Les grands épisodes de notre vision de l’univers- conférence par J.L. Dumoulin (Condensé)
Introduction
- Besoin profond chez l’homme d’avoir une vision de l’univers dans lequel il est.
Vision = représentation structurée et globalisante des objets composant l’univers, de leurs rapports, des phénomènes qui y sont observables.
I- L’ancienne vision de l’univers : l’univers géocentrique
Cette ancienne vision couvre une période allant d’Aristote (IVième siècle avant JC) à Copernic (mort en 1543)
a) La science des Grecs
Elle fonde cette vision.
La terre est une sphère, la différentiation planètes/étoiles, le diamètre de la terre, la distance de la terre à la lune, un catalogue des étoiles classées par leur éclat…
Consignée dans la « Syntaxe Mathématique » de Claude Ptolémée (IIième siècle après JC)
b) L’univers géocentrique
-La terre est au centre de l’univers, sphère parfaite, immobile.
C’est un des 10 « objets » qui composent l’univers (10, chiffre parfait chez Pythagore et Platon). Elle est le territoire du relatif, du changeant, de l’impermanent (de la mort et de l’usure pour Aristote).
En son centre se trouvent les enfers…les démons…le mal,
- tournent autour de la terre(1) mercure(2), vénus(3), le soleil(4), mars(5), jupiter(6) et saturne(7) sans oublier la lune(8) ; ces astres sont chacun fixés à une sphère en cristal ayant le même centre, celui de la terre (sphères cristallines homocentriques), ces sphères tournent, mues par les anges (dans la tradition Chrétienne), ces astres parcourent donc une orbite circulaire autour de la terre et ce à une vitesse régulière qui ne connaît ni accélération ni décélération.
- il y a encore 2 autres sphères cristallines, la sphère des « fixes »(9), les étoiles et enfin la sphère ultime (ou sphère primaire)(10) qui englobe le tout et délimite l’espace occupé par Dieu et les Elus.
c) Les caractéristiques de l’univers géocentrique
C’est un univers hétérogène, il y a la terre d’une part et le reste ( à partir de la lune).
Le « reste » n’a pas la même nature que la terre. Tout y est parfait, immuable, harmonieux, reflet de la perfection divine.
L’univers géocentrique est petit et fermé.
d) Le modèle géocentrique et l’astronomie
Dans l’antiquité on cherchait à prévoir la position des astres (à des fins astrologiques mais aussi pour définir le début et la fin des saisons, des épisodes météorologiques…). On repérait les positions angulaires de ces astres. Mais le calcul avec pour hypothèse une orbite circulaire et une vitesse constante ne permettait pas de parvenir à une prévision correcte.
Aristote ajoute 55 petites sphères supplémentaires au niveau des astres sur leurs orbites pour faire arriver à faire coïncider le calcul avec les observations. Au IIième siècle Ptolémée simplifiera le système en se contentant d’une 20taine de petits cercles annexes appelés « épicycles » (et d’autres artifices, excentriques, déférents, équants …). Ce système permet une prévision correcte de la position des astres compte tenu des instruments utilisés dans les périodes considérées.
Cependant des phénomènes restent inexpliqués tels que la variation du diamètre apparent de la lune, la non-uniformité du mouvement du soleil (mauvaises saisons plus courtes que les bonnes), la rétrogradation de certaines planètes, par exemple mars à certains moments semblent rebrousser chemin et faire machine arrière.
II- La Révolution
a) Des faits nouveaux
-En 1572 Tycho Brahé (grand astronome Danois) observe une « nouvelle étoile » là où tout doit être immuable, sans changement, c'est-à-dire au-delà de la lune.
-En 1610 c’est Galilée qui avec sa lunette de 2,5 cm de diamètre repère 4 nouvelles planètes qui s’avèreront être 4 satellites de jupiter, encore du nouveau là où il ne devrait pas y en avoir et en plus ces planètes ne tournent pas autour de la terre…iconoclastes.
- Galilée observe des taches à la surface du soleil et remarque que la surface de la lune ressemble à certains endroits de la terre….
b) Les « hypothèses » de Nicolas Copernic ( Polonais, Chanoine d’Ermlande)
Déjà émises par le Grec de l’Antiquité, Aristarque, formulées en 1507, publiées en 1543 :
• Le soleil est au centre de l’univers, la sphère ultime est celle des Etoiles, la Terre tourne sur elle-même, la Terre tourne en 1 an autour du Soleil
• L’explication des rétrogradations (différence de vitesse des planètes qui se « dépassent »)
Le nombre d’épicycles se réduit mais il subsistent et les sphères cristallines aussi.
c) Johannes Kepler (Allemand, astronome impérial) et ses lois
Kepler reprend le modèle Copernicien mais fait d’autres remises en cause :
• La vitesse de rotation des astres sur leur orbite n’est pas uniforme (1607), il y a des accélérations et décélération (loi des aires)
• Les orbites ne sont pas circulaires ( les orbites sont elliptiques)
• Le mouvement des astres suit une loi géométrique ( 3ième loi de Képler, le rapport du cube de la distance au soleil au carré de la période est constant), loi « expérimentale » mais prémisse de la notion de force.
Avec Képler les observations et les calculs (simplifiés) coïncident et surtout on explique les phénomènes mystérieux, non-uniformité du mouvement apparent du soleil, variations du diamètre apparent de la lune…Fin des sphères cristallines remplacées par une « loi » géométrique.
d) La théorie de la gravitation de Newton
La pesanteur est un cas particulier de la gravitation universelle. La gravitation et sa constante « G » donnent une interprétation globale de la 3ième loi de Képler, Newton fait le postulat que la masse gravitationnelle égale la masse inertielle.
A la mort de Newton (1727) nous sommes dans l’univers héliocentrique, le soleil est au centre, fixe, il y a 6 planètes qui orbitent autour sur des ellipses à une vitesse qui varie, les étoiles, plus lointaines sont fixes.
e) De Newton au XXième siècle
– Découverte d’Uranus (W. Herschel) et de Neptune (Le Verrier), accumulation d’observations (Herschel : statistique stellaire…)
– Des hypothèses nouvelles: Wright, Kant (les îles d’univers)…
– Avancement extraordinaire des Sciences et des techniques
– Progrès des outils et Méthodes de l’Astronomie( effet Doppler, découverte des Céphéïdes, loi période-luminosité d’Henrietta Leavitt en 1912, spectroscopie, télescope du Mont Wilson 1,5 m puis 2,5 en 1922…)
Cependant jusqu’en 1920….la vision de l’univers reste essentiellement héliocentrique,statique et de relativement petite dimension (méconnaissance du phénomène de l’absorption interstellaire).
III- La vision moderne de l’univers
Un bouleversement total en moins de 10ans
- Vers 1920 : le soleil n’est plus au centre de l’univers, l’astronome Shapley en observant les amas globulaires du halo de la voie lactée s’aperçoit que nous ne sommes pas au centre de la voie lactée donc de l’univers de l’époque.
- En 1923 Edwin Hubble devient le « Titant » de l’astronomie en montrant que la nébuleuse Andromède ne peut pas être dans la voie lactée, c’est donc une autre galaxie, l’univers devient galactique.
-En 1929 Hubble, encore lui, établit que les galaxies « s’enfuient » et que leur vitesse est d’autant plus grande qu’elles sont éloignées. Le corollaire, c’est qu’au « début » l’univers était rassemblé, concentré, c’est une prémisse de la théorie du Big Bang
La voie lactée est une galaxie moyenne dans l’univers connu, elle a un diamètre de 100000 années lumière, c’est un galaxie spirale barrée comprenant un disque, un bulbe en son centre et un halo autour . Le système solaire se trouve au 2/3 d’un des bras de cette galaxie. Celui-ci fait le tour de la galaxies en 250 millions d’années.
– La voie lactée : 1 galaxie parmi des milliards
– Appartient à un Groupe Local de Galaxies (avec les nuages de Magellan et Andromède)
– Lequel appartient à un Amas de Galaxies
– Lequel appartient à un Superamas de Galaxies
–
« A très grande échelle, l’Univers présente une structure cellulaire chaotique, les galaxies sont réparties en bordure de ces cellules vides au travers d’un réseau complexe de filaments rappelant la structure d’une éponge »
Dimensions de l’univers…? Objet le plus lointain observé : 12 milliards d’années-lumière , dimension calculée 47 milliards d’années lumière…
Introduction
- Besoin profond chez l’homme d’avoir une vision de l’univers dans lequel il est.
Vision = représentation structurée et globalisante des objets composant l’univers, de leurs rapports, des phénomènes qui y sont observables.
I- L’ancienne vision de l’univers : l’univers géocentrique
Cette ancienne vision couvre une période allant d’Aristote (IVième siècle avant JC) à Copernic (mort en 1543)
a) La science des Grecs
Elle fonde cette vision.
La terre est une sphère, la différentiation planètes/étoiles, le diamètre de la terre, la distance de la terre à la lune, un catalogue des étoiles classées par leur éclat…
Consignée dans la « Syntaxe Mathématique » de Claude Ptolémée (IIième siècle après JC)
b) L’univers géocentrique
-La terre est au centre de l’univers, sphère parfaite, immobile.
C’est un des 10 « objets » qui composent l’univers (10, chiffre parfait chez Pythagore et Platon). Elle est le territoire du relatif, du changeant, de l’impermanent (de la mort et de l’usure pour Aristote).
En son centre se trouvent les enfers…les démons…le mal,
- tournent autour de la terre(1) mercure(2), vénus(3), le soleil(4), mars(5), jupiter(6) et saturne(7) sans oublier la lune(8) ; ces astres sont chacun fixés à une sphère en cristal ayant le même centre, celui de la terre (sphères cristallines homocentriques), ces sphères tournent, mues par les anges (dans la tradition Chrétienne), ces astres parcourent donc une orbite circulaire autour de la terre et ce à une vitesse régulière qui ne connaît ni accélération ni décélération.
- il y a encore 2 autres sphères cristallines, la sphère des « fixes »(9), les étoiles et enfin la sphère ultime (ou sphère primaire)(10) qui englobe le tout et délimite l’espace occupé par Dieu et les Elus.
c) Les caractéristiques de l’univers géocentrique
C’est un univers hétérogène, il y a la terre d’une part et le reste ( à partir de la lune).
Le « reste » n’a pas la même nature que la terre. Tout y est parfait, immuable, harmonieux, reflet de la perfection divine.
L’univers géocentrique est petit et fermé.
d) Le modèle géocentrique et l’astronomie
Dans l’antiquité on cherchait à prévoir la position des astres (à des fins astrologiques mais aussi pour définir le début et la fin des saisons, des épisodes météorologiques…). On repérait les positions angulaires de ces astres. Mais le calcul avec pour hypothèse une orbite circulaire et une vitesse constante ne permettait pas de parvenir à une prévision correcte.
Aristote ajoute 55 petites sphères supplémentaires au niveau des astres sur leurs orbites pour faire arriver à faire coïncider le calcul avec les observations. Au IIième siècle Ptolémée simplifiera le système en se contentant d’une 20taine de petits cercles annexes appelés « épicycles » (et d’autres artifices, excentriques, déférents, équants …). Ce système permet une prévision correcte de la position des astres compte tenu des instruments utilisés dans les périodes considérées.
Cependant des phénomènes restent inexpliqués tels que la variation du diamètre apparent de la lune, la non-uniformité du mouvement du soleil (mauvaises saisons plus courtes que les bonnes), la rétrogradation de certaines planètes, par exemple mars à certains moments semblent rebrousser chemin et faire machine arrière.
II- La Révolution
a) Des faits nouveaux
-En 1572 Tycho Brahé (grand astronome Danois) observe une « nouvelle étoile » là où tout doit être immuable, sans changement, c'est-à-dire au-delà de la lune.
-En 1610 c’est Galilée qui avec sa lunette de 2,5 cm de diamètre repère 4 nouvelles planètes qui s’avèreront être 4 satellites de jupiter, encore du nouveau là où il ne devrait pas y en avoir et en plus ces planètes ne tournent pas autour de la terre…iconoclastes.
- Galilée observe des taches à la surface du soleil et remarque que la surface de la lune ressemble à certains endroits de la terre….
b) Les « hypothèses » de Nicolas Copernic ( Polonais, Chanoine d’Ermlande)
Déjà émises par le Grec de l’Antiquité, Aristarque, formulées en 1507, publiées en 1543 :
• Le soleil est au centre de l’univers, la sphère ultime est celle des Etoiles, la Terre tourne sur elle-même, la Terre tourne en 1 an autour du Soleil
• L’explication des rétrogradations (différence de vitesse des planètes qui se « dépassent »)
Le nombre d’épicycles se réduit mais il subsistent et les sphères cristallines aussi.
c) Johannes Kepler (Allemand, astronome impérial) et ses lois
Kepler reprend le modèle Copernicien mais fait d’autres remises en cause :
• La vitesse de rotation des astres sur leur orbite n’est pas uniforme (1607), il y a des accélérations et décélération (loi des aires)
• Les orbites ne sont pas circulaires ( les orbites sont elliptiques)
• Le mouvement des astres suit une loi géométrique ( 3ième loi de Képler, le rapport du cube de la distance au soleil au carré de la période est constant), loi « expérimentale » mais prémisse de la notion de force.
Avec Képler les observations et les calculs (simplifiés) coïncident et surtout on explique les phénomènes mystérieux, non-uniformité du mouvement apparent du soleil, variations du diamètre apparent de la lune…Fin des sphères cristallines remplacées par une « loi » géométrique.
d) La théorie de la gravitation de Newton
La pesanteur est un cas particulier de la gravitation universelle. La gravitation et sa constante « G » donnent une interprétation globale de la 3ième loi de Képler, Newton fait le postulat que la masse gravitationnelle égale la masse inertielle.
A la mort de Newton (1727) nous sommes dans l’univers héliocentrique, le soleil est au centre, fixe, il y a 6 planètes qui orbitent autour sur des ellipses à une vitesse qui varie, les étoiles, plus lointaines sont fixes.
e) De Newton au XXième siècle
– Découverte d’Uranus (W. Herschel) et de Neptune (Le Verrier), accumulation d’observations (Herschel : statistique stellaire…)
– Des hypothèses nouvelles: Wright, Kant (les îles d’univers)…
– Avancement extraordinaire des Sciences et des techniques
– Progrès des outils et Méthodes de l’Astronomie( effet Doppler, découverte des Céphéïdes, loi période-luminosité d’Henrietta Leavitt en 1912, spectroscopie, télescope du Mont Wilson 1,5 m puis 2,5 en 1922…)
Cependant jusqu’en 1920….la vision de l’univers reste essentiellement héliocentrique,statique et de relativement petite dimension (méconnaissance du phénomène de l’absorption interstellaire).
III- La vision moderne de l’univers
Un bouleversement total en moins de 10ans
- Vers 1920 : le soleil n’est plus au centre de l’univers, l’astronome Shapley en observant les amas globulaires du halo de la voie lactée s’aperçoit que nous ne sommes pas au centre de la voie lactée donc de l’univers de l’époque.
- En 1923 Edwin Hubble devient le « Titant » de l’astronomie en montrant que la nébuleuse Andromède ne peut pas être dans la voie lactée, c’est donc une autre galaxie, l’univers devient galactique.
-En 1929 Hubble, encore lui, établit que les galaxies « s’enfuient » et que leur vitesse est d’autant plus grande qu’elles sont éloignées. Le corollaire, c’est qu’au « début » l’univers était rassemblé, concentré, c’est une prémisse de la théorie du Big Bang
La voie lactée est une galaxie moyenne dans l’univers connu, elle a un diamètre de 100000 années lumière, c’est un galaxie spirale barrée comprenant un disque, un bulbe en son centre et un halo autour . Le système solaire se trouve au 2/3 d’un des bras de cette galaxie. Celui-ci fait le tour de la galaxies en 250 millions d’années.
– La voie lactée : 1 galaxie parmi des milliards
– Appartient à un Groupe Local de Galaxies (avec les nuages de Magellan et Andromède)
– Lequel appartient à un Amas de Galaxies
– Lequel appartient à un Superamas de Galaxies
–
« A très grande échelle, l’Univers présente une structure cellulaire chaotique, les galaxies sont réparties en bordure de ces cellules vides au travers d’un réseau complexe de filaments rappelant la structure d’une éponge »
Dimensions de l’univers…? Objet le plus lointain observé : 12 milliards d’années-lumière , dimension calculée 47 milliards d’années lumière…
