d'une composante de matière
sombre dans l'univers. Pendant plusieurs décennie, cette hypothèse
ne progressera qu'Ã bas bruit. En attendant, dans un tout autre domaine,
Clyde Tombaugh découvre Pluton en 1930, premier objet connu du Système
solaire, circulant sur une orbite au-delà de celle de Neptune. En 1932,
Karl Jansky , pour sa part, détecte pour la première fois des ondes radio
provenant de la Voie Lactée. C'est l'acte de naissance de la radioastronomie.
La Seconde
Guerre
mondiale a conduit à des améliorations significatives dans les technologies
radar et radio, qui ont été adaptées pour l'astronomie après la guerre.
Radioastronomie : La radioastronomie frévèle l'existence d'une nouvelle
classe d'objets extragalactiques, les radiogalaxies. Les progrès réalisés
pendant la guerre en physique nucléaires ont également un impact important
en astrophysique. Fred Hoyle et ses collègues
proposent la théorie de la nucléosynthèse stellaire, qui explique comment
les éléments chimiques sont formés dans les étoiles.
George
Gamow et Ralph Alpher développent en 1948 la théorie de la
nucléosynthèse primordiale dans le cadre du modèle cosmologique auquel
Hoyle donnera en 1951 de théorie du big bang. La théorie de la nucléosynthèse
primordiale explique la formation des éléments légers dans les trois
premières minutes de l'univers.
L'observatoire de
Palomar avec son télescope Hale de 200 pouces (5,08 mètres) devient opérationnel
en 1948, permettant dans les années suivante des observations encore plus
profondes de l'univers, tandique que les avancées dans la compréhension
de la nucléosynthèse des éléments se poursuivent dans les 1950. Walter
Baade montre pendant cette période que les étoiles de la Voie
Lactée se divisent en différents groupes en fonction de leur composition
chimique et lde eur âge. Il distingue ainsi les populations stellaires
I et II. La population I correspond à des étoiles relativement jeunes,
la population II à une génération d'étoiles plus ancienne.
La découverte des
quasars par Maarten Schmidt en 1963 révèle l'existence de noyaux galactiques
extrêmement lumineux et actifs à des distances cosmologiques. En 1965,
Penzias
et Wilson découvrent le rayonnement de fond cosmologique,
qui peut se comprendre comme une rémanence du big bang. Ce modèle cosmologique
cosmologique, auquel d'autres alternatives étaient opposées jusque là ,
s'impose désormais parmi les astronomes. Le cadre de leurs recherches
est désormais le suivant : l'univers est en expansion depuis plusieurs
mililards d'années et à connu au tout début de cette expansion une phase
très chaude et dense. En 1967, Jocelyn Bell
Burnell découvre dans la constellation du Petit Renard le premier
pulsar. Les pulsars sont des étoiles à neutrons en rotation rapide émettant
des signaux radio réguliers.
Les premiers humains
envoyés sur la Lune à partir de 1969 marquent par ailleurs la montée
en puissance de l'exploration spatiale du Système solaire. Le programme
Viking de la NASA lance des missions vers Mars en 1976, qui envoient les
premières images de la surface martienne. Les sondes Voyager 1 et 2, lancées
en 1977, vont fournir des images détaillées des planètes géantes et
de leurs satellites, et révolutionnent la planétologie.
Côté astrophysique,
on note dans les années 1970, la découverte, en 1971, de la source radio
Cygnus X-1, interprétée comme un candidat trou noir stellaires. Les trous
noires étaient jusque là des objets théoriques dont la possibilité
découlait des équations de la théorie de la relativité générale.
Le modèle des disques d'accrétion autour des trous noirs et des étoiles
à neutrons est développé, expliquant l'intense émission de rayonnement
observée. Les premières simulations numériques de la dynamique des galaxies
sont par ailleurs développées, qui aident à comprendre la formation
et l'évolution des structures galactiques, mais qui remettent aussi au
goût du jour la vieille idée de Zwicky concernant la composante non lumineuse
de l'univers, et que les travaux de Vera Rubin
dès les années 1960 sur la courbe de rotation des galaxies spirales avaient
confortée.
La question de la
matière sombre va être un objet de spéculation majeur à partir des
années 1980. Est-elle composée d'objets astronomiques massifs, mais trop
peu lumineux pour être accessibles à l'observation directe, ou alors
a-t-on affaire à à de nouvelles particules élémentaires massives elles
aussi, mais qui intéragissent électromagnétiquement très faiblement
au pas du tout avec le reste de la matière? Les réponses à cette question
ont un impact sur l'histoire même de l'univers. Par exemple, selon la
réponse apportée des scénarios différent sont élaborés pour rendre
compte de la formation des galaxies. Tandis que les uns stattachent Ã
ces problèmes, d'autres observent, en 1987, la supernova 1987A, dans le
Grand Nuage de Magellan, qui leur offre une occasion unique d'étudier
les processus de l'explosion d'une étoile massive en temps réel.
Les années 1990
vont encore être très fécondes. Lancé en 1990, le télescope spatial
Hubble (HST) donne un nouveau souffle à l'astronomie observationnelle
en fournissant des images extrêmement nettes de l'univers. Le satellite
COBE (Cosmic Background Explorer) mesure en 1992 les fluctuations du fond
diffus cosmologique. Les télescopes terrestres géants, à Hawaii ou Ã
l'observatoire européen austral (ESO), au Chili, se mettent en place ou
se perfectionnent pour produire eux aussi des résultats de niveau comparable
à ceux du HST.
Des découvertes
majeures vont être faites sur la formation des étoiles, des galaxies
et sur l'expansion de l'univers. La seconde moitié de la décénnie est
marqué par deux événement clés. D'abord, la découverte de la première
exoplanète autour d'une étoile de type solaire, 51 Pegasi b, en 1995
par Michel Mayor et Didier Queloz, qui ouvre à un nouveau domaine d'étude.
Ensuite, l'observation des supenovae lointaines menée par deux équipes
indépendantes (Supernova Cosmology Project et High-Z Supernova Search
Team), qui conduit en 1998 à la découverte de l'accélération de l'expansion
de l'univers.
Une découverte surprise
qui suggère (autre d'autres conséquence) que l'univers ne contient pas
seulement une composante matérielle sombre, mais aussi une composante
énergétique de nature inconnue, et que par analogie on va appeler l'énergie
sombre.
Le modèle cosmologique
Lambda-CDM devient le modèle standard de l'univers. Il incorpore la matière
sombre froide (CDM = cold dark matter, ce qui correspond à des
particules massives exotiques "lentes", c'est-à -dire animées de vitesses
non-relativistes) et l'énergie sombre (Lambda, un facteur à la valeur
non définie apparaissant dans les équations dès les premiers modèles
cosmologique, mais auquel on avait choisi jusque-là de donner la valeur
zéro) pour expliquer les observations de la structure et de l'évolution
de l'univers.
Depuis l'an 2000,
la recherche d'exoplanètes a fait des progrès remarquables avec la découverte
de milliers de planètes en dehors de notre système solaire. Le lancement
du télescope spatial Kepler en 2009 a été particulièrement révolutionnaire,
permettant de détecter des milliers de candidats exoplanètes par la méthode
du transit. Le télescope spatial TESS, lancé en 2018, participe
aussi à la découverte de nombreuses exoplanètes. Le télescope spatial
Hubble continue de fournir des images et des données. Mais d'autres d'autres
télescopes spatiaux importants, comme Chandra (rayons X), lancé en 1999,
et Spitzer (infrarouge), lancé en 2003, commencent à recueillir des données
cruciales. Les observatoires spatiaux WMAP (2001) et Planck (2009)
fournissent des mesures précises du fond diffus cosmologique, donnant,
après COBE, une image encore plus précise des premiers temps de l'expansion
cosmique. Le lancement du télescope spatial infrarouge James Webb, lancé
en 2021, promet pour sa part d'ouvrir une nouvelle ère pour l'observation
des exoplanètes et des objets distants grâce à sa sensibilité inédite.
L'exploration du
Système Solaire se poursuit. Des missions telles que Curiosity (2012)
se consacrent à l'étude de la surface de Mars. En 2014, la mission Rosetta
de l'ESA a réussi à placer le module Philae sur la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko,
fournissant des données sur la composition des comètes. La sonde New
Horizons a survolé Pluton, en 2015, et a transmi des images et des données
détaillées de cette planète naine et de ses satellites.
Autres avancées
notables, la première détection directe d'ondes gravitationnelles, en
2015, par l'interféromètre géant LIGO, qui confirme (encore) une prédiction
clé de la théorie de la relativité générale, et, en 2022, la première
image de l'environnement immédiat du trou noir supermassif au centre de
notre galaxie, Sagittarius A*; par le télescope Event Horizon. |
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