ASpaceMR

ASpaceMR

Reposez-vous dans les étoiles

Phil_Goud & Redscape

Contes, légendes et faits scientifiques se rencontrent dans cette ballade spatiale écrite, racontée et mise en musique pour vous reposer et pourquoi pas vous endormir. Nul besoin d'être féru d'astronomie ou de sciences, laissez-vous simplement guider.

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La forme la plus parfaite

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Une co-production de

  • Phil_Goud : Texte et narration
  • Redscape : Mise en musique, mixage et voix des anciens

Génériques (Début+Fin) : “Euphotic” Carbon Based Lifeforms (Interloper) 2015 Blood Music
Avec l’aimable autorisation de Carbon Based Lifeforms pour la réutilisation de sa musique.
Voix du générique : Karine

Crédits musiques

  • “Eistla” r beny (Eistla) 2018 Self Released
  • “Moraine” r beny (Eistla) 2018 Self Released
  • “Constituent Elements” Max Würden (V/A A Strangely Isolated Place/2019) 2019 A Strangely Isolated Place
  • “ Attached, Our Eyes Wide Open” Zinovia (The Gift Of Affliction) 2013 Tympanic Audio
  • “Mimetic” Dalhous (The Composite Moods Collection Vol.1: House Number 44) 2016 Blackest Ever Black

Les artistes

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Texte de l'épisode

Introduction

Toujours sur la plage, bercé par la rythmique des vagues.

Tu sais maintenant comment l’humain a pu s’approprier le temps, en faire un outil de plus en plus précis, mais en gardant comme référence originelle le couvercle de la Terre.

Tu sais qu’en regardant le ciel, et le ballet des astres, nos ancêtres ont appris la notion de cycle temporels en remarquant des répétitions dans l’enchaînement des événements stellaires. Les jours, les mois, les années.

Mais que savaient-ils de la planète qu’ils habitaient ? En réalité, pas grand chose.

Avant que l'on commence, je souhaiterais que tu oublies cette idée que les générations qui nous ont précédés étaient des idiots, avec des croyances absurdes.

Pour beaucoup, les légendes étaient simplement de belles histoires qui proposaient une réponse poétique à des phénomènes dont personne ne connaissait l’origine réelle.

En fait, on peut même dire que ceux et celles qui nous ont précédés étaient même plutôt doués.
Un bon exemple, c'est que l'on peut voir la déformation des constellations au fur et à mesure des siècles tellement les cartes du ciel étaient précises.

Ils manquaient de connaissance, mais pas d'intelligence ni d’un sens aigu de l’observation.

On imagine souvent que nos ancêtres les plus lointains pensaient que la Terre était plate. Il n’en est rien.

Imaginer que nos ancêtres pensaient que la Terre est plate est en réalité une forme de propagande qui est apparu durant la Renaissance, afin de dénigrer ce que l’on nomme le Moyen- ge.
Cette période qui réunit des époques si différentes qu’il y a peut-être autant de différence entre l’humanité au début et à la fin de cet époque qu’il peut y en avoir entre la fin du moyen-âge et notre civilisation actuelle…

Tu veux une preuve ? Le globe terrestre placé dans la main de l’empereur Charlemagne qui signifie son pouvoir sur le monde est bien une sphère.

Maintenant que les idées reçues sont balayées, reprenons.

Nous n’avons en réalité que très peu de traces des premiers questionnements.
C’est vrai que c’est à la fois banal et tellement essentiel à la compréhension de notre place dans l’Univers.

Et il faut remonter tellement loin que les écrit finissent par manquer.

Et quand on remonte si loin, imaginer que les humain de l’époque se posent la question, c’est peut-être minimiser l’innocence de nos ancêtres.

Pourquoi chercher une explication à quelque chose que l’on a toujours eu sous nos pieds ?

Reprenons l’analogie de l’humain parcourant en accéléré le savoir accumulé de ses aïeux : Quand vous-êtes vous posé la question de la forme de la Terre de votre propre initiative ? Peut-être n’avez-vous pas eu le temps de vous la poser avant qu’on vous l’apprenne ?

A l’échelle de l’histoire de l’Humanité, ce n’est que récemment, vers -625 avant JC que l’on a des traces du questionnement-même de la forme de la Terre. C’est près de 1500 ans après les pyramides ! Cela ne veut pas dire que personne ne s’est posé la question, probablement juste que personne n’avait trouvé de réponse pertinente.

C’est le Mathématicien Thalès, oui celui du théorème avec les triangles, qui s’aventure à définir la Terre comme un disque plat, reposant sur un océan gigantesque. Mauvaise pioche, mais il a eu le mérite de se poser la question et de la noter.

Les ombres de la Terre

Sa réponse, le disque, est déjà bien plus avancée qu’il n’y paraît. Il n’a pas imaginé la Terre comme un plan infini, mais ayant une taille donnée.

Un peu plus tard ce sont Pythagore et Platon qui préfèrent imaginer la Terre comme une sphère... pour une raison plus philosophique que scientifique, la sphère étant une forme jugée plus rationnelle.

Platon disait à ses élèves “Ma conviction est que la Terre est de forme ronde au centre des cieux, et n’a donc besoin d’aucun air ou aucune force qui ne fasse office de support. Si un homme pouvait voler, haut au-dessus des nuages, la Terre ressemblerait à l’une de ces balles couvertes de cuir, parée de couleurs variées, ressemblant à celles que les peintres utilisent sur Terre et dont elles ne sont qu’en un sens les échantillons.”

Pour lui, tout était sphères et l’univers lui-même était aussi un globe
“Le créateur a fait l’univers sous la forme d’un globe, rond comme s’il sortait d’un tour de poterie, avec ses extrémités équidistantes en tout point au centre, de toute forme, la plus parfaite et la plus représentative du créateur.”

Ne rigole pas, toi aussi quand tu imagines le big bang, tu penses à une explosion sphérique au milieu d’un vide infini, or on a vu que ce n’est pas le cas.

Mais ce n’est que plus tard que l’on trouve la trace des premières preuves appuyées par l’observation, avec l’un des philosophes les plus observateurs et le plus prompt à tirer des conclusions de sa simple observation : Aristote.

Dans sa “théorie des choses naturelles”, expliquait que les choses lourdes tendaient à vouloir rejoindre le centre de l’univers (pour lui la Terre était au centre de l’univers, et donc les objets voulaient rejoindre le centre de la Terre car il était aussi le centre de l’univers). A noter qu’à l’inverse, l’air et le feu vont en sens inverse.

De cette hypothèse, il tira la conclusion que chaque point sur la Terre devait être attiré vers le centre.
Par conséquent, par la compression de la matière et par convergence, la forme de la Terre ne pouvait être autre chose qu’une sphère.
Ce qui, à son honneur, n’est pas si éloigné que ça de la réalité… si on imagine ne pas connaître les lois physiques dont nous disposons aujourd’hui.
Cela a en tout cas le mérite d’être vérifié par l’expérience, même si les raisons ne sont pas les bonnes.

Cette façon de faire avancer la science et d’avoir une théorie fonctionnelle malgré une hypothèse de départ erronée ou non expliquée par manque de connaissance est ce qui va malgré tout faire avancer la science.

Mais il a fait d’autres observations et hypothèses :

Par exemple, il remarquait qu’en voyageant de la Grèce vers l’Égypte , donc vers le sud, les constellations semblaient plus hautes à l’horizon, plus le trajet avançait.

Seule une surface courbe pouvait expliquer cette observation.

"D'après la manière dont les astres se montrent à nous, il est prouvé que non seulement la Terre est ronde, mais même qu'elle n'est pas très grande, car il nous suffit de faire un léger déplacement, vers le sud ou vers l'Ourse, pour que le cercle de l'horizon devienne évidemment tout autre. “
Quand il parle de l’ourse, il parle bien évidemment de la petite ourse, qui contient l’étoile polaire. C’est une ancienne façon d’exprimer que l’on va vers le Nord, et c’est tellement plus beau de dire que l’on va à l’Ourse.

Toujours avec autant de poésie, il continue :
(...) Ainsi, quand on suppose que le pays, qui est aux colonnes d'Hercule, va se rejoindre au pays qui est vers l'Inde, et qu'il n'y a qu'une seule et unique mer, on ne me paraît pas faire une supposition par trop incroyable."
Les colonnes d’Hercules sont le nom des montagnes qui bordent le détroit de Gibraltar. Il dit donc qu’il se serait pas une supposition incroyable que l’on puisse rejoindre l’Inde en traversant l’océan Atlantique.

Cela ne sera prouvé par l’expérience, dans notre civilisation occidentale en tout cas, que bien plus tard… Et pas tout à fait puisque il y a un continent inconnu alors entre l’Europe les les Indes.

Mais si l’humanité à cette époque ne peut voir la Terre depuis l’Espace, il y a un moyen d’apercevoir la forme de la Terre : indirectement, et grâce à la Lune.

Si tu es perspicace, tu auras compris que je parle des éclipses de Lune : ce moment où le Soleil, la Terre et la Lune sont alignés et où l’ombre de la Terre est projetée sur la Lune.
A ne pas confondre avec les éclipses solaires, bien plus connues et majestueuses où la lune s’interpose entre le soleil et la Terre.

Aristote émit l’hypothèse suivante : "Lors des éclipses, la Lune a toujours pour limite une ligne courbe : par conséquent, comme l'éclipse est due à l'interposition de la Terre, c'est la forme de la surface de la Terre qui est cause de la forme de cette ligne"

En réalité, cela ne prouve pas complètement la rotondité de la Terre, mais cela prouve que seules deux formes sont possibles : la sphère ou le cylindre. (Le disque restant un cylindre peu épais).

Mais c’est grâce à Ératosthène, père de la géographie, que non seulement la preuve formelle de la rotondité de la Terre fut apportée, mais une approximation de son diamètre et son inclinaison par rapport à l’écliptique, le plan parcouru par le soleil dans le ciel.

L’histoire est connue, mais je te la raconte quand même au cas où :

Il avait remarqué que lorsque le soleil est au zénith, le jour du solstice d’été, il n'y avait aucune ombre du côté d'Assouan, au sud de l’Egypte, près de ce que l’on nomme aujourd’hui le tropique du Cancer.

En mesurant l'ombre d'un bâton planté à Alexandrie, au Nord de l’Egypte, sur les bords de la mer méditerranée, au même moment et en connaissant la distance qui sépare les deux cités, il déduit la circonférence de la Terre avec une précision assez étonnante : 39.375 kilomètres contre environ 40.000 kilomètres pour les estimations actuelles.

Par le même procédé, il a démontré l'inclinaison de l'écliptique sur l'équateur et il fixa cette inclinaison à, approximativement, 23° 51'.

L’expérience d’Aristote consistant à prendre le large depuis la pointe ibérique en direction des Indes nécessita presque 2 millénaires avant que l’expédition de Fernand de Magellan réussit la première circumnavigation.
(Magellan, en revanche non, il est mort en tentant de prendre d’assaut des populations indigènes dans le pacifique)

Si la Terre est ronde, il y a le cas de la sphère d’étoiles qui nous entourent et les études qui s’y rapportent.

L’une de ces discipline est étonnante dans une émission scientifique : nous allons parler de l’astrologie.
L’astrologie

Cela débute par un but relativement noble et assez utile : pour mieux pouvoir se repérer dans le ciel, au lieu de compter les étoiles indépendamment les unes des autres, on les a réunies en groupe aux formes diverses que l’on a nommées, Grande Ourse, Cassiopée, Pégase … Une sorte de moyen mnémotechnique, tout en rendant honneur à ses propres légendes.

Et il y a surtout le Bélier, le Taureau, les Gémeaux, le Cancer (ou le Scarabée, ou encore le Crabe), le Lion, la Vierge, la Balance, le Scorpion, le Serpentaire, le Sagittaire, le Capricorne (ou la Chèvre), le Verseau et les Poissons.

Ces 13 derniers signes ayant une particularité qui les unit : ces constellations sont toutes alignées sur une seule et même trajectoire que l’on appelle l’écliptique.

On l’a évoqué avec Ératosthène : C’est la trajectoire du soleil et de la Lune.

Et c’est cette spécificité qui permet de repérer et d’associer une constellation à une période et de donner naissance à l’astrologie et aux fameux signes du Zodiaque.

Comme il fallait 12 signes pour les 12 mois de l’année, on a donc abandonné la constellation du serpentaire et séparé l’année en 12 parts égales, et ce, quelle que soit la distance entre les constellations ou leurs tailles respectives.

Parce qu’en réalité, ne le dis pas trop fort à ceux qui aiment regarder l’horoscope, il n’y a tellement, tellement d’incohérences entre les observations astronomiques et les signes astrologiques…

Il y avait pour les grecs antiques, deux sciences complémentaires, la première est l'astronomie et la seconde l’astrologie.

Ptolémée, qui a écrit une des œuvres piliers de l’astrologie, le Tetrabiblos, les présentent en ces termes :

“la première, par le rang et l’efficacité, nous permet de connaître les positions relatives que le Soleil, la Lune et toutes les planètes adopteront à tout moment entre eux et par rapport à la Terre, du fait de leurs mouvements.
La seconde, par l’analyse des caractères naturels propres à ces configurations relatives, nous fait détecter les changements qu’elles provoquent dans le ‘contenu’ qu’elles englobent”

Mais ne soyons pas trop critiques vis à vis de nos ancêtres qui pourraient avoir l’innocence de chercher un sens au monde chaotique qui l’entoure… Tu n’as jamais lu ton horoscope ?

Mais en réalité ils n’étaient pas si naïfs que ça, même Ptolémée faisait la distinction entre la science “dure”, l’astronomie et la science dite “molle”, l’astrologie.

Il exprime clairement que l’influence du ciel n’est au final que très minime sur la Terre et que notre destin n’est pas gravé dans les cieux :

“Évitons de croire que tout ce qui arrive aux hommes est l’effet d’une cause venue d’en haut comme si, dès l’origine, en fonction de quelque irrévocable et divin décret, tout avait été réglé par avance pour chaque individu et se produisait par nécessité, sans qu’aucune autre cause soit en mesure d’y faire obstacle. En vérité, si le mouvement des corps célestes s’accomplit de toute éternité en vertu d’un destin divin et immuable… le changement des choses terrestres est, quant à lui, soumis à un destin naturel et variable, tirant d’en haut ses causes premières selon le hasard, ou par voie de conséquence naturelle”.

Mais l’astrologie n’a pas été complètement vaine, dans le sens qu’elle a donné une raison de plus à l’humanité de scruter le ciel et au final, d’une simple croyance ésotérique est issue le premier jalon de l’astronomie moderne.

Les observations mondiales

On a beaucoup parlé des grecs dans cette partie et c’est normal, ils ont posé tellement de bases dans l’observation de la coupole céleste, on l’a vu quand je t’ai raconté quelques légendes liées aux constellations.

Il est temps de tourner la page, et d’avancer sur le plan des connaissances et nous allons passer à la civilisation suivante dans la grande chaîne d’influence : les Romains.

Mais avant de passer à la suite, je voudrai te donner un point de vue un peu plus mondial sur l’avancé de la science au sens large :

Il n’y a pas des grecs intelligents et des sauvages autour, idem pour les romains. Ce qui est fascinant c’est que cette évolution se retrouve dans le monde entier, à diverses vitesses dans des champs particuliers selon les civilisations.

Je ne t’apprends rien en disant que nous utilisions des chiffres arabes, on t’a peut-être dit que ce sont les premiers à avoir imaginé le concept de zéro. C’est clairement eux qui nous l’ont appris, mais les mayas l'utilisaient bien plus tôt...

Les observations du ciel étant les mêmes pour tous (ou presque, les constellation changent bien évidemment selon les latitudes), on retrouve une logique similaire aussi bien en chine qu’en Amérique ou en Afrique.

Il y a cette idéalisme qui remonte aux Lumières qui souhaite nous relier aux grecs et au romains en occultant le fait que, lorsque les routes commerciales nous ont reliés ensembles dans ce continent d’Eurasie, nous avons échangé bien plus que des produits, mais aussi de la culture et des connaissances.

Et là où c’est triste en un sens est que, comme pour le moyen âge, cette illusion reste pérenne et il est même compliqué pour moi aujourd’hui de trouver des sources qui me permettraient de te montrer les évolutions qui ont eu lieu lors du moyen age ou les apports des pays plus lointains que le bord de la méditerranée.

Garde donc en tête que l’espace est le même pour tout le monde, la science aussi. Quelle que soit ton lieu de naissance sur notre cailloux cosmique.

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De l'errance à l'harmonie

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Une co-production de

  • Phil_Goud : Texte et narration
  • Redscape : Mise en musique, mixage et voix des anciens

Génériques (Début+Fin) : “Euphotic” Carbon Based Lifeforms (Interloper) 2015 Blood Music
Avec l’aimable autorisation de Carbon Based Lifeforms pour la réutilisation de sa musique.
Voix du générique : Karine

Crédits musiques

  • “La Contemplation des Etoiles” Gastón Arévalo (Terrain) 2020 A Strangely Isolated Place
  • “Stellarum Fixarum” Slow Meadow (Happy Occident) 2019 Hammock Music
  • “Eclipse” Marsen Jules Trio (Présences Acousmatique) 2013 Oktaf
  • “Light (Ben Lukas Boysen Remix)” Ocoeur (Memento) 2013 n5MD
  • “First Steps Into Sunken Glades” Gareth Coker (Ori And The Blind Forest Original Soundtrack) 2017 Microsoft Studios Music
  • “The Trees Back Home” The Ghost Of 3.13 (There Once Was Beauty) 2016 Mozyk

Les artistes

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Texte de l'épisode

Introduction

Tu as toujours les yeux perdu dans ce ciel toujours aussi familier ?

Imagine-toi équipé de la première lunette astronomique. Tu regardes dedans et non seulement les étoiles te paraissent plus brillantes mais tu en distingues d’autres que tu n’avais pas vues.

Je t’avais dit que par une nuit noire, tu peux apercevoir quelques 3000 étoiles, mais avec une simple lunette astronomique, tu peux monter à près de 20 000 étoiles.

Partout où tu regardes, le ciel est rempli de ces points lumineux, même là où tu n’en voyais pas à l’oeil nu.

Profite-en pour regarder la grande ourse et mieux distinguer Alcor et mizar, ces deux étoiles si proches qu’elles ne paraissent faire qu’une pour les yeux non avertis.

Imagine ce qu’a dû ressentir le premier homme qui a utilisé cet instrument, l’émerveillement et le vertige de s’apercevoir que le nombre d’étoiles visibles ainsi est plus grand encore.

Mais je vais un peu vite, nous en étions au tout début de cette histoire où la lunette astronomique joue un rôle central.

Les planètes

C’est en se concentrant sur cette bande de constellations qui sert à l’astrologie, à la recherche de signes venant du ciel que l’on s’est aperçus que certains points ne défilaient pas de la même façon que le reste des étoiles au fur et à mesure de l’année.

D’un mois à l’autre, ces points changeaient de place au sein des constellations du Zodiaque.

On retrouve Thalès qui avait à tort déterminé que la Terre était un disque, qui nomme ces étoiles particulières :
Ces point ont été nommés “planètes”, nom formé à partir du mot latin "planeta", qui vient lui-même du grec "planêtês" : et qui signifie "errant, vagabond".

Alors nos ancêtres romains leur ont donné des noms de leurs dieux et on a gardé cette dénomination :
Jupiter, la plus grosse des planètes a reçu le nom du dieux des dieux, Saturne, celui du dieu lié au solstice d’hiver.

Un point très rapide a été nommé Mercure, dieu des voleurs, des voyages et le messager des autres dieux
Un point rouge, comme le sang, a hérité du nom de Mars, le dieu de la guerre.

Enfin, la plus belle planète du ciel a été nommée Vénus, comme la déesse de l’amour, de la beauté et de la séduction.

Ces planètes ont d’ailleurs donné leur nom aux jours de la semaine :
Tous les nom des jours contiennent “di”. Cela ressemble d’ailleurs étrangement à “day” chez nos amis d’outre-manche. Di signifie “le jour de”.

Mercredi c’est le plus facile à deviner : il s’agit du jour de Mercure.

Avec un peu d’imagination, tu peux trouver la signification de chacun des jours de la semaine. Lundi pour la lune, Mardi pour Mars, Jeudi pour Jupiter, Vendredi, pour Venus.

Pour Samedi et Dimanche, le mieux est de passer en langue anglaise : Saturday et Sunday. Le jour de Saturne et celui du Soleil.

Si je t’ai parlé du temps, c’est entre autre parce que sans calendrier, il aurait été impossible de repérer l’aspect cyclique du mouvement de ces astres.

C’est ainsi tout à fait naturel que le nom des jours soit lié à ces objets mobiles de la voûte céleste. On retrouve encore une fois le ciel utilisé comme une horloge.

Tu remarques qu’il manque des planètes. C’est normal.

Le système solaire a toujours été le même mais la vision qu’en a eu l’humanité a évolué au fil du temps. Au début, on ne parlait même pas de système solaire d’ailleurs, puisque la Terre était au centre de tout.

Il y a quelques années, je t’aurais dit que pluton est une planète.

Quelque deux siècles en arrière, je te l’aurais listé de cette façon : Mercure Venus, Terre, Mars, Cérès, Pallas, Junon et Vesta, Jupiter, Saturne, Uranus… et c’est tout.

Donc pour nos ancêtres, le ciel était composé des seuls 7 éléments qui composent les jours de la semaine.

Un ballet déséquilibré

Mais ces planètes, quel que soit le nombre connu, ont eu bien plus d’influence que ce que quiconque aurait pu anticiper.

Leur présence remettait en cause l’image que l’humanité avait du ciel.
Il n’était plus possible d’imaginer un ballet simple, basé sur un dôme céleste et deux astres qui tournent autour de la Terre.

Mais il y avait tout de même quelque chose qui clochait dans l’image d’un écrin fait pour nous, humains.

Imagine-toi un instant être un de ces grands penseurs. Tu aimes par dessus tout l’équilibre dans le monde qui t’entoure.
Tu es à la recherche de la beauté mathématique d’un ratio parfait entre hauteur et largeur, ainsi que d’autres formules permettant d’expliquer ce qui se produit sur Terre.

Et là dans le ciel, il y a ces points qui bougent de manière à priori complètement absurde, bien que réguliers, c’est à dire cycliques donc prévisibles mais complètement inexplicables.

La position au zénith du Soleil change bien au fil des saisons, mais elle forme un 8 bien régulier.

Les planètes, notamment Mars, vont parfois stopper leur mouvement pour repartir dans le sens inverse avant de reprendre leur direction initiale.
Cette “marche arrière temporaire” ou rétrogradation est particulièrement inexplicable.

Combien il est tentant de chercher la solution à cette énigme !

D’aristote à Ptolémée, ils imaginèrent alors, toujours avec la terre en son centre, une mécanique complexe avec un système de sphères imbriquées les unes dans les autres, avec 55 à 80 couches. Une construction à la manière d’un oignon qui a été la référence pendant près de 20 siècles.

C’est une énigme qui durera jusqu’à 16e siècle, c’est très récent !

Bien qu’il y ait eu quelques précurseurs, comme Aristarque de Samos (vers -280), aient envisagé le mouvement de la Terre autour du Soleil, il s’agissait de propositions alternatives qui n’avaient pas de réel impact sur le consensus commun et qui n’avait pas comme but d’expliquer une observation du mouvement ce ces vagabonds.

Le fait que la Terre ne soit pas au centre de tous les mouvements fut notamment réfuté par Aristote, qui avait pourtant intuité la rotondité de la Terre, dans un échange qui peut te faire sourire mais qui ne manque pas de bon sens, au vu des observations à leur disposition :

Aristote exprima l’objection suivante : «Si la Terre tournait autour du Soleil, elle occuperait dans sa course des positions fort différentes dans l’espace. On observerait les étoiles sous des angles différents, et on les verrait se déplacer les unes par rapport aux autres au cours de l’année. Les constellations changeraient de forme»

Aristarque de Samos émit alors l’hypothèse : «Oui, ce serait vrai, sauf si les étoiles sont immensément éloignées au-delà du cercle que décrit la Terre, comme la surface d’une sphère est éloignée de son centre».

Maintenant, toi aussi tu sais que c’est exact, l’étoile la plus proche Proxima du Centaure est 28 000 fois plus lointaine que Saturne, la planète la plus éloignée, connue à cette époque.

Il explique aussi l’alternance jour/nuit en précisant que «La Terre est animée d’un deuxième mouvement de rotation sur elle-même, qui explique la révolution quotidienne apparente de la voûte céleste»

Oui, que le soleil tourne autour de la Terre ou qu’elle tourne sur elle-même, cela pourrait expliquer le jour et la nuit avec la même précision.

Les 7 grands principes de Copernic

Il fallu donc attendre 1513, dix-sept siècles plus tard, (et 2 ans avant marignan) avec Nicolas Copernic pour retrouver en occident un modèle héliocentrique (helios, c’est le soleil, donc heliocentrique signifie “avec le soleil au centre”)
Ce modèle inclut la Terre et toutes les planètes connues à l'époque et dans une danse qui avait l’avantage de restaurer le côté simple et régulier du modèle de l’univers connu.

Oui, l’univers connu à l’époque était relativement restreint.

On est donc passé d’un univers où les planètes zigzaguent sans raison, à un univers dans lequel les planètes tournent toutes à une vitesse régulière autour d’un soleil placé au centre dans un mouvement lent et horloger.

Cela est beau dans sa régularité et sa simplicité, mais c’est aussi la première fois que l’humanité voit sa place dans l’univers amoindrie.

Pour vous donner une idée de l’avancée formulée par Copernic, voici les 7 grands principes énoncés dans son ouvrage “Les révolutions des sphères célestes" :

  1. Tous les corps célestes ne se meuvent pas autour du même axe, sous-entendu la Terre.
  2. La Terre n’est pas le centre de l’Univers mais seulement de celui de la Lune.
  3. Le Soleil est au centre du système planétaire, donc de l’Univers.
  4. La distance Terre-Soleil est négligeable, comparée à la distance aux étoiles fixes.
  5. La révolution du firmament (le mouvement jour-nuit) est dû à la rotation de la Terre autour de son axe, la sphère étant immobile.
  6. Le mouvement apparent du Soleil est dû au fait que la Terre, comme les autres planètes, tourne autour du Soleil.
  7. Les apparentes stations et rétrogradations des planètes vues de la Terre sont dues au même phénomène

L’énoncé de ces sept hypothèses constitue une véritable révolution qu’on appelle d’ailleurs la "Révolution Copernicienne".

Et même si l’on sait qu’il y a dans le lot quelques inexactitudes, les grands principes régissant notre système solaire sont tous présents.

Le plus incroyable c’est que Copernic n’est capable d’apporter aucune autre preuve que la simplicité d’un tel système. Au lieu d’une mécanique de 80 sphères, il y a alors moins d’une dizaines de sphères, dont une majorité des révolutions, ou orbites, sont dans un même plan, avec le soleil en son centre.

Les observations de Galilée

Nous pensions vivre au centre de l’Univers mais nous ne sommes que sur l’une des planètes qui orbitent le Soleil, un des vagabonds.

Comme vous vous en doutez, cette image n’a pas rencontré un succès immédiat… même si on l’avait déjà 17 siècles avant.

Si la démonstration de la simplicité de la solution de Copernic était excellente, la société de l’époque n’était pas prête à accepter de ne pas être au centre d’un écrin prévu pour nous.

Mais la réactance face à ce nouveau modèle n’est pas uniquement dogmatique. Elle est aussi scientifique. “Si la Terre tourne autour du Soleil, comment expliquer le mouvement de la Lune ?”

En effet, si la Lune est le seul astre à devoir tourner autour de la Terre, comment justifier cette exception unique ?

Il faudra non pas un mais deux visionnaires, Kepler et Galilée.
Le premier tente une approche par le calcul, tentant de trouver une relation mathématique entre la distance au centre et la durée d’une révolution

Le second aura une approche basée sur l'observation pure: il pointera une longue vue améliorée vers la voûte céleste. Le premier télescope.

On dit souvent, qu’il a inventé le télescope… ce n’est pas tout à fait vrai.
La subtilité, c’est qu’il a basé son travail sur celui d’un opticien néerlandais qui a créé ce qu’on appelle à l’époque une “lunette d’approche”.
Sans le savoir, tu en as vu déjà beaucoup : c’est une longue vue, culturellement associée aux films sur les grands navigateurs ou les pirates.

Galilée a en revanche construit sa propre lunette d’approche ayant entendu parler de cette des travaux en optique aux pays bas et l’offre au Sénat de venise.

Il commence par découvrir qu’il y a bien plus d’étoiles que celles que l’on peut observer à l’oeil nu.

Il constate ainsi qu' « il est important d'ajouter à la foule des étoiles fixes que les hommes avaient pu observer à l'oeil nu jusqu'à maintenant,

d'autres étoiles innombrables,

et nous pouvons désormais offrir au regard des hommes leur spectacle, précédemment caché.

Leur nombre dépasse de plus de dix fois celui des étoiles anciennement connues ». (Galilée, Sidereus Nuncius).

Surtout, Galilée détaille l'aspect des étoiles à travers la lunette. Il remarque que, si les planètes sont des cercles nets, « les étoiles ne se présentent pas comme limitées par des circonférences de cercle, mais comme des noyaux de lumière qui rayonnent et scintillent dans toutes les directions » (Galilée, Sidereus Nuncius).

Galilée parvient à observer quatre satellites de Jupiter en janvier 1610. Il explique que c'est un argument important en faveur du modèle copernicien. En effet, les partisans du modèle géocentrique soulignent que si tous les astres tournaient autour du Soleil, le parcours de la Lune autour de la Terre serait une curieuse exception.

Galilée explique : «
Nous tenons un argument excellent et lumineux pour ôter tout scrupule à ceux qui acceptent la révolution des Planètes autour du Soleil dans le Système copernicien,
mais qui sont tellement perturbés par le tour que fait la seule Lune autour de la Terre, accomplissant toutes les deux une révolution annuelle autour du Soleil,
qu'ils jugent que cette organisation du monde doit être rejetée comme une impossibilité.

Maintenant, nous n'avons plus une seule Planète tournant autour d'une autre pendant que toutes deux parcourent un grand orbe autour du Soleil.

Notre perception nous offre désormais quatre étoiles errantes supplémentaires, tournant autour de Jupiter et le tout poursuit ensemble, un grand orbe autour du Soleil en l'espace de douze ans ». (Galilée, Sidereus Nuncius).

Ici encore il s'agit d'un argument en faveur du système de Nicolas Copernic, car avec les satellites de Jupiter, il n'y a plus un seul centre de rotation dans l'univers.
Si Jupiter dispose de lunes, le satellite de la Terre n’est plus une exception et son existence n’est plus un frein à l’adoption de cette théorie scientifique.

Galilée baptise ces 4 lunes de Jupiter, “planètes médicéennes” en l'honneur du Duc de Médicis (et de ses trois frères) au service duquel il espère être engagé.

De nos jours, ce n’est pas leurs nom d’origine qui ont été retenus, mais celui de leur découvreur et ces 4 premières lunes, toujours observables avec une lunette astronomique sont nommés satellites galiléens (ou lunes galiléennes).

Il observe aussi des protubérances de part et d’autre de Saturne, découvrant sans le savoir ses anneaux si caractéristiques.

Si tu es un astronome amateur, c’est un excellent exercice que de marcher dans les traces de cet ancêtre et tenter à ton tour d’observer Jupiter et Saturne.

Il faut savoir que Galilée est sous la protection du pape Urbain VIII, et il souhaite rester prudent dans la publication de ses découvertes.

Il décida alors de publier un dialogue entre 3 personnes (géocentrique/héliiocentrique/neutre) qui se nomme « Dialogue sur les deux grands systèmes du monde », ne prenant lui-même pas position mais laissant les arguments parler à sa place dans une forme compréhensible par le plus grand nombre…

Le fait de rendre ses réflexions si accessibles au public n’est pas très malin : l’année suivante, Le saint office (le tribunal de l’inquisition) l’oblige à se rétracter sous peine d'être brûlé pour hérésie.

Après avoir renié ses convictions scientifiques et en particulier le fait que la terre tourne sur elle-même, Galilée aurait murmuré "Et pourtant elle tourne".
Cependant il est fort probable que cette phrase ne soit qu’un mythe.

Ce que l’on sait en revanche c’est que le pape Urbain VIII intervient et transforme sa peine en simple assignation à résidence.

Ce n’est qu’en 1992 que l’Eglise réhabilite Galilée

L’héliocentrisme par d’autres

Encore une fois, l’histoire est un peu différente de que que tu t’imagines : bien évidemment Galilée n'était pas seul contre tous à la recherche de la preuve de l’héliocentrisme à cette époque.

Je t’ai déjà cité Kepler dont je vais te parler très vite avec plus de détails, mais en France, il y a un certain Descartes qui lui aussi travaillait sur une des dernières oeuvres de sa vie “Le traité du monde et de la lumière”.

Dans cet ouvrage il traite aussi de l’héliocentrisme et alors qu’il en achève l’écriture, il apprend que galilée a été condamné.
Il attend un an afin d’en recevoir une copie et à sa lecture, décide qu’il est trop risqué pour lui de publier son propre traité.
La publication sera donc à titre posthume, afin d’éviter les foudres de l’Eglise.

De même, on retrouve des traces en Inde de traités d’astronomie qui évoquent cette hypothèse et un peu partout des systèmes à la fois héliocentriques et géocentriques où les planètes tournent autour du Soleil qui, lui, tourne autour de la terre.

C’est intéressant de voir qu’à l’échelle de l’histoire de l'humanité, de l’apparition de l’homo sapiens, il y a 200 000 ans, à nos jours, les découvertes ne sont pas si éloignées dans le temps d’une civilisation à l’autre, souvent deux ou trois siècles au maximum.

Cela montre encore une fois à quel point les civilisations sont plus liées que ce que l’on a appris dans nos livres d’histoire.

A quel point même à l’époque, notre cailloux spatial était trop petit pour que les grandes idées ne puissent y circuler.

En cours de lecture

L'invisible chorégraphe

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Une co-production de

  • Phil_Goud : Texte et narration
  • Redscape : Mise en musique, mixage et voix des anciens

Génériques (Début+Fin) : “Euphotic” Carbon Based Lifeforms (Interloper) 2015 Blood Music
Avec l’aimable autorisation de Carbon Based Lifeforms pour la réutilisation de sa musique.
Voix du générique : Karine

Crédits musiques

  • “Foghorn” Robin Schlochtermeier (Spectral) 2020 Denovali Records
  • “A Walking Embrace” Nils Frahm (Encores 2) 2019 Erased Tapes Records
  • “You'll Miss Us One Day” Ben Lukas Boysen (Gravity) 2013 Ad Noiseam
  • “ The Headless Sleep” Ian Hawgood & Aaron Martin (Wolven (A Modern Interpretation)) 2013 hibernate
  • “Words Are Gone” Hior Chronik (Blind Heaven) 2019 7K!
  • “Yellow Moon” Luca D’Alberto (Endless) 2017 7K!

Les artistes

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Texte de l'épisode

Introduction

Jusqu’à présent je t’ai raconté l’histoire des idées sans m’attarder sur les humains eux-mêmes.

Pour cette partie, nous allons un peu plus parler d’Histoire avec un grand H car le contexte a en réalité souvent son importance.

Personne ne vit en dehors de son époque, les idées ne sont pas des choses éthérées qui vivraient au-delà du quotidien des humains.
Pour te le prouver, j’ai un parfait exemple pour toi.

Alors détend-toi, installe-toi confortablement je vais te raconter une histoire plein de science et de rebondissement.

Johannes Kepler

Celui dont je vais te conter l’histoire n’est pas n’importe qui.

Son nom ne t’es peut-être pas inconnu mais il est peu probable que l’on t‘ait déjà parlé en détail de l’étendue de son talent et il est encore moins probable que l’on t’ai conté l’histoire de sa vie.

Cet homme est Johannes Kepler.

Au lieu de simplement te parler de ses découvertes, j’aimerais te parler un peu du parcours atypique de Johannes Kepler car il est étrangement erratique pour quelqu’un qui énoncera des lois de mouvement si régulières.

Alors laisse moi te conter le récit de la vie de l’un des esprits les plus importants de l’Histoire de l’astronomie.

Lors de sa naissance, en 1571, l’Europe est en proie à deux révolutions :
50 ans plus tôt, un écrit était cloué à la porte d’une église, et sonna le début du protestantisme,
26 ans avant, un certain Copernic avait démontré que le soleil ne tournait pas autour de la Terre, mais l’inverse, ce qui est une étape scientifique plus que notable

C’est un temps agité et où les autorités religieuses sont sérieusement remises en questions.

Physiquement, il est assez chétif et a une vision abîmée par la variole… Des signes qui pourraient plutôt annoncer une mort rapide qu’une destinée brillante.

Alors qu’il a 6 ans, un évènement changera sa vie à jamais : une comète apparaît dans le ciel et elle est tellement brillante que toute l’Europe est subjugée.

Petit rappel d’histoire, Kepler est plus ou moins Allemand, au sens qu’à l’époque il n’y a pas d’Allemagne à proprement parler, mais le Saint-Empire romain germanique, qui s’est étendu du sud du Danemark au nord de l’italie et de l’alsace à Vienne en autriche.

A l’époque, la guerre de 30 ans opposant catholiques et protestants n’a pas encore éclaté et Kepler s’inscrit en 1589 dans l’université de Tübingen dans le but d’étudier la théologie et devenir un pasteur.

Il rencontre alors l’homme qui changea à tout jamais son destin, (et celui de la science elle-même, indirectement) : Maestlin. Un nom qui n’est pas si connu dans l’histoire mais dont le rôle ici est essentiel.

Maestlin est secrètement un disciple de Copernic. Evidemment, à l’époque il faut bien savoir tenir sa langue lorsque l’on pense que la Terre n’est pas au centre de l’Univers, sous peine de se voir torturer.

En voyant la passion de Kepler pour l’astronomie, il lui prêta alors discrètement l’oeuvre de Copernic. Cela fut un choc et fascina Kepler qui y vit alors non pas l’hérésie, mais l’oeuvre divine d’une mécanique harmonieuse.

Kepler est âgé alors de 23 ans et malgré sa passion pour les astres, il pense toujours devenir pasteur, mais une rencontre va une nouvelle fois changer sa vie : La ville de Graz, en Autriche, l’invite à venir enseigner les mathématiques.

Emballé par l’idée de vivre de sa passion scientifique, Kepler accepte mais peu de personnes suivent ses cours et il est alors contraint d’accepter un second poste : celui de créateur de calendrier. Ce qui à l’époque tient plus de l'astrologie que de l'astronomie.

Johannes Kepler, malgré ses publications astrologiques reste réaliste quand à leur portée :
“Le ciel agit sur l’homme pendant sa vie , comme les ficelles qu’un paysan noue au hasard autour des courges de son champ : les nœuds ne font pas pousser la courge, mais ils en déterminent... la forme.
De même pour le ciel : il ne donne pas à l’homme ses habitudes,son histoire, son bonheur, ses enfants, sa richesse ou sa femme, mais il façonne sa condition”.

Toute sa vie, Kepler oscille ainsi entre religion et science, arrivant à trouver un équilibre, notamment grâce à son protestantisme, lui permettant plus de flexibilité individuelle dans la foi que le catholicisme régi par l’autorité d’un Pape.

Le manque de succès dans sa carrière a tout de même un avantage particulier : il dispose de temps libre pour réfléchir.

Si la terre tourne autour du Soleil, elle n’est donc attachée à rien, flottant dans l’Espace. Mais qu’est-ce qui la fait flotter ? quelle est la raison qui fait qu’elle ne dérive pas et décrit une orbite autour du soleil.

Lors d’un énième cours quasi-vide en 1595, Kepler a une illumination : Si la Terre tourne autour du Soleil, c’est probablement car le Soleil applique sur elle une force !

Newton était alors loin d’être né, il faudra encore attendre près de 50 ans, donc cette force, kepler l’appela “magnétisme”.

Cela peut paraître évident, et même un peu faux, mais en Europe, il fut le premier à émettre cette théorie si proche de la réalité.

Mais Je te rappelle que Kepler est avant tout très religieux, il va alors commencer par calculer l’espace entre les planètes et les relier aux formes sacrées de platon et y trouver une correspondance qui lui fera penser à l’oeuvre de Dieu lui-même.

Mais si cela te parait absurde, sache que cette nouvelle approche sera ce qui permettra aux scientifiques d’avancer, sous couvert de découvrir comment “Dieu l’a fait”. Et c’est ce qui déclenche la révolution scientifique qui suivra peu après.

Il va plus loin et trouve une harmonie qui pourrait être transcrite en musique et compose une version de “Harmonie des sphères”.
L’idée de lier musique et astronomie n’est pas de lui et se retrouve depuis Pythagore et les premiers acousmaticiens.
La différence est que dans sa version, au lieu de baser sa composition sur la distance entre les planètes, il se base sur leur vitesse.

L'ensemble des planètes constitue un chœur (pas forcément très harmonieux) où la basse est dévolue à Saturne et Jupiter, le ténor à Mars, l'alto à la Terre et à Vénus, le soprano à Mercure

Deux ans plus tard, en 1597, il publie ses idées, ce qui attira l’attention d’un certain Tycho Brahe un astronome qui voulait déménager à Prague pour continuer ses activités et ils deviennent correspondants réguliers. Cela va sauver la vie de Kepler.

En 1599, la tension entre protestant et catholique est à son comble dans la ville de graz où Kepler est toujours installé.
Il ne peut retourner dans son ancienne université où ses affinités avec les théories coperniciennes sont rejetées et c’est Brahe qui lui sauve la vie en lui proposant de venir à Prague pour l’assister dans ses travaux.

Il se retrouve donc dans la cour du roi Rudolf II, un roi particulier, dans son affection pour le scientifique autant que l’occulte.
Il était entouré d’alchimistes, d’astrologues comme de mathématiciens et d’astronomes, l’un des astronomes étant Brahe, sous le titre de “mathématicien impérial”.

Sa mission était d’observer le ciel nocturne et de créer un relevé précis des cieux. Des relevés existaient avant lui, mais ils étaient imprécis ou incomplets.
Le but était de créer une carte si précise que l’on pourrait alors prédire les positions des astres avec la plus grande des précisions.

Mais en 1601, Brahe décède et le relai est passé à son second, Kepler, arrivé moins de deux ans plus tôt.

La tâche qui lui est transmise est immense mais il hérite des travaux que son prédécesseur gardait jalousement : les observations astronomiques les plus précises de tous les temps.

C’est ces dernières qui vont permettre les plus grandes découvertes faites par Kepler.

Et si l’astronomie est son oeuvre la plus connue, Kepler est aussi connu pour avoir fait avancer bien d’autres champs de la physique, par simple intérêt fugace dans la matière.

En 1604, par exemple, alors qu’il tente d’améliorer la façon d’observer une éclipse, il plonge alors si loin dans l’étude de l’optique qu’il va en profiter pour avancer la compréhension de l’oeil humain, découvrant que l’image au fond de notre rétine est inversée et corrigée par le cerveau.
De ces études, il en profite aussi pour améliorer les verres optiques, notamment les lunettes, dont il a grandement besoin avec sa myopie dont il souffre depuis l’enfance.
Pas la lunette astronomique évidemment puisqu’elle n’est pas encore inventée à l’époque.

La même année, il observe et enregistre une supernova dans le ciel, sous la forme d’une étoile nouvelle.

Il a même publié un ouvrage nommé “Le songe” ou “L’astronomie lunaire” qui est un des premiers ouvrages de science fiction.
Un roman basé donc sur des faits scientifiques qui raconte une aventure sur la Lune entreprise par des humains aidés de démons, dans laquelle Kepler note les difficultés à prévoir une fois sur place : l’absence d’air bien entendu, mais aussi la lumière du soleil, non filtrée par une quelconque atmosphère.
Il en profite aussi pour décrire avec poésie la vue de la Terre qu’auraient les aventuriers

Les années d’observation attentive vont lui permettre de prouver scientifiquement les théories coperniciennes et le système héliocentrique.

En 1609, il publie “Astronomie nouvelle”, qui non seulement explique le trajet de Mars dans le ciel nocture terrestre, mais il calcule et représente celui de la Terre vu depuis la planète rouge.

Cette réflexion et ces calculs lui permettent de constater que les trajectoires des planètes ne sont pas circulaires et elliptiques, ovales, où l’un des centre est le soleil. C’est la première loi de Kepler

Il démontre par le calcul la vitesse des astres, selon leur position sur cette ellipse, indiquant que lorsqu’un corps est sur la partie de son orbite la plus proche de l’astre autour duquel il gravite, sa vitesse est plus grande que lorsqu’il en est éloigné.
Il arrive à trouver la relation qui régit la distance parcourue tout au long de la révolution.
C’est la seconde loi de Kepler.
Il n’est pas arrivé encore à permettre le calcul des paramètres de l’orbite elle-même, en revanche.

Un fait intéressant, car très rare à l’époque : non content de publier ses théories, il publie aussi ses données brutes. De nos jours c’est une norme lors de publications scientifiques, mais à l’époque, c’est une forme de défiance envers les critiques potentielles, leur donnant la possibilité de le contredire… si toutefois c’était possible.

En 1610, Galilée observe Jupiter avec la première lunette astronomique et sa découverte crée tellement l’émoi que beaucoup à l’époque pensent qu’il s’agit d’une erreur, voir d’une illusion d’optique.

Cela inspira un nouvel ouvrage à Kepler qui non seulement démontre que les observations de galilée ne pouvaient être une illusion optique mais il en profita au passage pour décrire comment améliorer les télescopes pour les rendre plus efficaces.

Mais les tensions religieuses au sein de l’Europe finiront par le rattraper et en 1612, le voilà encore contraint de quitter Prague pour Linz qui lui propose un poste de mathématicien en échange duquel il doit achever les tables d'observations du ciel.

Il a encore une fois de la chance car à peine 5 ans plus tard, en 1617, les protestants seront massacrés à Prague et en 1618, ces derniers se rebellent et la guerre de 30 ans débute entre ces deux religions, apportant dans toute l’europe, son lot de morts, de pandémies et par la peur qu’elles occasionne, son lot de procès pour sorcelleries.

en 1619, Kepler, que la guerre a fini par rattrapper, protestant au milieu de catholiques, reste officiellement protégé mais est harcelé quotidiennement.

Malgré ce quotidien tourmenté, il parvient à créer la loi permettant de calculer l’orbite de tout astre d’un système planétaire en découvrant la relation entre ses dimensions et la vitesse de l’astre qui la parcourt.

Pendant une année, il doit s’occuper de la défense de sa mère, accusée de sorcellerie, procès lors duquel ses capacités de démonstrations lui permettront se la sauver.

Mais ce procès le cribla de dettes et il perdit sa maison et quitta Linz en 1626.

Un an plus tard, il publia la table d’observation dont il avait hérité de Brahe et qu’il avait grandement complétée.
Ce furent les observations les plus précises jamais vues et ses 3 lois étaient bien entendues utilisées dans cet ouvrage pour prédire des évènements futurs.

Le prochain évènement serait le transit de Mercure, 4 ans plus tard, en 1631, un phénomène où, depuis la Terre, nous pouvons observer Mercure passer entre le soleil et nous.

Mais non seulement il ne vécut pas jusqu’à voir son travail validé, mais la guerre de religion fera que sa tombe sera profanée.
Nul ne sait ce qu’il est advenu de son corps.

Bien évidemment, en 1631, ce transit a lieu, comme prédit par Kepler.

Conclusion

Ces travaux sont la fondation de bien des découvertes et ont inspiré bien des scientifiques.

Cela permettra à Newton de créer sa théorie gravitationnelle et permettra la mesure de l’unité astronomique ( la distance terre-soleil) grâce l’observation du transit de Vénus, 8 ans après Mercure.

Il est vrai que je parle et que je continuerai à beaucoup parler des hommes de sciences.

Cela ne veut pas dire qu’il n’a pas existé des femmes de sciences durant l’aventure scientifique qu’a vécu l’humanité.

Tu peux être ainsi amené à penser que jusqu’à récemment, elles ont souvent été reléguées à un rôle de soutien. Femme au foyer ou secrétaire, qu’elles dégageaient le chemin pour que leurs conjoints ou supérieurs puissent faire avancer les connaissances humaines.

Ou alors on les imagine comme Nicole-Reine Lepaute, aidant son mari dans les calculs jusqu’à s’en abîmer la vue.

Si cette image de personne en deuxième ligne n‘est pas tout à fait fausse historiquement, la réalité est un tout petit peu plus subtile, il existe bien des exceptions et ces dernières sont de plus en plus nombreuses avec l’avancé des moeurs de la société et la parité vers laquelle nous tendons doucement.

Comme par exemple Caroline Herschel qui découvrit 8 comètes en tant qu'assistante de son frère, mais qui fut la première femme astronome salariée, et qui sera reconnue pour ses travaux, elle reçoit la médaille d’or pour la science prussienne et devient membre honoraire de la Royal Astronomical Society, … le tout fin 18e début 19e siècle.

Mais il existe des cas plus lointains encore : comme par exemple Hypathie au 4e siècle dont les travaux ont été détruits mais dont on sait qu’ils étaient tellement avancés qu’ils lui ont valu d’être assassinée par des chrétiens fanatiques.

Notons aussi au passage Émilie du Châtelet, française du 18e siècle qui fut à l’origine de la traduction en français des travaux de Newton… seule traduction jusque dans les années 2000 où une autre fut réalisée.
A l’époque, maîtriser deux langues et être érudit au point de traduire un ouvrage scientifique n’est pas donné à tous et pour une femme de son époque, c’est extraordinaire.

Enfin, toujours en vie de nos jours, je voudrais évoquer Carolyn Shoemaker, la personne ayant découvert le plus de comète dans toute l’histoire de l'humanité : elle a découvert 32 d’entre elles !

Et l’une de ces comètes est extrêmement connue : Shoemaker-Levy 9 ou SL9, la fameuse qui s’écrasa sur Jupiter en 1994 sous la forme d’une série de débris qui ont permis d’en savoir plus sur l'atmosphère de la géante rouge.

Comme je te l’ai déjà dit le ciel est le même pour tous, et la soif de connaissance est peut-être quelque part dans notre ADN, quel que soit l’origine, le sexe ou le genre.

Mais il y a une chose qui nous reliera toujours tous, c’est notre place dans l’Univers : du génie au crétin, de la vedette au groupie, du roi au mendiant, à l’échelle de l’univers nous ne sommes pas grand chose.

A l’époque de Kepler, nous savons déjà que nous sommes moins importants qu’imaginé précédemment, relégué du centre de l’univers à l’un de ses astres…

Mais malgré cela, nous étions toujours bien trop présomptueux.

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Génériques (Début+Fin) : “Euphotic” Carbon Based Lifeforms (Interloper) 2015 Blood Music
Avec l’aimable autorisation de Carbon Based Lifeforms pour la réutilisation de sa musique.
Voix du générique : Karine

Crédits musiques

  • “Venia” Ben Lukas Boysen (Mirage) 2020 Erased Tapes Records
  • “Olson” Boards Of Canada (Music Has Right To Children) 1998 Warp Records
  • “Grandma’s Appearance” Hydras Dream (The Little Match Girl) 2014 Denovali Records
  • “Faith In Strangers” Andy Stott (Faith In Strangers) 2014 Modern Love
  • “Galaxy Song” Monty Python (Galaxy Song) 1983 CBS

Les artistes

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Texte de l'épisode

Introduction

Après la vie mouvementée de Kepler et maintenant que nous avons balayé plusieurs aspects de la connaissance humaine de l'astronomie, je te propose de faire un résumé des connaissances et des inconnues.

Nous savons que la Terre tourne autour du Soleil, à la manière d’autres astres du même type, d’autres planètes, dont certaines ont des lunes, comme Jupiter par exemple.

Nous avons des formules mathématiques qui permettent de savoir où se trouve toutes les planètes connues, leur vitesse et nous pouvons ainsi prévoir des phénomènes astronomiques futurs.

Nous avons une vague idée qu’il existe un phénomène permettant d’attirer les planètes vers le soleil et les lunes vers les planètes et de les faire tourner comme une pierre au bout d’un ficelle… mais ce qui compose la ficelle est totalement inconnu.

Concernant les dimensions, seules quelques règles de proportions ont été apportées par Kepler, il avait découvert que la distance entre les planètes s'accroît en proportion de leur distance au Soleil, mais sans donner de dimension.

Quelle est donc la taille du système solaire et des astres qui le compose ?

Estimée à 10.000x le rayon terrestre par Archimède, il variera de 380 à 1520 selon les scientifiques et les époques… ce qui veut dire que personne ne sait vraiment.

Transit de Vénus et l’unité astronomique

Si Kepler avait souligné l'événement prochain, le transit de Vénus, c’est que connaissant les proportions des orbites et surtout les vitesses de déplacement, il est possible alors de mesurer la distance qui nous sépare du Soleil en comparant les observations depuis deux points éloignés sur la Terre.

Je vais te faire grâce des mathématiques et surtout de la géométrie qui explique ce calcul, mais je peux t’expliquer facilement sa base.

Je suppose qu’un jour d’ennui, ou dans un film 3D, tu as déjà fait l’expérience de voir certains objets de la scène que tu regardes, alterner leur position de gauche à droite lorsque tu fermes un oeil puis l’autre.

Plus l’objet est prêt, plus la différence de position sera importante. Plus l’objet est loin, plus il restera immobile lorsque tu changes d’oeil.

C’est d’ailleurs le même phénomène qui fait que les poteaux du train défilent vite mais les objets à l’horizon semblent lents ou immobiles.

Et plus impressionnant encore, c’est aussi ce qui fait que tu as l’impression que la Lune te suit lorsque tu voyages de nuit.

Ce phénomène a un nom : c’est ce qu’on appelle la parallaxe.

Maintenant que tu as ce principe physique en tête, dis-toi que c’est grâce à ça que l’on mesure les distances dans l’espace.

Mais si à quelques kilomètres, les objets semblent immobiles lorsqu’on est en mouvement, comment mesurer la distance d’objets aussi lointains que le soleil ou même des étoiles ?

C’est simple : plus les deux points d’observations sont éloignés, plus la mesure est précise.

Les 10-12 cm qui séparent nos yeux en moyenne ne sont bien évidemment pas suffisants.
Pour mesurer l’unité astronomique, il faut séparer les points d’observation de milliers de kilomètres et observer le phénomène de manière simultané.

Actuellement ce n’est pas un problème particulièrement compliqué à résoudre : Tu peux au choix faire appel à un observatoire au bout du monde avec un simple email ou envoyer un second observateur avec lequel vous vous synchronisez à l’aide d’horloges précises disponibles presque gratuitement.

Mais souvenons-nous à quelle époque les premières observations tentent d’être effectués : 1631.

Je dis bien “tentent” car si les Kepler avait prédit avec succès le transit de Mercure en novembre 1631, il n’avait pas déterminé l’orientation de la Terre pour le transit de Vénus, en décembre de cette même année.
Pas de chance : au moment du transit, il fait nuit en Europe, ce qui, je le rappelle, est la définition de l’absence de visibilité du Soleil, ce qui compromet l’observation d’un corps passant devant notre étoile.

En tout cas, cela a le mérite de prouver que Kepler et ses tables sont justes.

En 1639, 8 ans plus tard, un anglais du nom de Horrocks calcule grâce à ces dernières, les prochains transits mais ce n’est que près de 4 décénnies plus tard que l’idée de l’utiliser pour mesurer la distance terre-soleil émerge dans l’esprit d’un certain Halley.

En effet en 1677, sur l’île de Sainte-Helène , la même où sera détenu Napoléon près de 140 ans plus tard, le jeune Halley observe le transit de Mercure prédit par Horrocks.

(Oui Halley, celui-là même qui a une comète à son nom. Encore un scientifique brillant dont je pourrai parler longtemps, mais nous allons nous concentrer sur une toute petite partie de sa vie.)

Malgré un temps passable, Halley arrive à mesurer le temps mis par Mercure pour effectuer son passage devant le Soleil.

Je sais pas comment tu imagines les transits planétaires, mais il y a quelques détails qu’il faut que je te précise :
Pour commencer, on ne parle pas d’éclipse car la planète ne représente qu’un point, plus petit qu’une tâche solaire qui défile devant le soleil durant quelques heures.
Ensuite, la trajectoire ne trace pas le diamètre de notre étoile, mais il s’agit d’une corde, coupant le soleil en deux parts très inégales.

Ce que Halley intuite alors, c’est que deux astronomes placés en deux latitudes très différentes, ne verront pas cette trajectoire de transit au même endroit.

Comme à l’époque, les photos n’existent pas, afin de savoir où se situe la ligne, il suffit de mesurer le temps mis par la planète pour traverser le disque solaire.
Comme elle se déplace à vitesse constante, plus long est le temps, plus proche du centre passe la planète, et inversement.

Par de savants calculs, connaissant la distance séparant les astronomes et la différence d’observation, il sera alors possible de déterminer non seulement la distance qui nous sépare du soleil, mais aussi les dimension du système solaire entier.

La distance qui sépare Mercure du Soleil est trop petite pour que la mesure puisse être exploitable, en revanche, Venus permettrait une mesure précise.

Seul problème : Venus ne transite que 2 fois par siècle, et ne repassera devant le soleil qu’en 1761 et 1769 et Halley sait pertinemment qu’il ne sera plus de ce monde à aucune de ces dates.

Halley lance alors un appel en 1716 pour que le prochain transfert de Vénus, prévu en 1761, soit observé par tous les astronomes disponibles et volontaires, notamment pour l’observer depuis des points très éloignés : arctique en amérique du Nord, Golfe du bengale à l’est de l’Inde, tropiques…
Outre les distances, une mesure du temps précise est aussi requise.

Halley garantit qu’avec une précision à 2 seconde près, la distance sera précise à 1/500e près, soit à + ou - 300 000Km. Cela peut paraître beaucoup mais je te rappelle que la lumière du soleil met 8 minutes à nous atteindre, c’est donc une excellente précision à l’échelle astronomique.

La campagne de mesure de 1761 donnera une fourchette de valeurs trop large pour être exploitable (entre 8.3 et 10.6 secondes d’arc).

Heureusement, durant le transit suivant en 1769, la mesure est plus fiable et la plage de valeur réduite : entre 8.43 et 8.8, ce qui définit une distance Terre-Soleil égale à 24000 fois le rayon de la Terre à l'équateur.

Mais nous sommes encore loin de la précision de 1/500e annoncée par Halley et ce n’est qu’après de multiples passage et de multiples siècles que cette valeur sera enfin plus proche de la réalité, soir 23 455 rayons équatoriaux.

On sait désormais comment les distances du système solaire ont été mesurées. Et cette technique de la parallaxe est encore utilisée aujourd’hui pour la mesure des distances qui nous séparent des étoiles proches… sauf qu’au lieu de se déplacer sur la Terre, les distances étant trop faibles, les mesures sont faites à différents moment de l’année, exploitant le déplacement de notre planète elle-même pour plus de précision.

L’échelle de l’Univers

Mais avançons dans le temps jusque dans les années 1920, durant lesquelles a lieu le “Grand débat” dont on connaît surtout le débat de Shapley-Curtis qui eut lieu au musée d’histoire naturelle du smithsonian, à washington lors duquel ces deux scientifiques ont rendu chacun des thèses contradictoires toutes deux intitulées “l’échelle de l’univers”.

Malgré la précision des instrument d’observation qui n’a jamais été aussi fine, il reste dans le ciel des objets flous dont on sait qu’ils ne sont pas liés aux télescopes. On les appelle les nébuleuses.

Toi tu sais ce qu’est une nébuleuse, un nuage de matière gigantesque provenant de l'explosion d’une ancienne étoile et éclairé par des étoiles naissantes… Sauf que tout ce qui est flou n’est pas forcément une pépinière d’étoiles.

A l’époque, on a bien avancé dans la compréhension de notre galaxie, la voie lactée, dont on a mesuré la distance de bien des étoiles.

L’objet du grand débat est assez simple à présenter, mais la réponse n’est pas évidente : l’univers observable est-il limité à la seule Voie Lactée ?
Peut-on observer des étoiles qui n’en font pas partie ?

Il y a deux nébuleuses qui font polémique : deux nébuleuses en forme de spirale, dont une que l’on voit de haut et dont on pourrait parfaitement observer la rotation.

D’un côté Shapley était d’avis que l'entièreté de l’Univers était contenu dans la voie lactée. L’un de ses argument était que si les nébuleuses étaient hors de notre galaxie, les calculs indiquent une distance bien trop grande, de l'ordre de cent millions d’années lumière, ce qui est mille fois plus grand que notre galaxie.
De plus, Shapley observa que l’une des galaxie était en mouvement et que si ce mouvement était perceptible à ces échelles de grandeur, cela impliquerait que des éléments se déplacent plus vite que la lumière.
Enfin, une nova, l'apparition d’une étoile brillante et fugace, a déjà surpassé l’éclat de la nébuleuse elle-même, ce qui aurait été impossible s’il s'agissait bien d’une galaxie, requérant bien trop d’énergie.

A l’inverse, Curtis théorise que ces nébuleuses sont d’autres galaxies, ou d’autres “îlots d’univers”, pour reprendre le terme d'emmanuel Kant qui l’avait imaginé cette éventualité deux siècles plus tôt.
De plus, le nombre de novas observées dans ces nébuleuses et bien supérieur au nombre observé dans la voie lactée. Pourquoi y aurait il plus de novas dans cette partie du ciel que dans le reste ?
Prudent, il concéda que si les observation de Curtis concernant la vitesse de rotation de la galaxie étaient justes, il aurait simplement tort.

Or, depuis 1919, Edwin Hubble est en poste à l’observatoire du mont Wilson en californie, observatoire qui dispose du plus grand télescope, du petit nom de Hooker, construit deux ans plus tôt. Avec ses 2.5m de diamètre, il sera le plus grand du monde jusqu’en 1949.

Pour vérifier la véracité de l’une ou l’autre des théories, il va utiliser un type particulier d’étoiles : les céphéides.
Elles ont comme première particularité d’émettre une lumière qui pulse sur une période allant d’un à 100 jours, au lieu d’être constante, comme la majorité des étoiles.
Mais la seconde particularité est que leur luminosité est directement proportionnelle à leur période.
Une étoile qui a une période de 3 jours aura toujours la même luminosité, et sera d’ailleurs moins lumineuse qu’une étoile avec une période de 10 jours.

Ce rapport de proportion est tellement net que de la période, il est facile de déterminer la luminosité de l’étoile.

Or, la lumière étant dispersée dans toutes les directions, plus l’étoile est loin, plus la lumière qui nous parvient est ténue car une faible proportion de la lumière émise touche la Terre, ou en l'occurrence le téléscope.

Connaissant la luminosité nominale des céphéides, il est alors possible de déduire la distance en fonction de sa luminosité apparente.

Elle sont en un sens les balises de notre univers.

C’est comme cela qu’Hubble démontra que, ce que nous connaissons désormais comme la galaxie d’andromède et la galaxie du moulinet, sont bien des soeurs de notre voie lactée, et que l’univers est donc bien plus grand que nous pouvions l’imaginer.

Hubble observa bien d’autres galaxies et les classa en grandes familles : les galaxies elliptiques, en spirale barrées ou non et lenticulaires.
La voie lactée est une galaxie spirale par exemple, comme les ¾ des galaxies observées.

Mais les observation d’Hubble sont allées plus loin encore : il mesure la distance de 24 galaxies, leur vitesse d’éloignement par rapport à nous.

Pour comprendre comment mesurer la vitesse d’éloignement, imagine le passage d’une sirène de police, ou de pompier. Elle semble plus aigue quand ils se rapproche et devient plus grave en s’éloignant.

La lumière réagit pareil. on peut donc déterminer la vitesse d’éloignement selon à quel point la lumière part “dans les basses fréquences”, ce qui en lumière visible est le rouge.

Étonnamment, en mesurant ces 24 galaxies, il s'aperçut que systématiquement, plus les galaxies étaient éloignées, plus elles partaient dans les basses fréquences. Le fameux redshift que j’avais déjà évoqué.

Mais contre toute attente, il n’y vit qu’une simple corrélation, dont il tira tout de même une constante, et laissa le soin aux autres d’y trouver une explication.

Ce n’est que quelques années plus tard que cette simple curiosité fut reconnue comme un nouveau clous dans le cercueil de l’égo de l’humain.

En plus d’être gigantesque, plus grand que nous pouvons nous le représenter, l’univers est en plus en expansion constante.

Et s’il est en expansion et que l'on rembobine le fil de l’histoire, cela implique que l’univers tenait en un point… mais tu sais déjà tout ça.
Conclusion
Voici qui conclut la grande frise historique de la place de l’humanité dans l’univers. Nous sommes passés du centre du monde à n’être qu’une des planètes, tournant autour de l’une des étoiles de l’une des galaxies d’un Univers qui grandit toujours, et de plus en plus.

Si l’astronomie nous a appris une chose c’est que notre système solaire n’est même pas un grain de poussière à l’échelle du cosmos. Alors que dire de notre Terre ou de nous, humains.

Si ça peut paraître déprimant, la première fois, sache que pour moi, cela veut dire que nous sommes libres.
Pas de destin, pas de but à atteindre ou d’objectif à accomplir, rien qui nous rende spéciaux. Nous pouvons donc profiter de notre brève existence comme nous l’entendons, et choisir nos buts.

Et notamment, nous pouvons chercher à savoir comment il fonctionne, pour mieux en admirer la beauté, comme on aime à observer le mécanisme harmonieux et précis d’une horloge.

Et ce sera d’ailleurs la dernière partie de notre aventure : comment sommes-nous passés de prédire les mouvements des astres à en comprendre la cause ?

En cours de lecture

Démontons l'horloge

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Une co-production de

  • Phil_Goud : Texte et narration
  • Redscape : Mise en musique, mixage, voix des anciens, outro

Génériques (Début+Fin) : “Euphotic” Carbon Based Lifeforms (Interloper) 2015 Blood Music
Avec l’aimable autorisation de Carbon Based Lifeforms pour la réutilisation de sa musique.
Voix du générique : Karine

Crédits musiques

  • "#3" Aphex Twin (Selected Ambient World II) 1994 Warp Records
  • "Saturday Barbecue With New Neighbours" HUVA Network (Ephemesis) 2009 Ultimae Records
  • "Inside EyeSight" Martin Nonstatic (Granite) 2015 Ultimae Records
  • "C O S M" Jon Hopkins (Singularity) 2018 Domino
  • "Moan (Remix)" Trentemøller (The Last Resort) 2007 Poker Flat Recordings
  • “Saturn Strobe” Pantha Du Prince (This Bliss) 2007 Dial

Les artistes

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Texte de l'épisode

Introduction

Prends le temps de savourer cette dernière partie de notre voyage dans l’histoire des connaissances du ciel.

Nous allons enfin comprendre ce qui fait tourner l’horloge cosmique... pour finalement détruire le concept-même de temps.

Depuis l'intuition d’Aristote jusqu'à Kepler en passant bien évidemment par copernic et Galilée, si le mouvement des corps célestes est bien compris et les règles fonctionnelles, cela ne veut pas dire que l’on sait quel est le phénomène qui est à l’origine de ces mouvements.

Aristote disait que les choses lourdes tendent à aller vers le centre de la Terre, à l’époque où ce dernier était encore pensé comme le centre de l’univers

Kepler, lui, avait évoqué une forme de magnétisme.

Galilée, Newton et les lois d’attraction

Depuis Galilée, on sait déjà que deux objets devraient tomber à la même vitesse dans le vide, quelles que soient leurs masses.

"Si les corps lourds tombent plus vite que les corps légers, en attachant ensemble un corps léger et un corps lourd, le plus léger des deux ralentira le corps lourd et l’assemblage doit tomber moins vite que le plus lourd des deux corps.
Cependant, une fois attachés ensemble, ils forment un nouveau corps plus lourd que le plus lourd des deux.
Ce nouveau corps doit donc tomber plus vite que le plus lourd des deux. Ce qui est une contradiction.

Par conséquent, tous les corps doivent tomber à la même vitesse."

Si cela te parait magique ou compliqué, imagine la chose suivante : un objet a ce qu’on appelle une inertie. On le définit à l’époque comme sa capacité à résister au déplacement. Plus il est lourd, plus il est difficile de changer la direction ou la vitesse de son mouvement.

Une boule de pétanque lorsque tu la lâches pour la laisser tomber au sol, va demander plus d’énergie pour accélérer et toucher le sol.

A l’inverse, une bille demande moins d’énergie, mais elle est aussi moins soumise à la gravité.

C’est une autre façon de comprendre pourquoi la bille et la boule de pétanque mettront le même temps à chuter d’une hauteur donnée.

Nous sommes en 1666 soit quelques décennies après Kepler et du vivant de Halley et bien entendu, Newton.

Newton est dans le jardin familial dans le Lincolnshire en Angleterre et, contrairement à l’image populaire n’a pas reçu de pomme sur la tête : il imagine simplement que la force qui fait tomber la pomme vers le sol est probablement la même que celle qui retient la Lune sur son orbite.

Il appuie alors ses calculs d’une telle hypothèse sur les tables de Kepler ainsi que les travaux sur l’inertie de galilée.

Mais aussi, et c’est moins connu, en consultant ses contemporains tels que Robert Hooke. Ce dernier est rarement crédité or, c’est lui qui démontre que la force appliquée est proportionnelle au carré de la distance qui sépare les astres en mouvement, composante essentielle de l’équation.

En janvier 1684, Robert Hooke, Christopher Wren et Edmond Halley débattent sur le mouvement des planètes. Les trois hommes conviennent que le Soleil attire les planètes avec une force inversement proportionnelle au carré de leur distance.
A deux fois la distance, la force est donc divisée par 4, pour 3 unités elle est divisée par 9, et ainsi de suite…

La question qu'ils se posent est celle de l'orbite que suivra une planète soumise à l'influence de cette force ; en s'abritant derrière les lois de Kepler, ils imaginent que ce sera une ellipse, mais ils manquent d'outils pour le démontrer.
Hooke annonce qu'il a trouvé la solution, mais refuse de la révéler tant que les deux autres ne s'avouent pas vaincus. Halley et Wren reconnaissent leur échec, mais les mois passent et Hooke ne révèle toujours pas son secret.

Alors Halley décide de poser la question à Isaac Newton qui répond aussitôt que ce serait une ellipse, parce qu'il l'a calculé.

Halley reçoit un bref manuscrit de neuf pages intitulé “Du mouvement des corps en orbite” où il trouve ce qu'il attendait, et beaucoup plus que cela : une ébauche de la science générale de la dynamique.

En réalité, Newton avait mûri au fil des années cette théorie du mouvement des planètes. Ainsi, dès 1665 , il avait commencé à étudier l'attraction du Soleil sur les planètes. Puis il passa à l'étude de la Lune, mais avec les données sur la Terre dont il disposait à l'époque, les calculs ne tombaient pas juste.

Lorsque, en 1675, furent publiés les calculs plus exacts des mesures terrestres réalisés par l'astronome français Jean Picard (1620-1682), il put reprendre ses calculs et vérifier que l'hypothèse était juste. Sa vision du mouvement des corps célestes continua d'évoluer et, au milieu de la décennie 1680, il avait généralisé la théorie de l'action à distance à presque tous les phénomènes de la nature. À cette époque, il vivait complètement immergé dans son œuvre.

Selon la loi de la gravitation de Newton, la gravitation n'est pas seulement une force exercée par le Soleil sur les planètes, mais tous les objets du cosmos s'attirent mutuellement.

La mécanique céleste, qui repose sur les trois lois de Kepler et la loi universelle de la gravitation de Newton, suffit, encore aujourd'hui, à expliquer par le calcul les mouvements des astres dans un univers local, tel que le système solaire !

On sait donc prédire les mouvement et calculer l’influence des astres les uns sur les autres.
Cela sera très utile afin de découvrir de nouvelles planètes grâce aux influences qu’elles ont entre elles et qui crée des perturbations dans leurs orbites.

Mais cela ne répond pas à la question de ce qui génère cette force qui fait s'attirer les masses entre elles.

Il faudra attendre Einstein pour faire une avancée aussi significative.

Einstein

Pour aller plus loin encore que les lois de la gravitation édictées par Newton, il faudra un esprit capable de remettre en question le tissu même de l’Univers.
Remettre en cause l’espace et le temps.

Einstein s’appuya donc, comme ses prédécesseurs sur les travaux de.. ses prédécesseurs.

Lorsque l’on calcule l’accélération que subit une pomme lors de sa chute, les masses ne rentrent pas en compte (ce qui est logique puisque tous les objets tombent à la même vitesse dans le vide).

Mais qu’est-ce qui est à l’origine de cette accélération de la pomme vers la Terre ?
Petite démonstration logique, qui sera très utile pour la suite.

Reprenons notre pomme qui tombe et imaginons-la dans l’espace, dérivant sans aucune force appliquée dessus.

Elle dérive en ligne droite selon la première loi de Newton :
« Tout corps persévère dans l'état de repos ou de mouvement uniforme en ligne droite dans lequel il se trouve, à moins que quelque force n'agisse sur lui, et ne le contraigne à changer d'état. »

Pour qu'elle change de direction, il faut faire appel à la 2nde loi de Newton :
« Les changements qui arrivent dans le mouvement sont proportionnels à la force motrice ; et se font dans la ligne droite dans laquelle cette force a été imprimée. »
Cela peut se traduire par le fait que lorsque l’on pousse un objet, il va se diriger dans la direction vers laquelle on l’a poussé, et il va s’y diriger plus ou moins vite selon la force de poussée.

Le fait que notre pomme d’exemple ait une masse donnée requiert d’ailleurs plus ou moins de force pour la faire changer de trajectoire selon si sa masse est élevée ou non.
C’est la masse inertielle.

Attention : la masse c’est ce qui détermine la force avec laquelle les corps s’attirent entre eux.
Et cela n’a en théorie rien à voir avec la masse inertielle.

Or, puisque les objets tombent à la même vitesse, cela veut dire que la masse et la masse inertielle sont égales entre elles puisqu'elles s’annulent mutuellement lors de l’étude le chute libre.

Mais encore une fois pourquoi ? Une simple coïncidence cosmique ?

Après tout ça arrive des coïncidences : les éclipses solaires sont si majestueuses simplement parce que par coïncidence, la Lune est 400x plus petite que le soleil mais 400x plus proche et nous paraît ainsi faire la même taille, masquant parfaitement le soleil.

Pour Einstein ce n’est pas une coïncidence anodine, il y a probablement une raison à cette correspondance des masses entre elles.

Quelque chose qui transformerait complètement notre compréhension de la chute des corps, passant ainsi d’un mystère à une règle simple.

C’est le principe d’équivalence.
L’équivalence entre la gravité et l’accélération.

Pour que tu comprennes comment cela est équivalent, imagine-toi dans un ascenseur, arrêté à un étage.
Tu fais chuter deux objets de poids différents, non soumis au frottement de l’air, ils tombent à la même vitesse.

Maintenant imagine cet ascenseur dans le vide de l’espace, soumis à aucune gravité, les objets flottent dans l’ascenseur, sans mouvement par rapport aux parois si tu le nes touches pas.

Si cet ascenseur spatial se met à accélérer vers le haut, les objets vont alors sembler se déplacer vers le sol.
Si il accélère pile à la bonne vitesse, et qu’il gagne 10m/s toutes les secondes, tu ne pourrais pas savoir si tu es dans un ascenseur sur Terre à l’arrêt ou accélérant dans l’espace.

Et c’est logique en un sens. Que le contenant bouge autour des objets ou que les objets bougent dans le contenant, c’est physiquement équivalent.

Et voilà pourquoi quelle que soit leur masse, ils chutent simultanément. On peut imaginer un objet très léger ou très lourd, si l’équivalent de leur chute est une accélération de l’ascenseur, le sol les atteint en même temps.

La gravité et l’accélération sont donc un seul et unique principe physique. On parle désormais d’accélération de la pesanteur.

Einstein pousse alors son raisonnement plus loin encore : Il imagine un ascenseur dans le vide, immobile, avec une raie de lumière qui va d’un côté à l’autre. La lumière devrait tracer un trait droit et horizontal.
Si la même expérience est faite dans un ascenseur qui accélère vers le haut, alors la lumière devrait atteindre l’autre côté en étant un peu plus basse qu’à son départ.

Or, on a vu que l’accélération et la gravité sont équivalentes, donc logiquement, si l’expérience est fait sur Terre, la lumière devrait être soumise aussi à la gravité et se comporter de même.

Cela permet de démontrer que la lumière est soumise à la gravité, comme n’importe quel objet. Cela veut dire qu’avec un astre massif, comme le Soleil, il serait possible d’observer cette déformation de la lumière autour de ce dernier.

Un peu comme une loupe ou des déformations d’une plaque de verre. C’est ce qu’on appelle une lentille gravitationnelle.

Mais pointer un télescope vers le Soleil c’est risquer de se brûler les yeux… ou d’endommager le télescope.
Un des correspondant d’Einstein, George Ellery Hale, propose alors d’en faire l’observation durant une éclipse.

En 1919, Sir Arthur Eddington va suivre ces conseils et va apporter la preuve de la théorie d’Einstein par l’observation des étoiles aux abords du soleil, qui semblent effectivement s’être déplacées par rapport à leur position réelle. Notamment certaines étoiles qui devraient être cachées par le Soleil semblent être positionnées à ses abords.

Cette confirmation fait alors d’Einstein la figure populaire que l’on connaît et le symbole de la science qu’il est toujours aujourd’hui.

Mais le principe d’équivalence et la trajectoire de la lumière pose une question fondamentale : Qu’est-ce ce que c’est une ligne droite si ce n’est pas le chemin parcouru par la lumière ?

Pour einstein, parler de ligne droite n’a pas vraiment de sens.
Selon lui, l’espace, et plus particulièrement l’espace temps, est courbe. Il est déformé par tous les champs gravitationnels auquel il est soumis.

Mais si cela semble aller à l’encontre de la physique Newtonienne, qui stipule qu’un corps soumis à aucune force se déplace en ligne droite, Einstein propose une solution qui permet non seulement de ne pas la remettre en cause mais explique au passage l’origine de la gravité.

L’idée est que l’adage : “le chemin le plus court est la ligne droite” n’est pas vrai tout le temps.

Prenons un exemple : les déplacements sur Terre, et surtout les longues distances.
Si tu voyages entre deux points, tu ne fais pas réellement une ligne droite. Éventuellement sur la carte, et encore.
Mais pas sur la surface du Globe, dont la surface est courbe, même si c’est la distance la plus courte, ce n’est pas une ligne droite, mais un arc.

Einstein dit alors que la trajectoire de la lumière n’est pas réellement déformée par la gravité du soleil, mais qu’en réalité elle se déplace en suivant la trajectoire la plus courte dans l’espace-temps qui lui-même est déformé et donne l’illusion d’une lentille gravitationnelle.

Le trajet le plus court remplaçant alors la ligne droite édictée par Newton pour définir le déplacement des objets qui ne sont soumis à aucune force extérieure.

Ainsi, les orbites du système solaire ne sont pas un équilibre entre l’inertie de la planète et la gravité du soleil, la première tendant à les faire partir en ligne droite et la seconde les attirant vers le soleil telle une ficelle retenant un poids.

Pour Einstein, la Terre se déplace bien de manière inertielle, sans force extérieure, mais dans un espace-temps qui est déformé par la gravité du Soleil.

Ainsi, le fait qu’elle forme une orbite est alors aussi logique et inévitable que de revenir au même point lorsque l’on fait le tour de la Terre.

Un autre exemple de ce qui pourrait paraître provenir d’une force ou une quelconque action extérieure mais qui n’est dû qu’à une logique géométrique :
Imagine deux personnes partant du même point pour un tour du monde dans des directions différentes. Au début la distance entre eux va augmenter puis se réduire à nouveau, jusqu’à ce que leurs trajectoires se croisent, de l’autre côté de la Terre.

Quelle que soit l’angle qui sépare leur trajectoire, quelle que soit leur orientation, et il est impossible de faire autrement, s’il partent du même point, ils se rejoindront toujours.

Aucune influence extérieure, aucune magie noire, tout n’est que géométrie.

Einstein n’a donc pas réellement expliqué la gravité, il l’a remplacée par une déformation de l’espace-temps.

Mais étonnamment, les lois de newton sont tellement précises que malgré les travaux d’Einstein, dans la majorité des cas, elles sont encore utilisées, notamment pour aller sur la Lune. Car seuls quelques cas particuliers, ou lors de mesures par des appareil extrêmement précis, peuvent montrer des différences entre la réalité et la physique newtonienne.

Un des cas particuliers, sont par exemple les trous noirs où la gravité est si forte que l’espace-temps est tellement déformé qu’il crée une réelle scission entre newton et einstein.

Détruire le temps

Avec la simple déformation de l’espace lui-même en fonction de la masse, on peut expliquer les orbites. Mais alors pourquoi dire que c’est l’espace-temps qui se déforme ?

Nous avons démarré par la mesure du temps telle qu’elle a été créée par l’humanité, nous allons terminer par l’humanité remettant en cause l’aspect universel et immuable du temps qui passe. Le pire est que l’explication est

Reprenons l’expérience de pensée de l’ascenseur d’Einstein avec la lumière qui forme un léger arc lorsqu’il y a de l’accélération.

Tu t’imagines bien que la trajectoire de la lumière dans ces conditions est un tout petit peu plus longue que la ligne droite.

Mais que l’on soit soumis ou non à la gravité, elle va mettre toujours le même temps car dans le cas où c’est l’ascenseur qui se déplace, pour un observateur extérieur, elle se déplace toujours en ligne droite, et l’arc est une forme d’illusion pour le second observateur à l’intérieur de l’ascenseur.

Donc, pour l’un, une ligne droite, pour l’autre, un arc.

La vitesse de la lumière dans le vide est constante.
Elle ne peut pas être plus rapide ou plus lente. Constante.

Si la distance est différente et que la vitesse est constante, le temps devrait être différent.

En 2h on parcourt plus de distance qu’en 15 min à 50km/h. Jusque là c’est logique.

Sauf qu’ici, on a donc deux observateurs qui mesurent deux distances parcourues, à la même vitesse, avec des durées différentes…

Imaginez deux personnes qui mesurent le temps d’une voiture autour d’un circuit et le temps qu’il vous donnent n’est pas le même.
Vous en déduisez deux théories de problème de mesure du temps :
soit il y a erreur de manipulation du chronomètre,
soit il y a un problème dans le chronomètre lui-même avec l’un des deux qui est un peu plus lent que l’autre.

Sauf que dans le cas de l’ascenseur et le rayon de lumière, la mesure est parfaite et les instrument sont parfaits.

Il ne reste plus alors qu’une solution : le temps s’écoule différemment pour l’observateur selon s’il est à l’intérieur ou à l'extérieur de l’ascenseur.

Plus on est soumis à une grande vitesse, plus cet effet est notable.
Plus l’horloge utilisée pour la mesure est précise, plus cet effet est mesurable.

Un des cas où cet effet a été perçu, c’est lors de la mise en service des GPS.

Ils tournent autour de la Terre à grande vitesse par rapport aux récepteurs au sol. Il sosnt aussi moins soumis au champs gravitationnel de la Terre car plus loin.
Leur horloge est donc légèrement décalée par rapport à ton smartphone.

Mais le principe même du GPS c’est de demander à 3 satellites (ou plus) quelle heure il est de manièr très précise et selon le temps indiqué, connaître notre distance par rapport à eux.

En connaissant la distance par rapport à 3 points, on peut alors connaître sa localisation.

Sans prendre en compte la théorie de la relativité, le décalage serait d’environ 38 microsecondes par jour : 45 microsecondes dues à la gravité terrestre un peu plus faible au fur et à mesure de la distance par rapport à son centre auquel on retranche 7 micro seondes dues à la vitesse de déplacement des satellites… sauf que pour que le GPS soit précis, il est nécessaire d’obtenir des horodatages à la nanoseconde près.

Sans prendre en compte la relativité, les GPS seraient donc complètement imprécis donc inutiles au bout de seulement 2 minutes et un décalage de 10km serait observé chaque jour.

Ces satellites sont sont conçus pour calculer la dilatation du temps et adapter leur horloge en fonction de cette dernière.

Conclusion

Je pourrais aller encore plus loin et parler de gravitrons, du boson de higgs, chacun apportant sa pierre à l’édifice de la science astrophysique.

Mais à l’heure actuelle il n’y a pas encore de réponse simple et aisément explicables.
Aller plus loin serait se diriger vers la physique quantique.

Le prochain défi sera d’ailleurs de réconcilier l’infiniment grand et l’infiniment petit qui paraissent être si différents dans leur fonctionnement.

Mais on y arrivera un jour, comme on est arrivé à réunir les phénomènes cosmiques à la simple chute d’une pomme sur Terre.

Conclusion de l'acte

S’il y a une chose qui est particulier à l’humanité, à notre connaissance en tout cas, c’est bien sa volonté de tout savoir, de tout dompter de tout maîtriser.

Parfois pour le pire, mais en réalité souvent pour le meilleur.

Certains, encore actuellement, tentent de remettre en cause des bases aussi universellement admises que la rotondité de la Terre.
C’est très humain, ça ;-)

Ne jamais être satisfait d’une réponse toute faite. Le voir pour le croire. Le comprendre pour l’apprendre et l’intégrer.

Il est tentant de se moquer de ces personnes qui veulent redémontrer ce qui te parait si évident.
Mais tenter de remettre en cause ce qui est érigé au statut de vérité absolue, on l’a vu, c’est parfois aussi ce qui a fait avancer la science.
Le tout étant d’accepter de revoir sa copie lorsque l’expérience ne donne pas les résultats attendus.

Et là tu vas me dire “mais moi je ne suis pas légitime, je ne suis pas un scientifique, où est-ce que je me situe dans cette passation, cette amélioration continue des connaissances humaines ?”

Comme on l’a vu avec ceux qui ont entouré Kepler, faire avancer la science, c’est parfois simplement transmettre à d’autre l’émerveillement d’un domaine qui te passionne et ainsi les lancer sans le savoir dans une voie qui changera peut-être le monde.

Que se soit communiquer discrètement un ouvrage de Nicolas Copernic, ou plus actuel, partager avec un autre humain l’émerveillement que te procure un domaine en particulier ou un article sur une découverte scientifique récente.

Cela n’est pas obligatoirement en lien le ciel nocturne, cela peut-être l’Histoire (avec un grand H) et par exemple sa période la plus méconnue qu’est le Moyen Age, ou alors l’informatique et son code qui agit tel des sorts sur des éléments de silicium et qui a, e quelques années, transformé nos vies.

Et parfois, la connaissance n’est pas scientifique, elle est plus intime, plus humaine. Des histoires avec un petit h, des expériences.

Et pourquoi pas simplement partager les questions que tu te poses. Celui qui te donnera la réponse, la donnera aussi à d’autres.

Nous sommes dans une période propice à la communication et il n’a jamais été aussi facile de se renseigner ou de transmettre le patrimoine que représentent les connaissances humaines.
Mettre en commun nos expériences et célébrer ensemble l’émerveillement que l’on peut ressentir lorsque l’on découvre quelque chose.

Je caresse l’espoir que cela nous pousse à être meilleurs sur le long terme :

Je vais te faire part de la plus belle image que je connaisse pour représenter la connaissance, individuelle ou à l’échelle de l’humanité.

Ce que l’on sait est comme un disque de lumière projeté sur la surface de ce qu’il y a à découvrir. Plus on en sait, plus on prendre de la hauteur avec la lampe de la connaissance.

Et plus on prend de la hauteur, plus grand est le disque éclairé par le savoir.

Mais ce qui grandit aussi, c’est aussi le pourtour de ce disque, la frontière entre le fait de savoir et celui d’ignorer.

C’est un peu comme pour notre place dans l’Univers, dont l’échelle te fais sentir tout petit maintenant que tu le connais un peu mieux : plus tu sais, plus tu est conscient de ce que tu ignores, et plus tu en es conscient, plus tu sauras attendre d’avoir des éléments pour juger.

Individuellement, nous ne sommes rien, à l’échelle de notre espèce, toujours pas grand chose, mais nous accomplissons des choses qui dépassent largement notre échelle.

On verra à quel point dans une prochaine balade.
Et comment l’astronomie seule ne suffit pas à projeter l’humanité dans l’espace
Cette conquête, c’est l’avancée de la science dans son entièreté et ses multiples disciplines.

Il n’y a rien qui ne vaille pas le coup d’être recherché.
Sois curieux, crée, découvre, comprend et transmets.

Et ainsi, contribue à créer ce reflet dans les yeux de toute l’humanité.