Astronomie - Définition

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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 (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire...) de l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et chimiques. Elle ne doit pas être confondue avec la mécanique céleste (La mécanique céleste est un terme qui désigne la description du mouvement d'objets...) qui n'en est qu'un domaine particulier.

Astronomie vient du grec αστρονομ?α (?στρον et ν?μος) ce qui signifie loi des astres.

L'astronomie est l'une des rares sciences où les amateurs peuvent encore jouer un rôle actif. Elle est en effet pratiquée à titre de loisir auprès d'un large public d'astronomes amateurs : les plus passionnés et expérimentés d'entre eux participent à la découverte d'astéroïdes et de comètes. C’est à ce sujet un loisir particulièrement populaire en France, comme en témoigne la Nuit des étoiles.

Nébuleuse M17 : photographie prise par le télescope Hubble.
Nébuleuse (Une nébuleuse (du latin nebula, « nuage ») désigne, en astronomie, un...) M17 : photographie prise par le télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en...).

Historique

Sur tous les continents et depuis la haute antiquité, l'observation du ciel a une grande importance (Codex Duran).
Sur tous les continents et depuis la haute antiquité, l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) a une grande importance (Codex Duran).

L'astronomie est considérée comme la plus ancienne des sciences. L'archéologie révèle en effet que certaines civilisations disparues de l'âge du bronze (Le bronze est le nom générique des alliages de cuivre et d'étain. Le terme airain...), et peut-être du néolithique, avaient déjà des connaissances en astronomie. Elles avaient compris le caractère périodique des équinoxes et sans doute leur relation avec le cycle des saisons, elles savaient également reconnaître certaines 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 (L‘astrologie est l'ensemble des systèmes de croyances organisés en vue d'obtenir des...), le siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui...) 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.

Antiquité

À ses débuts, l'astronomie consiste simplement en l'observation et la prédiction du mouvement des objets célestes visibles à l'œil nu. 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 (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le...) 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 quatre ou cinq astres), supposent déjà une haute avancée dans la Civilisation, à savoir l’existence d’un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) regroupant au minimum :
      une écriture ou tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) 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 (Parmi les très nombreux récits traditionnels, ceux qui relatent les origines du monde, des dieux...), une cosmologie (La cosmologie est la branche de l'astrophysique qui étudie l'Univers en tant que système...), une carte du ciel connu sans oublier un calendrier (Un calendrier est un système de repérage des dates en fonction du temps. Ces systèmes ont été...) (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'au siècle des lumières pour se perpétuer de nos jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...).
  • Les systèmes les mieux connus sinon les plus développés sont :
    • au Néolithique : tous les grands cercles mégalithiques sont en fait des observatoires astronomiques, citons les plus connus : Nabta Playa vieux de 6 000 à 6 500 ans et Stonehenge (Wiltshire, Angleterre) 1 000 ans plus tard. Flammarion, qui le comprit l’un des premiers, parlera au sujet des cercles mégalithiques de " monuments à vocation astronomique " et d'" observatoires de pierre ".
Stonehenge
Stonehenge
  • 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 (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) 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 (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) d'énoncés au sujet de la position de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) dans l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) et sur la nature des étoiles et des planètes.
    • dans le nouveau monde (Le Nouveau Monde est un terme désignant le continent américain ainsi que l'Océanie,...), 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'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement...), l'astronomie Maya avait réussi à décrire avec précision les phases et éclipses de Vénus !

Dans l’Antiquité classique

  • Les anciens Grecs apportent d'importantes contributions à l'astronomie, notamment la définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la...) du système de magnitude. Ainsi, l’Almageste de Ptolémée (Claudius Ptolemaeus (en grec : Κλαύδιος...) (90 - 168) contient déjà une liste de quarante-huit constellations.
  • Pour naviguer sur mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) mais aussi dans le désert (Le mot désert désigne aujourd’hui une zone stérile ou peu propice à la...), les Civilisation arabes avaient besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est...) de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) très précises. Dérivé de l'astronomie indienne, l'astronomie arabe (Dans l’histoire de l'astronomie, l’astronomie arabe renvoie aux découvertes...) culminera en 500, avec l'Âryabhata qui présente un système mathématique (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide...) quasi-copernicien, dans lequel la Terre tourne sur son axe et considère le mouvement des planètes par rapport au Soleil. Ceci près de 1 000 ans avant l'Occident !

Moyen Âge

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 (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...).

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

Haut Moyen Âge

Il faut signaler le rôle de Boèce (Boèce ou Anicius Manlius Torquatus Severinus Boetius ou Boëthius ou Boethius est un...) comme fondateur dès le VIe siècle du quadrivium, qui inclut l'arithmétique (L'arithmétique est une branche des mathématiques qui comprend la partie de la...), la géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace...), la musique et l'astronomie.

Après les invasions barbares, l'astronomie se développe relativement peu en occident (L'Occident, ou monde occidental, est une zone géographique qui désignait initialement...).

Elle est par contre florissante dans le monde (Le mot monde peut désigner :) musulman à partir du IXe siècle :

  • l'astronome (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.) 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 (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) encyclopédique, écrit 16 ouvrages d'astronomie ;
  • Al-Battani (Al-Battani (env. 855-923) était un astronome et mathématicien arabe (on écrit aussi Al Batani,...) (855–923), astronome et mathématicien ;
  • Al-Hasib Al Misri (850–930), mathématicien (Un mathématicien est au sens restreint un chercheur en mathématiques, par extension toute...) égyptien ;
  • Al-Razi (864–930), scientifique iranien ;
  • Al-Farabi (872–950) grand philosophe et scientifique.

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

La philosophie (Platon et Aristote) fait partie intégrante, avec l'ensemble des autres sciences (médecine, géographie (La géographie (du grec ancien γεωγραφία...), mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...), etc.). De ce grand mouvement de renaissance appelé âge d'or de la civilisation arabo-musulmane.

Saint Bède le Vénérable au VIIIe 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.

D'autres éléments furent introduits en occident par l'intermédiaire de Gerbert d'Aurillac (Sylvestre II) un peu avant l'an mille, avec la philosophie d'Aristote (Aristote (en grec ancien...). Il est difficile de savoir exactement quels astronomes musulmans étaient connus de Gerbert d'Aurillac. Gerbert est important pour la compréhension du développement historique de l'ensemble du savoir occidental, qui incluait la philosophie.

Bas Moyen Âge

L'œuvre d'Al-Farghani est traduite en latin au XIIe siècle, en même temps que bien d'autres traités arabes et que la philosophie d'Aristote.

Dans le monde musulman, on peut citer :

  • en Perse, Omar Khayyam (L'écrivain et savant persan connu en francophonie sous le nom d'Omar Khayyām ou de...) (1048–1131), qui compile une série de tables et réforme le calendrier ;
  • Ibn al-Haytham (965–1039), mathématicien et physicien (Un physicien est un scientifique qui étudie le champ de la physique, c'est-à-dire la...) arabo-islamique ;
  • Al-Biruni (Al-Bīrūnī, Muḥammad ibn Aḥmad Abū al-Rayḥān...), (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 Ouzbékistan actuels.

On peut encore citer Al-Maghribi, Al-Sufi.

Renaissance

Dessin d'un astronome chinois en 1675.
Dessin d'un astronome chinois en 1675.
Isaac Newton
Isaac Newton (Isaac Newton (4 janvier 1643 G – 31 mars 1727 G, ou 25 décembre...)

Pendant la Renaissance, Copernic propose un modèle héliocentrique du système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...). Cette idée est défendue, étendue et corrigée par Galilée (Galilée ou Galileo Galilei (né à Pise le 15 février 1564 et mort à Arcetri près de Florence,...) et Kepler. Galilée imagine la lunette astronomique (Une lunette astronomique est un instrument optique qui permet d'augmenter la taille apparente et la...) 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 (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) du Soleil, mais n'est pas capable de formuler une théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) allant au-delà de la simple description présentée dans ses lois.

C'est Isaac (ISAAC est un algorithme capable de générer des nombres pseudo-aléatoires, tombé dans le domaine...) Newton qui, en décrivant la gravitation (La gravitation est le phénomène d'interaction physique qui cause l'attraction...) 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 (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) la plus proche du système solaire, Proxima du Centaure, est à plus de quatre années-lumière.

Avec l'introduction de la spectroscopie, on montre qu'elles sont similaires à notre soleil, mais dans une grande gamme de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...), de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) et de taille. L'existence de notre Galaxie (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...), en tant qu'ensemble distinct d'étoiles, n'est prouvée qu'au début du XXe siècle du fait de l'existence d'autres galaxies.

Peu après, on découvre l'expansion de l'univers, conséquence de la loi de Hubble (En astronomie, la loi de Hubble énonce que les galaxies s'éloignent les unes des autres...), établissant une relation entre la vitesse (On distingue :) d'éloignement des autres galaxies par rapport au système solaire et leur distance.

La cosmologie fait de grands progrès durant le XXe siècle, notamment avec la théorie du Big-bang (Le Big Bang[1] désigne l’époque dense et chaude qu’a connue l’univers il y a...), largement supportée par l'astronomie et la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...), comme le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de...) thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de...) cosmologique (ou rayonnement fossile), et les différentes théories de nucléosynthèse (La nucléosynthèse est un ensemble de processus physiques conduisant à la synthèse de noyaux...) expliquant l'abondance des éléments chimiques et de leurs isotopes.

Dans les dernières décennies du XXe siècle, l'apparition des radiotélescopes, de la radioastronomie (La radioastronomie est une branche de l'astronomie traitant de l'observation du ciel dans le...), et des moyens de traitement informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine...), autorise de nouveaux types d'expérimentations sur les corps célestes éloignés, par analyse spectroscopique des raies d'émission émises par les atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) et leurs différents isotopes lors des sauts quantiques, et transmis à travers l'espace par les ondes électromagnétiques.

Disciplines de l'astronomie

À son début, durant l'antiquité, l'astronomie consiste principalement en l'astrométrie (L'astrométrie est la partie de l'astronomie qui s'occupe de la position des étoiles et des autres...), 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 naît 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. La plus grande partie du travail dans ces deux disciplines (l'astrométrie et la mécanique céleste), auparavant effectué à la main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à...), est maintenant fortement automatisée grâce aux ordinateurs et aux capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une...) CCD, au point (Graphie) 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 XXe siècle, l'astronomie professionnelle a tendance à se séparer en deux disciplines : astronomie d'observation et astrophysique théorique (L'astrophysique théorique est une discipline qui cherche à expliquer les phénomènes observés...). Bien que la plupart des astronomes utilisent les deux dans leurs recherches, du fait des différents talents nécessaires, les astronomes professionnels tendent à se spécialiser dans l'un ou l'autre de ces domaines. L'astronomie d'observation est concernée principalement par l'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un...) de données, ce qui inclut la construction et la maintenance des instruments et le traitement des résultats. L'astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche...) théorique est principalement concernée par la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) des implications observationnelles de différents modèles, c'est-à-dire qu'elle cherche à comprendre et à prédire les phénomènes observés.

L'astrophysique est la branche de l'astronomie qui détermine les phénomènes physiques déduits par l'observation des astres. Actuellement, les astronomes ont tous une formation poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air...) en astrophysique et leurs observations sont presque toujours étudiées dans un contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le...) astrophysique. En revanche il existe un certain nombre de chercheurs et chercheuses qui étudient exclusivement l'astrophysique. Le travail des astrophysiciens est d'analyser des données d'observations astronomiques et d'en déduire des phénomènes physiques.

Les domaines d'études de l'astronomie sont aussi classés en deux autres catégories :

  • Par sujet, généralement selon la région de l'espace (par exemple, l'astronomie galactique) ou le type de problème adressé (formation des étoiles, cosmologie)
  • Par le mode d'observation, selon le type de particules détectées (lumière, neutrino) ou la longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus...) d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) (radio, lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du...), infrarouge).

Disciplines par sujet

Astronomie d'observation Le système solaire Les étoiles


  • les constellations
  • les étoiles filantes
  • l'astrométrie
  • la mécanique céleste
  • la nucléosynthèse


  • le Soleil
  • les planètes
  • les astéroïdes
  • les météores
  • les météorites
  • les comètes
  • le milieu interplanétaire (Le milieu interplanétaire est la matière diffuse qui constitue l'espace du système solaire et à...)
  • la naissance des étoiles (La naissance des étoiles ou formation stellaire, voire stellogénèse ou stellogonie,...)
  • la séquence principale (La séquence principale est une bande continue et bien distincte d'étoiles qui...)
  • la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le...)
  • les étoiles binaires
  • les étoiles variables

Phases finales d'évolution des étoiles :

  • les naines blanches
  • les étoiles à neutrons
  • les pulsars
  • les étoiles étranges
  • les trous noirs
L'astronomie galactique (L'astronomie galactique est une branche de l'astronomie qui étudie principalement notre Galaxie,...) L'astronomie extragalactique (L'astronomie extragalactique est une branche de l'astronomie qui étudie les objets célestes...) Autres sujets liés
  • la Galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de...)
  • la plan galactique
  • Les exoplanètes
  • le milieu interstellaire (En astronomie, le milieu interstellaire est le gaz raréfié qui, dans une galaxie, existe entre...)
  • la cosmologie
  • l'Univers
  • Le Big-Bang
  • La relativité générale (La relativité générale, fondée sur le principe de covariance générale...) et pourquoi pas la relativité restreinte (La relativité restreinte est la théorie formelle élaborée par Albert Einstein...)
  • L'espace-temps (La notion d'espace-temps a été introduite au début des années 1900 et reprise...)
  • les galaxies, groupes de galaxies et amas de galaxies (Un amas de galaxies est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la...)
  • les quasars
  • les trous noirs
  • les ondes gravitationnelles
  • le milieu intergalactique
Signe du Gémeaux
  • L'astrobiologie
  • L'astrochimie (L'Astrochimie est l'étude des éléments chimiques trouvés dans l'espace lointain, habituellement...)
  • L'astrosociobiologie
  • L'astrosociologie
  • L'archéoastronomie (L'archéoastronomie résulte de la combinaison d’études astronomiques et...)
  • L'exobiologie (L'exobiologie (aussi appelée astrobiologie par les anglo-saxons) est une science...)

L'Astrophotographie (L'astrophotographie, souvent appelée simplement astrophoto, voire encore plus radicalement AP,...)

Photos prise depuis un téléscope.

Disciplines par type d'observation


Spectre électromagnétique (Le spectre électromagnétique est la décomposition du rayonnement...)

 rayons γ • rayons X • ultraviolet • lumière visible • infrarouge • micro-ondes • ondes radio 

  ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur...) violet (Le violet est une couleur, composée d'un mélange de bleu (environ 50% de luminosité) et de rouge...) bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs...) vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde...) jaune (Il existe (au minimum) cinq définitions du jaune qui désignent à peu près la même...) orange rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...) infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde...)  

Notes et références

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