Histoire de l'astronomie - Définition

Vous venez d'apposer le bandeau {{Demande de traduction}} du Projet:Traduction/*/Demandes.

Veuillez créer (exemple détaillé) la sous-page qui assurera le suivi du processus de traduction en cliquant sur Projet:Traduction/Histoire de l'astronomie.

Puis suivez les instructions fournies sur la page ainsi créée.

Nébuleuse M17 : photographie prise par le télescope Hubble

Avec plus de 6 000 ans d'Histoire, l'astronomie est probablement la plus ancienne des sciences naturelles, ses origines remontant au-delà de l'antiquité, dans les pratiques religieuses préhistoriques.

L'astronomie est la science de l'observation des astres et cherche à expliquer leur origine, leur éventuelles évolutions et aussi l'influence qu'ils ont sur la vie de tous les jours : marées, crue du Nil, canicule, etc. Cette influence se manifeste par certains phénomènes exceptionnels (éclipses, les étoiles filantes, etc.) qui pour certains étaient des évènements majeurs dans le rythme de vie de la communauté comme les saisons. Elle ne doit pas cependant pas être confondue avec des disciplines très proches telles que l’Archéoastronomie, la mécanique céleste qui n'en sont que des domaines particuliers.

L'étymologie du terme astronomie vient du grec αστρονομ?α (?στρον et ν?μος) ce qui signifie loi des astres.

L'astronomie est peut-être la plus ancienne des sciences, comme semble l'indiquer nombre de découvertes archéologiques datant de l'âge du bronze et du néolithique. Certaines civilisations de ces périodes avaient déjà compris le caractère périodique des équinoxes et sans doute leur relation avec le cycle des saisons, elles savaient également reconnaître quelques dizaines de constellations. L'astronomie moderne doit son développement à celui des mathématiques depuis l'antiquité grecque et à l'invention d'instruments d'observation à la fin du Moyen Âge. Si l'astronomie s'est pratiquée pendant plusieurs siècles parallèlement à l'astrologie, le Siècle des lumières et la redécouverte de la pensée grecque a vu naître la distinction entre la raison et la foi, si bien que l'astrologie n'est plus pratiquée par les astronomes de nos jours.

Histoire de l'astronomie proprement dite

Antiquité

À ses débuts, l'astronomie consiste simplement en l'observation et la prédiction du mouvement des objets célestes visibles à l'œil nu : cela constitue l'Astronomie pré-télescopique. Néanmoins nous devons à ces différentes civilisations de nombreux apports et découvertes :

Dans la Haute - antiquité

• Préalables :
  • • Inutile de le préciser : si toutes les observations se faisaient à l'œil nu, les anciens étaient aidés dans cette tâche par l'absence de pollution industrielle et surtout lumineuse. Pour cette raison, la plupart des observations à l'antique seraient impossibles aujourd'hui.
    • Il ne faut pas s’y tromper, ces observations parfois relativement simples en apparence (simple dessin de 4 ou 5 astres), supposent déjà une haute avancée dans la Civilisation. À savoir l’existence d’un ensemble regroupant au minimum : une écriture ou tout au moins de son ébauche, une (proto-écriture regroupant conjointement un ensemble de signes représentant les principaux objets et évènements) et un "  système " comprenant une cosmogonie, une cosmologie, une carte du ciel connu sans oublier un calendrier (parfois très développé) et un observatoire, celui-ci souvent rudimentaire. Sans ces préalables, il ne saurait exister d’observation astronomique enregistrable.
    • Durant des millénaires, l'astronomie ne fut pas séparée de l'astrologie, qui en était d'ailleurs le primum — movens. Le divorce n'interviendra qu'à l'âge des Lumières pour se perpétuer de nos jours.
• Les systèmes les mieux connus et les plus développés sont :
• Aux débuts de l’Histoire :
  • dans l'ancien monde :
    • l'astronomie indienne et chinoise : ainsi, le Rig-Veda mentionne 27 constellations associées au mouvement du Soleil ainsi que les 13 divisions zodiacales du ciel.
    • l'astronomie sumérienne, et ses dérivées les astronomies chaldéenne, mésopotamienne, égyptienne et hébraïque. Si bien que la Bible contient un certain nombre d'énoncés au sujet de la position de la Terre dans l'Univers et sur la nature des étoiles et des planètes.
  • dans le nouveau monde, les astronomies amérindiennes sont aussi déjà très développées notamment la Toltèque, la Zapotèque (assez proche) et la Maya tout à fait originale. Ainsi, sans aucun instrument optique, l'astronomie Maya avait réussi à décrire avec précision les phases et éclipses de Vénus.

Stonehenge

• Les vestiges qui nous sont parvenus du Néolithique, tels les grands cercles mégalithiques dont les plus connus sont : Nabta Playa vieux de 6 000 à 6 500 ans ou Stonehenge (Wiltshire, Angleterre) mis en place entre entre 5000 et 3500 avant le présent, peuvent difficilement être qualifiés d'observatoires. En effet leur fonction était avant tout religieuse, et l'observation, si observation il y avait, était limitée au repérage rituel d'alignements solaires, peut-être lunaires, au moment du lever et du coucher de ces astres à certaines époques de l'année. De plus les cultures qui les ont érigés ne répondent pas aux conditions exprimées ci-dessus : elles se caractérisent en particulier par l'absence d'une écriture et de documents qui nous permettraient de déduire avec certitude que la fonction des monuments mégalithiques comportait bien une composante astronomique, ou même que l'astronomie jouait un rôle majeur dans ces civilisations. Flammarion par exemple, et bien d'autres avant et après lui, parlera au sujet des cercles mégalithiques de " monuments à vocation astronomique " et d'" observatoires de pierre ". Mais les études menées ces trente dernières années ont fortement nuancé une telle affirmation.

Dans l’Antiquité classique

• Les anciens Grecs apportent d'importantes contributions à l'astronomie, notamment la définition du système de magnitude.

Ptolémée

• Ainsi, Ptolémée (vers 90 - vers 168), astronome et astrologue grec qui vécut à Alexandrie (aujourd’hui en Égypte) — également l’un des précurseurs de la géographie - fut l’auteur de plusieurs traités scientifiques, dont deux ont exercé par la suite une très grande influence sur les sciences islamique et européenne. L’un est le traité d’astronomie, qui est aujourd’hui connu sous le nom de l’Almageste (en grec, Η μεγ?λη Σ?νταξις, Le grand traité). L’autre est la Géographie du monde gréco-romain.

Système de Ptolémée

Dans l'Almageste (Al en arabe, suivi d’un superlatif grec signifie " le très grand "), il propose un modèle géocentrique du système solaire, qui repris par Aristote fut accepté dans les mondes occidentaux et arabes pendant plus de mille trois cent ans. L’Almageste contient également un catalogue d’étoiles et une liste de quarante-huit constellations, antérieure au système moderne de constellations bien que ne couvrant pas toute la sphère céleste.

• Pour naviguer sur mer mais aussi dans le désert, les Civilisations arabes avaient besoin de données très précises. Dérivé de l'astronomie indienne, l'astronomie arabe culminera en 500, avec l'Âryabhata qui présente un système mathématique quasi-copernicien, dans lequel la Terre tourne sur son axe et considère le mouvement des planètes par rapport au Soleil. Ceci près de 1000 ans avant l'Occident !

Moyen Âge : l'héritage grec développé par l'Islam et transmis à l'occident

À cette époque, l'astronomie ne peut être étudiée sans l'apport d'autres sciences qui lui sont complémentaires et nécessaires : les mathématiques (géométrie, trigonométrie), ainsi que la philosophie. Elle sert au calcul du temps.

Sur les sciences et l'éducation en général au Moyen Âge :

Haut Moyen Âge

• En Occident, sont à remarquer :
  • le rôle de Boèce qui doit être signalé comme fondateur dès le VI^e siècle du quadrivium, qui inclut l'arithmétique, la géométrie, la musique et l'astronomie.
  • le profond déclin consécutif aux invasions barbares.
• dans le monde musulman l'astronomie y devient florissante à partir du IX^e siècle en contraste avec le déclin occidental. Citons :
  • l'astronome persan al-Farghani (805–880) écrit beaucoup sur le mouvement des corps célestes. Il effectue une série d'observations qui lui permettent de calculer l'obliquité de l'écliptique.
  • Al-Kindi (801–873), philosophe et scientifique encyclopédique, écrit 16 ouvrages d'astronomie.
  • Al-Battani (855–923), astronome et mathématicien,
  • Al-Hasib Al Misri (850–930), mathématicien égyptien,
  • Al-Razi (864–930), scientifique iranien,
  • Al-Farabi (872–950) grand philosophe et scientifique.

À la fin du X^e siècle, un grand observatoire est construit près de Téhéran par l'astronome al-Khujandi.

• Elle fait partie intégrante avec la philosophie (Platon et Aristote) et l'ensemble des autres sciences (médecine, géographie, mécanique, etc.), de ce grand mouvement de renaissance appelé âge d'or de la civilisation arabo-musulmane.

• • Saint Bède le Vénérable au VIII^e siècle développa en occident les arts libéraux (trivium et quadrivium). Il établit les règles du comput pour le calcul des fêtes mobiles, et pour le calcul du temps, qui nécessitaient des éléments d'astronomie.

• • Gerbert d'Aurillac (Sylvestre II) les introduira en occident avec d'autres éléments (notamment la philosophie d'Aristote, un peu avant l'an mille. Il est difficile de savoir exactement quels astronomes musulmans étaient connus de Gerbert d'Aurillac. Cependant les travaux de Gerbert sont important pour la compréhension du développement historique de l'ensemble du savoir occidental, qui incluait avant tout philosophie, mathématiques et astronomie.

Bas Moyen Âge

• L'œuvre d'Al-Farghani est traduite en latin au XII^e siècle, en même temps que bien d'autres traités arabes et que la philosophie d'Aristote.
• Vers 1339, le mathématicien et astronome florentin Paul del Abbaco (Paolo dell'Abbaco) rédige un traité de géométrie intitulé Trattato di tutta l'arte dell'abacho (Traité complet de l'art de l'abaque), dont le manuscrit est conservé à la Bibliotèque nationale centrale de Florence^[1]. Une édition complète des passages concernant l'astronomie fut publiée en 1662 à Florence, sous le titre : Pratricha d'astorlogia dal Codici^[2].

• Dans le monde musulman, on peut citer avant tout :
  • En Perse, Omar Khayyam (1048–1131), qui compile une série de tables et réforme le calendrier,
  • Ibn al-Haytham (965–1039), mathématicien et physicien arabo-islamique,
  • Al-Biruni, (973–1048), mathématicien, astronome, encyclopédiste, etc.
  • al-Tusi (1201–1274), philosophe, mathématicien, astronome et théologien (considéré comme l'un des fondateurs de la trigonométrie),
  • al-Kashi (1380–1429), en Iran et Ouzbékhistan actuels.
  • et encore citer al-Maghribi, al-Sufi.

Renaissance : du géocentrisme à l'héliocentrisme

Dessin d'un astronome chinois en 1675.

• • Pendant la Renaissance, Copernic propose un modèle héliocentrique du système solaire. Cette idée est défendue, étendue et corrigée par Galilée et Kepler. Galilée imagine la lunette astronomique pour améliorer ses observations. S'appuyant sur des relevés d'observation très précis faits par le grand astronome Tycho Brahé, Kepler est le premier à imaginer un système de lois régissant les détails du mouvement des planètes autour du Soleil, mais n'est pas capable de formuler une théorie allant au-delà de la simple description présentée dans ses lois.

Isaac Newton

• • C'est Isaac Newton qui, en décrivant la gravitation par ses lois du mouvement, la rend universelle et permet finalement de donner une explication rationnelle au mouvement des planètes. Il invente aussi le télescope réflecteur, qui améliore les observations.

Époque contemporaine

On découvre que les étoiles sont des objets très lointains : l'étoile la plus proche du système solaire, Proxima du Centaure, est à plus de 4 années-lumière.

• • la spectroscopie, dès son introduction démontre qu'elles sont similaires à notre soleil, mais dans une grande gamme de température, de masse et de taille.
    • L'existence de notre Galaxie, en tant qu'ensemble distinct d'étoiles, n'est prouvée qu'au début du XX^e siècle du fait de l'existence d'autres galaxies.
    • Peu après, on découvre l'expansion de l'univers, conséquence de la loi de Hubble, établissant une relation entre la vitesse d'éloignement des autres galaxies par rapport au système solaire et leur distance.
    • La cosmologie fait de grands progrès durant le XX^e siècle, notamment avec la théorie du Big-Bang, largement supportée par l'astronomie et la physique, comme le rayonnement thermique cosmologique (ou rayonnement fossile), et les différentes théories de nucléosynthèse expliquant l'abondance des éléments chimiques et de leurs isotopes.

Fin du XX^e siècle

Dans les dernières décennies du XX^e siècle, l'apparition des radiotélescopes, de la radioastronomie, et des moyens de traitement informatique, autorise de nouveaux types d'expérimentations sur les corps célestes éloignés, par analyse spectroscopique des raies d'émission émises par les atomes.

Histoire des disciplines de l'astronomie

• À son début, durant l'antiquité, l'astronomie consiste principalement en l'astrométrie, c'est-à-dire la mesure de la position dans le ciel des étoiles et des planètes.

Plus tard, des travaux de Kepler et de Newton nait la mécanique céleste qui permet la prévision mathématique des mouvements des corps célestes sous l'action de la gravitation, en particulier les objets du système solaire.

• De nos jours, la plus grande partie du travail dans ces deux disciplines (l'astrométrie et la mécanique céleste), auparavant effectué à la main, est fortement automatisée grâce aux ordinateurs et aux capteurs CCD, au point que maintenant elles sont rarement considérées comme des disciplines distinctes.

Dorénavant, le mouvement et la position des objets peuvent être rapidement connus, si bien que l'astronomie moderne est beaucoup plus concernée par l'observation et la compréhension de la nature physique des objets célestes.

• Depuis le XX^e siècle, l'astronomie professionnelle a tendance à se séparer en deux disciplines : astronomie d'observation et astrophysique théorique.

Comme repères : quelques dates

Observations pré-télescopiques.

• XV^e siècle av. J.-C. - LV^e siècle av. J.-C. : premiers sites astronomiques à Nabta Playa, Stonehenge, Carnac et Goseck,
• 927 : date estimée de fabrication du plus ancien astrolabe étant parvenu jusqu'à nos jours.
• 1252 : fin de l'élaboration des tables Alphonsines (d'après le roi Alphonse X de Castille) par les plus grands astronomes de l'époque. Elles contiennent nombre d'informations sur le mouvement des astres mais sont encore influencées en grande partie par des idées religieuses.
• 1420 : début de la construction de l'observatoire de Samarcande par le prince Ulugh Beg. Cet observatoire sera actif jusqu'en 1437 et permettra en particulier de réaliser un catalogue de plus de 1000 étoiles, le premier depuis Ptolémée et le plus complet jusqu'à Tycho Brahé.
• 1471 : Johann Müller fonde l'observatoire de Nuremberg.
• 1574 : Tycho Brahé entreprend dans la petite île de Ven (ou Hveen) près de Copenhague au Danemark, Uraniborg la construction du château et observatoire d'Uraniborg (" Palais d'Uranie " ou " Palais des Cieux "), qui peut être considéré comme le premier observatoire Européen. Cependant, jusqu'à l'invention de la lunette astronomique, toutes les observations ont lieu à l'œil nu.
• 1584 : Achèvement de l'observatoire d'Uraniborg.

Astronomie télescopique

On désigne en fait improprement sous ce titre l'observation des astres à l'aide d'instruments optiques, qu'il s'agisse de lunettes ou de télescopes.

• 1609 : Galilée met au point le prototype de sa lunette astronomique (permettant de grossir six fois sans déformation) et commence ses travaux d'observation du système solaire
• 1672 : Isaac Newton présente le premier télescope, c'est-à-dire un système d'observation formé de miroirs, à la Royal Society de Londres. Ses modèles sont tous faits en métal poli.
• 1724 : Le râja Jai Singh II termine le premier de ses cinq observatoires aux instruments monumentaux à Delhi.
• 1774 : Ramsden met au point la monture équatoriale. Dorénavant les instruments d'observation pourront compenser le mouvement de rotation de la terre, ce qui facilitera grandement tous les travaux d'observation.
• 1845 : Foucault et Fizeau obtiennent le premier daguerréotype représentant le Soleil. Cette date peut donc être considérée comme le point de départ de l'utilisation de la photographie en astronomie, pour la première fois des observations peuvent être directement conservées.
• 1846 : Johann Galle découvre la planète Neptune, en suivant les indications données par Urbain Le Verrier

XX^e siècle

La configuration télescope prend définitivement le pas sur la lunette astronomique, dans le domaine des grands instruments, à cause des problèmes de flexion qui font apparaître trop d'aberrations optiques.

• 1909 : Aymar de la Baume Pluvinel est le premier à photographier des surfaces planétaires (lumière monochromatique).
• 1917 : Mise en service du télescope de 2,54 mètres de diamètre du Mont Wilson, le plus grand du monde à l'époque.
• 1928 : Humason met ses méthodes photographiques et spectrométriques au service des travaux de Hubble sur la distance des galaxies.
• 1930 : Invention du coronographe par Bernard Lyot et application aux observations solaires. Ce dispositif permet d'occulter la partie centrale d'un objet et ainsi d'observer uniquement son pourtour.
• 1930 : Bernhard Schmidt réalise un prototype de télescope à grand champ.
• 1935 : Lyot réalise le premier film montrant le mouvement des protubérances solaires.
• 1936 : invention de la caméra électronique par André Lallemand.
• 1936 : Grote Reber crée le premier modèle de radiotélescope.
• 1948 : Harold et Horace Babcock effectuent les premières mesures du champ magnétique solaire à l'aide d'un magnétophone qu'ils ont eux-mêmes fabriqué.
• 1948 : mise en service du télescope de 5,08 mètres de diamètre du Mont Palomar, alors le plus grand du monde.
• 1957 : le premier satellite artificiel de l'histoire, Spoutnik 1, est lancé par l'URSS, posant le premier jalon des futurs télescopes spatiaux.
• 1959 : la face cachée de la Lune est observée pour la première fois par la sonde Soviétique Luna 3.
• 1960 : Kuiper publie un atlas photographique de la Lune.

" Astronomie électronique "

• Les Années 1960 voient le développement massif des radiotélescopes, qui se présentent sous la forme d'immenses antennes de métal. Ils permettent d'avoir accès à des rayonnements de longueur d'onde de l'ordre du millimètre et au-delà.

Des avancées majeures de l'astrophysique sont accomplies grâce à ces télescopes : la découverte du fond diffus cosmologique, des pulsars et des quasars.

• 1970 : le premier satellite d'observation dans le domaine X est lancé du Kenya. Il a pour nom Uhuru (ce qui signifie liberté en Swahili). La mission s'arrêtera en 1973 et aura permis de réaliser le premier balayage (survey) du ciel en X.
• 1972 : le satellite d'observation UV Copernicus est lancé. Il sera en opération jusqu'en 1981 et aura une très grande influence sur la connaissance de la physique du milieu interstellaire. Il posera les bases des missions futures dans le domaine UV du spectre.
• 1976 :
  • mise en service d'un télescope de 6 mètres de diamètre à l'observatoire de Zelenchouk (URSS). Il est alors le plus grand du monde.
  • Premières tentatives réussies pour observer le rayonnement ultraviolet, elles se servent de fusées d'observation à la durée de vie très limitée mais capables de quitter l'atmosphère terrestre.
• 1983: exploration généralisée de l'infrarouge lointain avec le satellite IRAS (InfraRed Astronomical Satellite).
• 1986 : la première étude détaillée d'une comète est réalisée lors du passage de la comète de Halley dans le voisinage Terrestre. Cinq sondes (dont la sonde Européenne Giotto) l'approchent suffisamment pour obtenir les premières images de son noyau.
• 1989 :
  • mise en orbite du télescope spatial Hipparcos, dont l'objectif est la mesure précise des positions et distances de très nombreuses sources. La publication, après la fin de la mission en 1993, des deux catalogues obtenus permettra de redéfinir la structuration de l'univers proche.
  • généralisation de la technologie CCD en ce qui concerne les détecteurs, et abandon systématique des plaques photo qui sont moins performantes.
• 1990: mise en orbite du télescope spatial Hubble, premier à observer dans le domaine visible (ainsi qu'en infrarouge et ultraviolet), augmentant grandement la résolution pouvant être obtenue. Il est toujours en service actuellement (2006).
• 1999 : lancement par la navette spatiale Columbia de la NASA. Chandra satellite est un télescope à rayons X. Son nom vient de celui du physicien indien Subrahmanyan Chandrasekhar, mondialement connu pour avoir évalué la masse limite nécessaires aux naines blanches pour devenir étoiles à neutrons. De manière aussi heureuse qu'adéquate, le terme sanskrit de Chandra signifie lumineux (et désigne la Lune).