A LA CONQUETE DE LA GRANDE OURSEmichelcolomban.e-monsite.com/medias/files/2019-05-09...2019/05/09...

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ALACONQUETEDELAGRANDEOURSE

Quandnousavonstraitédusujetrelatifàlaphysiologiespatialenousavonslonguementévoquéleproblèmequeposel’absencedepesanteurauxastronautesetenparticulierceluidelafontedelamassemusculaireetsesconséquencessurlesquelettequis’allonge.

Pourmaintenirlamassemusculairelesastronautessontdansl’obligationdefaireplusieursheuresdemusculationparjouraumoyendevélosoutapisroulants.

Sicettepertemusculairen’estpascompensée,lescommunautésseraienttrèsaffaiblisetdansl’incapacitétotalderéaliserdesopérationslorsdesorties.

Onadéjàpuconstaterleurétatlorsduretoursurterreaprès6moisdansl’espace.

Qu’enserait-ilaprèsdesvolsdetrèslonguedurée?

DenombreuxlaboratoirestravaillentsurcepointdanslemondeetenparticulierleMEDES/CNRSdeToulouse.

L’unedesvoiesderechercheeconcernel’hibernation.

Quihibernesurdelonguespériodes?..........LesOURS!

Enétudiantlecomportementdesourspendantcettepériode,leschercheursontconstatéquelesoursperdaientleurgraisselibremaispasleurmassemusculairecequileurpermetderepartirenchassedèslasortiedelapérioded’hibernation.

ParanalyseapprofondieduMétabolismeilsontpuconstaterquecetteconservationdelamassemusculaireétaitdueàunehormonequ’ilsontpuisoler.

Danssatanièreunoursquidort,-s’ilnerêvepasàlaconquêtedelagrandeourse,peutindirectementapportersamodestecontributionàcemerveilleuxprojetpourl’humanité.

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HISTOIREDEL’ASTRONOMIE

A-L’astronomie

-LaPréhistoire

Les 3 angles d’étude de l’histoire del’Astronomie

L’astrologie et L’astronomie: Mariage etDivorce

L’astronomiepargrandesséquences

L’astronomieparcivilisation

L’Astronomiepasàpas

Conclusion:Lasuitedel’histoire

B-L’astrologie:

Oùensommes-nous?

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Résumeren90minutesdesmillénairesd’unehistoirequiesttrèscompliquéettoucheauxfondements de toutes les civilisation peut sembler relever d’un acte prétentieux maiscettedémarcherestepossiblesions’entientàdessynthèses.

Deuxpetitesdéfinitionspoursemettred’accordsurlestempshistoriques:

- LaPréhistoire:- Dansl’histoiredel’humanitélapréhistoires’arrêteàlanaissancedespremières

écrituresquesontlestablettesSumériennesouleshiéroglypheségyptiens.Onpeutsituercettepériodevers3000B.C.

- Stonehenge serait de cette époque et certains y voient une relation avec lemouvementdesastres.

- .

Stonehengevers2800B.C

Sur la préhistoire on a très peu de signes, aucun dans les grottes du type Lascaux ouChauvet;àCarnacdeshypothèsessontémisessurlarelationentreobservationducieletlesalignementsmaissansaucunecertitude

UnepartiedesAlignementsduMenecàCarnac4000à2000B.C.

- L’Astronomie- - L’histoire qui commence donc vers 3000B.C peut être vue sous 3 angles qui

sontdesniveauxd’analysestrèsdifférents:

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1- Par grandes séquences, qui font surtout références à desniveauxdeconnaissances.

2- Parcivilisation.

3- Pas à pas, en foncions des découvertes, des observations ou desthéories

L’AstrologieetL’Astronomiedansl’histoireMariageopportunisteetdivorcederaison

Un Constat: Pendant toute la période historique et on peut dire jusqu’au 17 èmesiècle,celuideslumières,l’astrologieetl’astronomieonfaitlitcommun.

L’astronomies’estconstruiteaudépartsurlabasedesobservationsdesastrologues

Depuis3à4siècleslesdeuxapprochessonttrèsnettementséparéesetledivorceestsansambiguïtétoutaumoinspourlemondescientifique.

Lemot«astrologie»vientdugrecαστρολογία,deάστρον,astron(«étoile»)etλόγος(logos), dont la signification est liée à la notion de « discours » (λογία est un suffixedésignant d'une manière générale une discipline ou une matière d'enseignement).Étymologiquement,l'astrologieestdoncle«discourssurlesastres»:

Lesscientifiquesconsidèrentl'astrologiecommeunepseudosciencesouunesuperstition,l'ensembledesrecherchesmenéesdepuisl'Antiquitéayantaboutiaufaitquel'astrologieseplace,parsaméthodemême,endehorsdudomainescientifique.Onsaitparexemple,depuisHipparque,que,d'unsiècleàl'autre,àunmomentcomparable(lorsquelarouteduSoleilfranchitl'équateuràl'équinoxedumoisdeMars),lesétoilesnesontpasvuesdansla même direction, ce qui rend caduque l'analyse des thèmes astraux en termes deconstellations.

L’astrologie est donc considérée commeune croyance n’ayant aucunebase scientifiquemalgré toutes les tentatives faites par les tenants de cette pensée, tentatives qui onttouteséchouéesmêmecellesbaséessurdesérieusesanalysesstatistiques.

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N’oublionspasque jusqu’àunepérioderelativementrécente lesroiset lesgrandsdecemonde faisaient appel aux services des astronomes pour connaitre leur avenir, de leurdynastieoularéussited’uneactionoubatailleenvisagée.

Dansl’antiquitébonnombredeceuxquiontfaitavancerl’astronomieontjouéauprèsdesmonarquesdel’époquelerôled’astrologues.

La frontièreentreastronomie, astrologie,mathématiques, alchimie,magieétait souventtrèsimprécise.

Parmi les noms les plus célèbres et en restant au seul moyen âge on peut citerNostradamus,Cagliostro,Ruggieri

ÀlaRenaissance,ladécouvertedel’héliocentrismedusystèmesolaire,quipourtantaétéimaginé et défendu par les astronomes / astrologues de l’époque, vient mettre à mal,selon certains, l'anthropocentrisme de l’astrologie : Pic de la Mirandole (puis JérômeSavonarolereprenantlesargumentsdecelui-ci)l’ontlargementcondamnée.Cen’estpaslecasd’astronomesetastrologuescommeGaliléeetKeplerdemêmequeTychoBrahe,ouCassini,lepremierdirecteurdel’ObservatoiredeParis.

DanslapréfacedesesTablesrudolphines,Keplerfaitobserverquel’astrologie,toutefollequ’elleest,estlafilled’unemèresage,etquelafillefolleestindispensablepoursouteniretfairevivresamère.CecommentaireserainterprétéparVoltaire,danssonTraitésurlatolérance (1767), de manière restrictive : « La superstition est à la religion ce quel’astrologie est à l’astronomie, la fille très folle d’une mère très sage ». La citation deKepleraétésouventrepriseerronément,etl'estencoreaujourd'huipoursoutenirlathèseque les grands esprits de la Renaissance comme Galilée, Cassini ou Kepler n'étaientastrologuesqueparcontrainte,pouravoirlesmoyensdes'adonneràlavéritablescience:

« Souvent les travaux astrologiques de Kepler et Tycho Brahe sont invoqués par lesdéfenseursdecettepseudoscience.Keplerestpourtanttrèsclairsursavaleuret justifiesansambiguïtélapratiquedesprédictionsendisantquelavénaleastrologiepermettraitàl'astronomiedevivre.»

LestablesRudolphines(TabulaeRudolphinae),sontdestablesastronomiquesétabliesparJohannes Kepler et publiées en 1627. Elles sont fondées sur les lois dumouvement desplanètesqu'ilavaitdécouvertes,etutilisentlesobservationsd'unegrandequalitédeTychoBrahe auquel Kepler rend hommage dans l'ouvrage. Elles bénéficient de la découverterécentedeslogarithmesqueKeplerutilisepoursescalculs.

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Elles permirent alors de prédire avec une bien meilleure précision que les tablesprécédemmentenvigueur(lesTablesalphonsinesfondéessurlesystèmedePtolémée,etlesTablespruténiquesfondéessurlesystèmedeCopernic)lesévénementscélestestelsquelespassagesdeMercureetdeVénusdevantleSoleiletleséclipsessolairesetlunaires.

IllustrationdesTablesRudolphines

Lavéritableruptureentre l’astronomieet l’astrologienes’estproduitequ’avec ledébutdelarévolutionscientifiqueamorcéeàlarenaissanceetconfirméeausiècledeslumières.

Nousreviendronsdansunedeuxièmepartiesurl’astrologiepouressayerdemieuxcomprendrecettecroyancequin’apasdisparuetquiesttoujourstrèsactive;unrécentsondagepréciseque40%delapopulationFrançaiseyattacheencoredel’importance

- L’Astronomie:

L'étymologiedutermeastronomievientdugrecαστρονομία(άστρονetνόμος)cequisignifieloidesastres....L'astronomiemodernedoitsondéveloppementàceluidesmathématiquesdepuisl'Antiquitégrecqueetàl'inventiond'instrumentsd'observationàlafinduMoyenÂge.

Cesontcesmathématiciensdel’antiquitégrecquequiontfaitfairedegrandsprogrèsenplaçantdéfinitivementl’astronomieauniveaud’unescience.

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Parmile35mathématiciensGrecquesconnusB.C.onpeutciterlespluscélèbres:Pythagore,Ptolémée,Thales,Archimède,Parménide,Euclide,Anaxagore,Zenon,Démocrite,Platon.

L’écoled’Athènes

Pythagore,etsoncélèbrethéorème

Ilapporteuneconnaissancequiémerveilleencore:l'étoiledusoir(cellequ'onvoitenpremieràlatombéedelanuit)etl'étoiledumatinsontuneseuleetmême:Vénus.CetteidentitéétaitconnueàBabylonedepuis-685.

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Pythagore«futlepremieràappelerlecielcosmos(ordre)etàdirequelaTerreestronde;maisonattribueplussouventlathéoriedelasphéricitédelaTerreàParménide.Lesdisciplesdéveloppentl'astronomiepythagoricienne.

Ptolémée,Engéométrie,estundespremiersàtenterdedémontrerlecinquième

postulatdesElémentsd’Euclided’Alexandrie(-320?;-260?).

Illaisseégalementunthéorèmeélégantquel’onpeuttrouverdanslelivreIdel’Almageste:

Dansunquadrilatèreconvexeinscritdansuncercle,leproduitdeslongueursdesdiagonalesestégalàlasommedesproduitsdeslongueursdescôtésopposés.

ACxBD=ABxDC+ADxBC

Sestravauxentrigonométrie,intimementliésàceuxenastronomie,sontenpartieempruntésàHipparquedeNicée(-180;-125).Ilfournit,enbasesexagésimale,unetabledescordescequirevientàunetabledessinus.Ilétablitégalementquelquesformules.

PtoléméeobtientainsiuneexcellenteapproximationdunombrePi,soit:3+8/60+30/602enbasesexagésimale,ouencoreenviron3,1417dansl’écritured’aujourd’hui.

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L'astronomieestconsidéréecommelaplusanciennedessciences.Mêmesinousavonspeudetraces,l'archéologierévèleeneffetquecertainescivilisationsdisparuesdel'Âgedubronze,etpeut-êtreduNéolithique,avaientdéjàdesconnaissancesenastronomie.Ellesavaientcomprislecaractèrepériodiquedeséquinoxesetsansdouteleurrelationaveclecycledessaisons,ellessavaientégalementreconnaîtrecertainesconstellations.L'astronomiemodernedoitsondéveloppementàceluidesmathématiquesdepuisl'antiquitégrecqueetàl'inventiond'instrumentsd'observationàlafinduMoyenÂge.Sil'astronomieestpratiquéependantplusieurssièclesparallèlementàl'astrologie,lesiècledesLumièresetlaredécouvertedelapenséegrecqueavunaîtreladistinctionentrelaraisonetlafoi,sibienquel'astrologien'estpluspratiquéeparlesastronomes.

L’ASTRONOMIEPARGRANDESSEQUENCES:

Onpeutdécoupersonhistoireen5séquences:

-1-AstronomieAntiqueetmédiévale,de3000B.Cà1500A.C:

QuinaitaveclesSumérienne=setlesEgyptienspourtraverserl’époquegrecque,arabeetRomaineetsetermineraveclemoyen-âge

2-LaRévolutionScientifique:de1543Copernicà1687I.Newton

3-PériodedelaMecaniquecélestede1705E.Halleyà1848Fizeau

4-L’astophysiquede1863Hugginsà1949,miseenservicedutélescopede5mdumontPalomar

Périodetrèsrichededéveloppementdelaphysiqueetdel’astrophysiqueavecdegrandsnomscomme:Einstein,Hubble,Röntgen,Schrödinger,Gamow,Lemaitre…etc.

5-L’ageSpatial,quel’onpeutfairenaitreaveclelancementdeSpoutniken1957

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L’ASTRONOMIEPARCIVILISATION

Touteslescivilisationsontdèslaplushauteantiquitétournéleursyeuxverslecosmos,ellesonttouteslaisséesdestracesprofondesdeleurobservationsducieletdessignesqu’ellesyvoyaientoucroyezyvoir.

Touteslescosmogoniesetlesreligionsentémoignent.

Nousnepourronspasdansunesynthèsefaireréférenceàtouteslescivilisations,nousoublieronsl’apportdescivilisationsd’Asie(indeetchine)d’Amérique(AztèquesetMayas)etd’Afrique.

Nousneretiendronsquelesplusimportantes:

LesSumériens.

Tablettecunéiformed’observationdelaplanèteVénus

,L’histoiredel’astronomienedébutevéritablementquedansl’ancienneMésopotamie,surleborddel’Euphrate,aveclasociétésumérienne.

Celle-ciconsignaitsurdestablettesd’argile,denombreusesinformationsenécriturecunéiforme,parmilesquellesleursobservationsdelavoûtecéleste.

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LesSumériensréalisèrentainsilapremièrecarteduciel,etfurentàlabasedesconnaissanceségyptiennes-cefutégalementlecasenmathématique

IlscroyaientquelesmouvementsdesastresétaientdesmessagesadressésparlesDieuxauxhommes.

LesEgyptiens

PapyrusdatantduXièmeSiecleB.C.

:DétaildupapyrusdeGreenfield(LivredesmortsdeNesitanebtashru).Ilreprésenteledieudel'air,Shu,assistéparlesdivinitésHehàtêtedebélier,soutenantladéesseduciel,Nut,tandisqueledieudelaterre,Geb,s'inclinedessous.

Lentillefabriquéeen750B.CEgypte

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Pourétablirunlienentrel'astronomieégyptienneetcellequenousavonshéritédirectementdesGreco-Romainsetquenousutilisonsencoredenosjours,onpeutsebasersurlamythologieégyptiennepourdresserlalistedesdivinitésenrelationavecnotresystèmesolaire:

LeSoleilestRéenégyptienetpourraitêtreenlienavecl'OiseauBénou.

MercureestSovkouenégyptienetpourraitêtreenlienavecThot

VénusestDouaou-BonouenégyptienetpourraitêtreenlienavecHathor

LaTerreestKebenégyptienetpourraitêtreenlienavecGeb

LaLuneestAsetenégyptienetpourraitêtreenlienavecIsis

MarsestHoremakhetouSethenégyptienetpourraitêtreenlienavecSeth

JupiterestHartapshitiouenégyptienetpourraitêtreenlienavecHorus

SaturneestHarkahrienégyptienetpourraitêtreenlienavecOsiris

Ladifférencefondamentaleentrenotreculturegréco-romaineetl'égyptienne,c'estquelaplusanciennevisualisaitlecielinversementàlacultureoccidentale,lecielétantperçucommeétantfémininparlebiaisdeladéesseNoutetlaTerreétantmasculineparlebiaisdeGeb

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Acontrario,lesEgyptiensétablirentquelesastres,eux-mêmes,étaientdesDieuxvaquantàleursoccupations.

Cinq«!étoiles!»sillonnantlecielnuitaprèsnuitretinrentparticulièrementl’attentiondesEgyptiens.Ils’agissaitdecinq«!étoilesquinesereposentjamais!»(lesGrecslesnommerontpar

lasuite«!planêtês!»ouplanètes).Lesastronomeségyptiensseservirentdesétoilespourétablirdifférentesmesuresafind’alignerparfaitementlespyramidesetlestemplessolairessurles4pointscardinaux.

Etoilesviséesparlescanauxdelagrandepyramide

LaGrèce.

LaGrècefutlevéritableberceaudel’astronomie.

SonessordébutaainsiàMillet,oùThalèsetsesdisciplesétablirenttoutd’abordquelaterreétaitronde.Anaximandreestimaensuitequ’elleétaitisoléedansl’espaceetqu’elleétaitlecentrede

l’univers.Anaxagore,quantàlui,professaquelaluneetlesplanètesétaientdescorpsnonlumineuxéclairésparleSoleiletexpliqualeséclipses.

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Parallèlementaudéveloppementdel’astronomie,d’autressciencestelleslesmathématiques,laphysiqueseperfectionnèrentparlebiaisdesavantstelsPythagoreetsonfameuxthéorèmepermettantd’établirladistancedeladiagonaled’untrianglerectangle,Archimèdeetlapousséeportantsonnom.

Vers280B.C.,AristarquedeSamos,danssonouvrage«!Demagnitudinibusetdistantissolisetlunae!»,futlepremieràmesurerlesdistancesetlesdimensionsduSoleil,delaTerreetdelaLune(paruneméthodesimplefondéesurleséclipses).Ilfutundespremiersàprônerunsystèmehéliocentrique(cf.infra)maissonsystèmefutrejetéparlamajoritédessavantsdel’Antiquité.

Hipparque,reprenantlaméthodedecalculd’Aristarque,estimaladistanceTerre-Luneàenviron360.000km.

UnenouvelleétapefutfranchieparErathostène,alorsdirecteurdelabibliothèqued’Alexandrie,quiréalisal’expériencesuivante:ilobserval'ombreproduiteparleSoleilsurdeuxbâtons,plantésverticalement,aumêmemomentmaisendeuxvilleséloignées,ilcompritdèslorsquelaTerreétaitronde.Paruneautreexpérience,ilparvintmêmeàcalculerlacirconférencedenotreplanèteavecunegrandeprécision!:ill’estimaà250.000stadessoitprèsde40.000km.

En100B.C,PtoléméeécrivitunTraité,l’«!Almageste!»,quiallaitconstituerlaréférenceastronomiquejusqu’àlaRenaissance.Ilcombinadeuxpréceptespourcréerle«!géocentrisme!»

(dugrec«!gê!»quiveutdirelaTerre)!:D’unepart,suivantlestracesdelaphilosophiearistotélicienne,ilestimaitquelemouvementparfaitdevaitêtrecirculaire.D’autrepart,laTerredevaitsetrouveraucentredel’Univers.

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LeMoyenAge.

LeMoyenAgen’apportaaucunegrandedécouvertescientifique.Nouspourrionsàtoutlemoinsmentionnerlacréationdel’imprimerieparGutenbergdanslesannées1450.

Maisenrèglegénérale,cettepériodefutimproductivepourdeuxraisons!:labrutalitéromaineetlavigilancedel’Egliseàl’égarddetoutedécouvertesusceptiblederemettreencausesondogme.

LesArabes

Néanmoins,lesArabesquihéritèrentdelapenséegrecque,ladéveloppèrent.Ceciexpliquenotammentlesnomsarabesdenombreusesétoiles(Altaïr,Aldébaran,Bételgeuse,…).Ils

approfondirentleursobservationsafind’améliorerlanavigation.

Dansl’histoiredel'astronomie,l’astronomiearabe,ouastronomiemusulmane,renvoieauxtravauxastronomiquesaccomplisparlacivilisationislamique,particulièrementaucoursdel’Âged'ordel'Islam(viiiesiècle-xiiesiècle),ettranscritespourlaplupartenlanguearabe.Cesdécouvertesontétéeffectuéespourl’essentieldanslessultanatsduMoyen-Orient,d’Asiecentrale,dansl’Al-Andalus,enAfriqueduNord,puisplustardenChineetenInde

Ilexisteplusieursfacteursfavorisantledéveloppementdel'astronomiearabe,certainssontcommunsàtouteslessciencescommeledésirdeconnaitrelemondeenvironnant,oubienlastructuredumondearabefavorisantleséchangesdesavoir.

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Uneautreimpulsionrésultedespratiquesreligieusespropresàl'islam,quirecèlentunefouledeproblèmesd'astronomiemathématique.Larésolutiondecesproblèmesparlessavantsmusulmansestalléebienau-delàdesméthodesmathématiquesdesGrecs1.

L'étudedesétoilesestégalementliéeaudésirdeconnaitrel'avenir.L'astrologiejouedoncaussiunrôledansledéveloppementdel'astronomiearabe.

TaquiAl-Dinetdesastronomesdanssonobservatoire-1585

LaRenaissance.EtlacivilisationEuropéenne

LaRenaissanceinduisitunchangementdeperspective.Lessystèmesantiquesacceptésjusque-là,montrèrentprogressivementleursinsuffisances.

Ainsi,en1453,NicolasCopernicélaboraunenouvellethéoriedesdéplacementsdesplanètes,destinéeàsupplanterlegéocentrisme!:ils’agissaitdel'!«!Héliocentrisme!»(Dugrec«!hélios!Quisignifiesoleil),lequelplaçaitleSoleilaucentredel’UniversetnonpluslaTerre.

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Copernicproposeuneruptureradicaledansl'organisationducosmosjusque-làétablie:lessystèmesdumondeadmisàsonépoqueavaientunpointcommun,leurgéocentrisme:laTerreétaitimmobileaucentredel'univers,touslesastrestournantautour.Aucontraire,CopernicplaceleSoleilaucentredel'univers,laTerredevenantuneplanètetournantautourdecepointfixe;c'estl'héliocentrisme.

Dèssapublication,cettethéoriefututiliséepourélaborerlesnouvellestablesdepositiondesplanètes.Malgrécesuccèset,entreautres,pourdesraisonsreligieuses,cettenouvellethéorienefutpasacceptéeimmédiatement.

LeDanoisTychoBrahé,leplusgranddesobservateursd'avantl'èredutélescope,proposa,en1583,lesystèmesuivant:touteslesplanètes,sauflaterre,auraientdesorbitescentréessurleSoleil,lequel(etparconséquenttouslesautrescorpsplanétaires)tourneraitautourdelaTerre.

Ils’agissaitd’unsystèmeintermédiaireentregéocentrismeethéliocentrisme,utilisantavantl’heure,l’artdu«!compromisàlaBelge!».

LapratiquevintalorsausecoursdelathéorieetlesystèmedeCopernicfutprouvéparl’observationparGaliléeen1609–1610.

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Celui-ci,bienqu’acclamépoursesdécouvertesdessatellitesdeJupiter,avaitprofesséunedescriptiondelalune(recouvertederochers)remettantencauselaséparationqu’effectuelaBibleentrelaTerreetleCiel.Galilées’attiralesfoudresdel’inquisition,quilefitabjurer.

Agauche,dessindelaLuneréaliséparGaliléeaumoyendesalunetteen1610.publiéedanSiderusNancius

Adroitephotodelamêmevue.

LamêmeinquisitionfitbrûlerGiordanoBrunoquiprônaitununiversinfini,contrairementàl’enseignementecclésiastique.

Finalement,cefutJohannesKeplerquitrouval'explicationexactedel’héliocentrisme.Tousavantlui,ycomprissonmaîtreCopernic,sefondantsurl'idéede"perfection",pensaientquelesplanètesdécrivaientdesorbitescirculaires.

Keplerdémontraquelesmouvementsdesplanètesn’étaientnonpascirculairesmaiselliptiques.En1619,ilpublialadernièredesestroislois,laquelleétablissaitunlienentrel'éloignementd'uneplanèteetlapériodedesonorbiteautourduSoleil.

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Cettethéorieétaitlependantenastronomiedeladémonstrationlaquadratureducercleenmathématique,cequisituesonimportance.

:IllustrationdestroisloisdeKepler.

Lemouvementdesplanètesestcaractériséparles3loisdeKepler:

Premièreloi:ChaqueplanètedécritdanslesensdirectuneellipsedontleSoleiloccupel'undesfoyers.

Deuxièmeloi:Lerayonvecteurdelaplanètedécritdesaireségalesendestempségaux.

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Troisièmeloi:Lescarrésdestempsderévolutionsidéraledesplanètessontproportionnelsauxcubesdesgrandsaxesdeleursorbites.

T^2=kxa^3aveckconstante,Tlapériodederévolutionetalerayondel'orbite.

Cetteévolutiondel’astronomiecoupléeàuneévolutiondesmœursetunedichotomieentresphèrescientifiqueetsphèrereligieuse,poussaleshommesàcomprendredeplusenplusprécisémentla«!mécaniqueduciel!».

Issacnewtonquien1687quiendéfinissantlesrèglesdelagravitationuniverselleadonnéuntournantdéfinitivementscientifiqueàl’astronomie

LoideNewton

DeuxcorpsAetBpossèderespectivementunemasseMAetMBetqueleurscentredegravitésontséparéparunedistancenotée«d»alorslavaleurdelaforcedegravitationexercéeparAsurBetcelleexercéeparBsurApeuventêtreexpriméeparlaformulesuivante:

FA/B=FB/A=GMAMB/d2

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Pourquecetterelationsoitcorrecte,ilestnécessairederespecterlesunitéssuivantes:

Lesmassesdoiventêtreenkilogramme(kg)

Ladistancesdoitêtreenmètre(m)

Laforcesestexpriméeennewton(N)

ParailleurslaconstantedegravitationvauttoujoursG=6,67.10-11m3.kg-1.s-2

Lessièclessuivantsinitièrentladécouvertedenouvellesplanètesetdeleurssatellites,larévolutionenchimie(parLavoisier)enphysiqueetenastrophysique(AlbertEinstein),ledéveloppementdel’aéronautique,….

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LesévolutionsduXIXèmeetXXèmesièclefurentainsisansprécédent.Lefaitleplusmarquantfutsansnuldoute«!laconquêtedelaLune!».

Aujourd’hui,nousnesommescertainementpasauboutdenossurprises,tantl’immensitédel’universlaisselibrechampàdenouvellesdécouvertesetnondesmoindres.

Ledéveloppementexponentieldel’astronomiepermetàl’hommedesedécouvrir.Eneffet,commeAristotel’enseignaitdanssonlycée!:

«Sansl’astronomie,l’hommeignorelaplacequ’iloccupe».

L’AstronomiePasàPas

L’astronomieantiqueetmédiévale

Vers-3000–ConstructiondeStonehenge

Vers-280–AristarquedeSamossuggèrequelaTerretourneautourduSoleiletfournitlapremièreévaluationdeladistanceTerre-Soleil

Vers-240–Eratosthènemesurelacirconférencedelaterre

Vers-130–Hipparquedéveloppelepremiercatalogued’étoilebrillantes

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Vers140–PtoléméeproposeunmodèleoùlaTerresetrouveaucentredel’Universetlesplanètessedéplacentsurdesépicycles

825–Al-Khwarizmi,l’inventeurdel’algèbre,publiesestablesastronomiquesàBagdad

829–LecalifeAl-Mamunfondel’observatoiredeBagdad

833–LepersanAl-FarghaniécritlesElémentsd’astronomie

900–L’astronomearabeAl-Battaniintroduitlaméthodetrigonométriquedansl’étudedelasphèrecéleste

994–Al-Khujandiconstruitunsextantmuralàl’observatoiredeRayprèsdeTéhéranetmesurel’obliquitédel’écliptique

Vers1020–Al-Biruniaméliorelamesuredurayonterrestre

1054–DesastronomeschinoisobserventlasupernovaduCrabe

Vers1075–LepersanOmarKhayyammesuredefaçontrèspréciseladuréedel’année

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Larévolutionscientifique

1543–NicolasCopernicpublieDerevolutionibusorbiumcoelestiumoùilsuggèrequeleSoleilsetrouveaucentredel’UniversetpaslaTerre

1572–TychoBraheobserveunesupernovadanslecieletmetfinauconceptd’immuabilitédescieux

1576–TychoBraheentreprendlaconstructiondel’observatoired’Uraniborg

1577–TychoBraheobservelepassaged’unecomèteetconfirmequelescieuxnesontpasimmuables

1582–LepapeGrégoireXIIIintroduitlecalendriergrégorien

1596–DavidFabriciusdécouvrequelaluminositédel’étoileMiran’estpasconstante

1608–HansLippersheyinventelalunetted’approche

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1609–JohannesKeplerprésentesesdeuxpremièresloissurlemouvementdesplanètesdansAstronomianova

1610–GaliléetourneunelunetteverslecieletfaitdenombreusesdécouvertescommelesreliefsdelaLune,lessatellitesdeJupiteroulamultituded’étoilesdelaVoieLactée

1619–JohannesKeplerpubliesatroisièmeloisurlemouvementplanétairedansHarmonicesmundi

1632–GaliléepublieDialogoSopraIDueMassimiSystemiDelMondooùilcomparelesthéoriesdePtoléméeetdeCopernic

1656–ChristiaanHuygensdécritlesanneauxdeSaturne

1671–IsaacNewtonconstruitlepremiertélescope

1672–GeminianoMontanaridécouvrequelaluminositédel’étoileAlgolestvariable

1675–Jean-DominiqueCassinidécouvreunedivisiondanslesanneauxdeSaturne

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1676–OlaüsRömermesurelavitessedelalumièreenobservantlessatellitesdeJupiter

Lavitessedelalumièredanslevide,communémentnotéecpour«célérité»,estuneconstantephysiqueuniverselleetuninvariantrelativiste(vitesselimitedesthéoriesrelativistes),importantedansdenombreuxdomainesdelaphysique.Savaleurexacteest299792458m/s(environ3× 108m/sou300000km/s).Selonlarelativitérestreinte,lavitessedelalumièredanslevideestlavitessemaximalequepeuventatteindretoutesformesdematièreoud'informationdansl'univers.

Sicettevitesseestleplussouventassociéeaveclalumière,elledéfinitpluslargementlavitessedetouteslesparticulessansmasseetdesvariationsdeleurschampsassociésdanslevide(ycomprislesrayonnementsélectromagnétiquesetlesondesgravitationnelles).Cesparticulesetondesvoyagentàlavitessecquelquesoitlemouvementdelasourceémettriceouleréférentieldel'observateur.Danslathéoriedelarelativité,cpermetdelierl'espaceetletemps,etapparaîtégalementdanslacélèbreéquationd'équivalencemasse–

énergieE=mc2

1687–IsaacNewtonpubliesathéoriedelagravitationuniverselledansPhilosophiaeNaturalisPrincipiaMathematica

Lamécaniquecéleste

1705–EdmondHalleyprévoitleretourdesacomèteen1758

1718–EdmondHalleycomparesesmesuresdepositionsstellairesaveccellesdePtoléméeetdécouvrelemouvementpropredecertainesétoiles

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1758–JohannPalitzschobserveleretourdelacomètedeHalleycommeprévu

1781–WilliamHerscheldécouvreUranus;CharlesMessiercompilesoncataloguedenébuleuses

1782–JohnGoodrickeremarquequelesvariationsdeluminositéd’Algolsontpériodiquesetexpliquentqu’ellessontduesaupassagepériodiqued’uncorpsplussombreenorbiteautourdel’étoile

1784–EdwardPiggotdécouvrelapremièrecéphéide

1796–Pierre-SimondeLaplaceproposesathéoriedelaformationdusystèmesolaire

1800–WilliamHerscheldécouvrelalumièreinfrarouge

1801–GiuseppePiazzidécouvrelepremierastéroïde:Cérès

1814–JosephvonFraunhoferdécouvrequelespectreduSoleilprésentedesraiessombres

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1838–FriedrichBessel,FriedrichStruveetThomasHendersonmesurentrespectivementlesparallaxesdesétoiles61Cygni,VégaetAlphaCentauri

1842–ChristianDopplerdécritl’effetquiportesonnom

Lesondeslumineuses(ousonores)émisesparuncorpsendéplacementsontaffectéesparlemouvementdecelui-ciparrapportàunobservateuraurepos.

L'intervalleséparantdesondessuccessivesestpluspetitdansladirectiondumouvementetplusgranddansladirectionopposée.

Vousentendezl'effetDoppler-Fizeauchaquefoisqu'unvéhiculepourvud'unesirène(pompiers,ambulance)passerapidementprèsdevous:ens'approchant,lesonémisparlevéhiculeestplusaiguetens'éloignantlesonestplusgrave.

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CeteffetfutdécritparChristianDoppler(en1842)etHyppoliteFizeau(en1848).

1843–SamuelHeinrichSchwabedécritlecycledetachessolaires

1844–FriedrichBesselexpliquelesoscillationsapparentesdeSiriusetdeProcyonparl’influencegravitationnelled’uncompagnononorbite

1846–JohannGottfriedGalledécouvreNeptuneens’appuyantsurlesprédictionsmathématiquesd’UrbainLeVerrier

1848–HippolyteFizeaudécritledécalagedefréquencedesondesélectromagnétiques

L’astrophysique

1859–GustavKirchhoffetRobertBunsendécouvrentquechaquecomposéchimiquepossèdeunesignaturespectraleunique

1863–WilliamHugginscommenceàutiliserl’analysespectralepourétudierlacompositionchimiquedesétoiles

1864–JamesClerkMaxwellpubliesathéoriesurlechampélectromagnétique

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1868–PierreJulesCésarJanssenetNormanLockyerobserventlesprotubérancessolairesetdécouvrentunnouvelélémentdanslespectreduSoleil:l’hélium

1872–HenryDraperprendlapremièrephotographieduspectred’uneétoile:Véga

1877–AsaphHalldécouvrelesdeuxsatellitesdeMars:PhobosetDeimos

1878–GiovanniSchiaparelliobservedes«canaux»surMars

1895–WilhelmRöntgendécouvrelesrayonsX

1901–AnniejumpCannonpubliesonpremiercataloguedespectresstellairesetfinaliselaclassificationdesétoilesditedeHarvard

1905–AlbertEinsteinintroduitlathéoriedelarelativitérestreinte

L'expressionthéoriedelarelativitérenvoieleplussouventàdeuxthéoriescomplémentairesélaboréesparAlbertEinstein:larelativitérestreinteetlarelativitégénérale1.Cetermepeutaussirenvoyeràuneidéeplusancienne,larelativitégaliléennequis'appliqueàlamécaniquenewtonienne.

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En1905,lephysicienallemandMaxPlanckutilisel'expression«théorierelative»(Relativtheorie),quimetl'accentsurl'usageduprincipederelativité.Danslapartiediscussiondecetarticle,lephysicienallemandAlfredBuchererutilisepourlapremièrefoisleterme«théoriedelarelativité»(Relativitätstheorie)2,3.

Lesconceptsmisenavantparlathéoriedelarelativitérestreintecomprennent:

• L'espace-temps:l'espaceetletempsdoiventêtreperçuscommeformantuneseuleentité.

• Lavitessedelalumièredanslevideestinvariable,peuimportelavitessedel'observateuretdelasourcelumineuse.Lescalculsmontrentqu'alorselleestaussilavitessemaximalededéplacement,qu'ellen'estatteintequepourlalumièreoutoutenotiondépourvuedemasse,etdoitêtreconsidéréecommelavitessemaximalededéplacementdel'information.

• Lesmesuresdediversesquantitéssontrelativesàlavitessedel'observateur.Enparticulier,letempssedilateetl'espacesecontracte.

1910–EjnarHertzsprungetHenryRusselldécouvrentlarelationentrelaluminositéd’uneétoileetsontypespectral

1912–HenriettaLeavittdécouvrelarelationpériode-luminositédescéphéides

1915–AlbertEinsteinpublielathéoriedelarelativitégénérale

Lesconceptsmisenavantparlathéoriedelarelativitégénéralecomprennent:

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• L'espace-tempssecourbed'autantplusquelamasseàproximitéestgrande.

• Lagravitéinfluencel'écoulementdutemps.

1917–VestoSlipheranalyselespectredegalaxiesprochesets’aperçoitquelapluparts’éloignentdenous

1918–HarlowShapleys’appuiesurl’observationdecéphéidesdanslesamasglobulairespourétablirlatailleréelledelaGalaxieetlapositionducentregalactique;miseenservicedutélescopede2,5mètresduMontWilson

1924–EdwinHubbleidentifiedescéphéidesdanslagalaxied’Andromèdeetredéfinitl’échelledesdistancesextragalactiques;ArthurEddingtonétablitlarelationentremasseetluminositédesétoilesdelaséquenceprincipale

EdwinPowellHubble(20novembre1889-28septembre1953)[1]étaitunastronomeaméricain.Ilajouéunrôlecrucialdansl'établissementdesdomainesdel'astronomieextragalactiqueetdelacosmologied'observationetestconsidérécommel'undesastronomeslesplusimportantsdetouslestemps.[2][3]

Hubbleadécouvertquedenombreuxobjetsconsidérésauparavantcommedesnuagesdepoussièreetdegazetclassésdanslacatégoriedes"nébuleuses"étaientenréalitédesgalaxiessituéesau-delàdelavoielactée.[4]Ilautilisélarelationdirecteétroitequiexisteentrelaluminositéd'unevariablecéphéideetlapériodedepulsation[5][6](découverteen1908par

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HenriettaSwanLeavitt[7])pourréduirelesdistancesgalactiquesetextragalactiques.[8][9]

Hubbleafournilapreuvequelavitessederécessiond'unegalaxieaugmenteavecsonéloignementdelaTerre,unepropriétémaintenantconnuesouslenomde"loideHubble",alorsqu'elleavaitétéproposéeetdémontréeparobservationdeuxansplustôtparGeorgesLemaître.LaloideHubble-Lemaîtreimpliquequel'universestenexpansion.]Unedécennieplustôt,l'astronomeaméricainVestoSlipheravaitfournilapremièrepreuvequelalumièreémiseparnombredecesnébuleusesétaitfortementdécaléeverslerouge,indiquantdesvitessesderécessionélevées.

LenomdeHubbleestlepluslargementreconnupourletélescopespatialHubblequiaéténomméensonhonneur..

ClassificationdesGalaxiesparHubble

1925–CeciliaPaynemontrequelesétoilessontprincipalementconstituéesd’hydrogène;WernerHeisenberg,MaxBornetPascualJordanintroduisentlamécaniquematricielle,unepremièreversiondelamécaniquequantique

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1926–ErwinSchrödingerintroduitlamécaniqueondulatoire,unedeuxièmeversiondelamécaniquequantique

L'équationdeSchrödinger,conçueparlephysicienautrichienErwinSchrödingeren1926,estuneéquationfondamentaleenmécaniquequantique.Elledécritl'évolutiondansletempsd'uneparticulemassivenonrelativiste,etremplitainsilemêmerôlequelarelationfondamentaledeladynamiqueenmécaniqueclassique.

Laphysiqueclassiquedécritparfaitementnotreenvironnementquotidien,maisdevientinopéranteàl’échellemicroscopiquedesatomesetdesparticules.Lesscientifiquesdoiventalorsutiliserlamécanique«quantique»pourlaquellelesquantitésdematièreoud’énergieéchangéesnepeuventplusprendren’importequellesvaleursmaisseulementdesvaleursdiscrètesou«quanta».

Parailleurs,laphysiqueclassiquedécritdifféremmentuncorpuscule(atome,particule)etuneonde(lumière,électricité)tandisquelamécaniquequantiquenelesdistingueplus.Pourelle,unphoton,unélectronoumêmeunatomesontàlafoisuneondeetuncorpuscule.

Uneonde-corpusculepeutsetrouverdansunesuperpositiond'étatsquiestunesortedepotentialitédetoussesétatspossibles.Unobjetquantiquepeutainsiavoirdesprobabilitésdifférentesd’êtreicioulàetonnepeutêtrecertainqu'ilestenunseullieuquelorsqu’oneffectueunemesure.Leprocessusdemesureimposeàl’onde-corpusculeunétatbiendéfini.

1927–GeorgesLemaîtreentrevoitl’expansiondel’Univers

1929–EdwinHubbleétablitlaloilinéairedeHubble-Lemaîtreetconfirmel’expansiondel’Univers;GeorgeGamowproposelafusiondel’hydrogènecommesourced’énergiedesétoiles

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1930–ClydeTombaughdécouvrePluton;WolfgangPaulipostulel’existenceduneutrino;PaulDiracpubliePrinciplesofQuantumMechanicsetintroduitleformalismemodernedelamécaniquequantique;

1931–KarlJanskydétectedesondesradiod’originenonterrestre

1938–HansBethe,CarlvonWeizsäckeretCharlesCritchfieldidentifientlesdifférentesréactionsdefusionquiseproduisentdanslesétoiles

1946–Détectiondespremièresondesradiod’origineextragalactique

1948–RalphAlpher,GeorgeGamowetRobertHermaninvententleconceptdeBigBangetprédisentl’existencedurayonnementfossile

1949–Miseenservicedutélescopede5mètresduMontPalomar

L’âgespatial

1957–LancementdeSpoutnik1,lepremiersatelliteartificiel;HughEverettintroduitlathéoriedesmondesmultiples

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Spoutnik1(enrusseСпутникI«compagnon»,ou«satellite»)estle

premiersatelliteartificieldelaTerre.Cetenginspatialsoviétiqueestlancéle4octobre1957depuislecosmodromedeBaïkonourparunlanceurR-7Semiorkaquicouronnelestravauxdesingénieursettechniciensdel'OKB-1chargésdedéveloppercegrosmissilebalistiqueintercontinental.LeurresponsableSergueiKorolev,visionnairefascinéparlesperspectivesspatialesouvertesparlesfusées,avaitréussiàpersuadersescommanditairesmilitairesd'utiliserlemissilebalistiquecommelanceurdesatellites.

1958–JanOortcréeunecartedelastructurespiraledelaGalaxiegrâceàdesobservationsdanslesondesradios

1959–Luna1devientlapremièresondeàs’éloignerdelaTerre

1960–AllanSandageetThomasMatthewsdécouvrentlesquasars

1961–SheldonGlashowprésentelathéorieélectrofaible

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1962–Mariner2estlapremièresondeàsurvoleruneautreplanète:Vénus

1963–MaartenSchmidtcomprendquelesquasarssontdesobjetsextrêmementdistants

1964–MurrayGell-MannetGeorgeZweigproposentindépendammentl’existencedeparticulesfondamentalesbaptiséesquarks

1964-RobertWoodrowWilsonetArnoAllanPenzias,découvrentparhasardlerayonnementfossile.

1967–JocelynBelletAnthonyHewishdécouvrentlespulsars

1969–NeilArmstrongetEdwinAldrinmarchentsurlaLune

PremierpasdeNeilAmstrongsurlalunele21juillet1969

BuzzAldrinestsortiaprèslui

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1973–PremiersurvoldeJupiterparPioneer10

1974–PremiersurvoldeMercureparMariner10

1978–DécouvertedusatellitedePluton:Charon

1979–PremiersurvoldeSaturneparPioneer11;découvertedelapremièrelentillegravitationnelle

1981–AlanGuthprésentesathéoriedel’inflation

1986–Premiersurvold’UranusparVoyager2;survoldelacomètedeHalleyparplusieurssondes

1987–Explosiond’unesupernovaprochedansleGrandNuagedeMagellan

1989–PremiersurvoldeNeptuneparVoyager2

1990–LancementdutélescopespatialHubble

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1995–MiseenorbitedelasondeGalileoautourdeJupiter;découvertedelapremièreplanèteextrasolaire

1998–Deuxéquipesannoncentquel’expansiondel’Universs’accélère

1998-StationSpatialeInternationale

Le30novembrelancementparlesrussesdupremiermoduledeL’I.S.S.,habitédepuisnovembre1999.

Projetcommunde5agencesspatiales:Roscosmos–Nasa-Esa–JaxaetCsa

2003–LesatelliteWMAPfournitdesmesurestrèsprécisesdurayonnementfossileetdel’âgedel’Univers

2004–LesroversSpiritetOpportunitycommencentàétudierMars;lasondeCassinisemetenorbiteautourdeSaturne

2005–LasondeHuygensatterritsurTitan

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2012–LeLargeHadronColliderconfirmeladécouverted’uneparticulecompatibleaveclebosondeHiggs;leroverCuriositycommencesamissionsurMars

2013–LesatellitePlanckétablitunenouvellecartedurayonnementfossile

2014–LasondeRosettasemetenorbiteautourdelacomète67PChuryumov-Gerasimenko

2015–LesondeDawnsemetenorbiteautourdeCérès;lasondeNewHorizonssurvolePluton;lesdeuxinterféromètresLIGOdétectentdesondesgravitationnelles

2017–Lepremierphénomèneobservéàlafoisdanslesondesgravitationnellesetdanslesondesélectromagnétiques:lafusiondedeuxétoilesàneutrons

2019–LasondeNewHorizonssurvoleunpetitcorpsdelaceinturedeKuiper:2014MU69

Etdemain,nousallonsplacerquelquessatellitescomplémentairesautourdelaterre

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Plusde1.400satellitesopérationnels

Parmices1.419satellitesopérationnels:

780sontsurdesorbitesbassesouLEO(Low-EarthOrbit),àquelquescentainesdekilomètresau-dessusdenostêtes,àl'instardelaStationspatialeinternationale(ISS)etdeHubble,pourneciterquelespluscélèbres.

96sontenorbitemoyenneouMEO(Medium-EarthOrbit),àenviron20.000kmdelasurfaceterrestre.

37sontsuruneorbiteelliptique.

506suruneorbitegéostationnaireouGEO,à36.000km.

Conclusion:LafinouleCommencementdeL’histoire