L'astronomie grecque

Aristote

Le développement de l'astronomie fut ensuite marqué par Aristote, un philosophe grec du IIIe siècle avant notre ère dont les idées - fausses - allaient dominer la pensée scientifique pendant presque deux millénaires. Aristote s'appuya sur les conclusions de l'un de ses prédécesseurs, Platon, selon lesquelles le monde devait avoir une forme sphérique et le mouvement de tout corps céleste devait être circulaire et uniforme, c'est-à-dire à vitesse constante.

Dans le système d'Aristote, comme dans celui de Pythagore, la Terre était immobile au centre du monde et entourée d'une succession de sphères cristallines. Le problème du modèle de Pythagore résidait dans le fait que chaque planète était associée à une seule sphère, ce qui ne pouvait pas expliquer les irrégularités des mouvements apparents. Aristote surmonta ce problème en créant un système plus complexe contenant 55 sphères emboîtées les unes dans les autres. Chaque planète était alors associée à un groupe de sphères dont les mouvements s'influençaient mutuellement. Le fait de combiner ainsi différentes rotations permettait de donner à chaque planète un mouvement complexe qui pouvait être ajusté pour correspondre à celui que l'on observait dans le ciel.

Avec une combinaison de 55 sphères, Aristote arrivait relativement bien à reproduire les mouvements apparents des planètes. Son système avait néanmoins un défaut majeur : il était incapable d'expliquer les variations de luminosité apparente des planètes. Nous savons aujourd'hui que les fluctuations d'éclat sont dues à la variation de la distance entre la Terre et chaque planète. Mais, dans le système d'Aristote, les planètes se trouvaient à une distance constante de la Terre et les modifications d'éclat restaient donc inexpliqués.

Remarquons encore qu'en plus de son système du monde, Aristote introduisit un concept - erroné - qui allait être accepté pendant près de 2000 ans, la distinction entre la Terre et les cieux. Pour lui, l'intérieur de l'orbite lunaire, ce qui incluait la Terre et son atmosphère, représentait le règne de l'imperfection et du changement. Au-delà de la Lune, ce devait être le royaume de la perfection et de l'immuabilité. Cette séparation allait dominer la pensée scientifique jusqu'au XVIe siècle, lorsque des esprits plus ouverts se rendirent compte qu'elle était dénuée de tout fondement.

Ptolémée

Le principal défaut du système d'Aristote était son incapacité à expliquer les variations d'éclat des planètes. Pour cette raison, un astronome d'Alexandrie, Claude Ptolémée, modifia ce système au IIe siècle de notre ère, mais sans remettre en cause les principes posés par Platon et Aristote. Pour Ptolémée, les corps célestes n'étaient pas liés à des sphères cristallines centrées sur la Terre. En fait, chaque planète se déplaçait sur un petit cercle, appelé épicycle, dont le centre lui-même se déplaçait en suivant un grand cercle centré sur la Terre, appelé déférent.

En ajustant la taille et la position de tous les cercles mis en jeu, Ptolémée obtenait un système capable de reproduire avec précision les mouvements apparents des corps célestes. Il était de plus en mesure d'expliquer les variations d'éclat des planètes, puisque celles-ci voyaient maintenant leur distance à la Terre varier. Ce double succès explique que le système de Ptolémée, qui améliorait celui d'Aristote dans la forme mais pas l'esprit, fut accepté jusqu'au XVIe siècle.

Héraclide et Aristarque de Samos

Finissons en remarquant que malgré la position dominante d'Aristote et de Ptolémée, deux autres philosophes grecs proposèrent des systèmes bien plus proches de la réalité. A l'époque d'Aristote, Héraclide avança que la Terre n'était pas immobile, mais tournait en fait sur elle-même. La rotation apparente de la voûte céleste en 24 heures s'expliquait alors de façon beaucoup plus naturelle. L'explication était la bonne, mais elle ne fut hélas pas acceptée. Plus tard, pour expliquer les mouvements particuliers de Mercure et de Vénus qui semblaient osciller autour de Soleil, Héraclide avança que ces deux planètes ne tournaient pas autour de la Terre, mais autour du Soleil. Héraclide obtenait ainsi un système plus proche de la réalité que celui d'Aristote, même s'il continuait à penser que le reste des corps célestes, y compris le Soleil, tournaient autour de la Terre.

Aristarque de Samos alla encore plus loin au IIIe siècle avant notre ère. En appliquant des raisonnements géométriques aux corps célestes, en particulier au moment des éclipses de Lune, ce philosophe grec fut en mesure de déterminer les distances relatives de la Lune et du Soleil. Il mit également en évidence que notre étoile était beaucoup plus grande que la Terre. Or, Aristarque de Samos avait du mal à se persuader qu'un objet énorme pouvait tourner autour d'un corps beaucoup plus petit. Il rejeta donc le système d'Aristote et en proposa un nouveau dans lequel le Soleil était le véritable centre du monde, et où toutes les planètes, sauf la Lune, gravitaient autour de ce centre. Cette vision correcte du système solaire fut cependant rejetée au profit de celle d'Aristote et la science perdit ainsi près de deux millénaires.