Astronomie arabe - Définition et Explications

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Introduction

Dans l’histoire de l'astronomie, l’astronomie arabe renvoie aux découvertes astronomiques accomplies par la civilisation islamique, particulièrement au cours de l’Âge d'or de l'Islam (VIIIe siècle-XVIe siècle), et transcrites pour la plupart en langue arabe. Ces découvertes ont été effectuées pour l’essentiel dans les sultanats du Moyen-Orient, d’Asie centrale, dans l’Al-Andalus, en Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles, l’Afrique est un continent couvrant 6 % de la surface terrestre et...) du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.), puis plus tard en Chine et en Inde. Les débuts de l’astronomie ont procédé d'un cheminement semblable aux autres sciences dans l’Islam, par l’assimilation de connaissances de l’étranger et la composition de ces éléments disparates pour faire naître une tradition originale. Les principaux apports sont indiens, perses et grecs, connus par des traductions puis assimilés. Par la suite, l’astronomie arabe exercera à son tour une influence significative sur les astronomies indienne et européenne et même sur l’astronomie chinoise.

Plusieurs étoiles visibles à l’œil nu dans le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.), comme Aldébaran (Le terme Aldébaran fait référence à :) (α Tauri) et Altaïr (Altaïr (α Aquilae) est une étoile de la constellation de l'Aigle.) (α Aquilae), ainsi que plusieurs termes d’astronomie comme « alidade », « azimut » et « almucantarat » témoignent par leur morphologie de leur origine arabe.

Avec environ 10 000 manuscrits conservés à travers le monde (Le mot monde peut désigner :), dont une grande partie n’a toujours pas fait l’objet d'un inventaire bibliographique, le corpus astronomique arabe constitue l’une des composantes les mieux préservées de la littérature scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) médiévale. Malgré les lacunes bibliographiques, les textes étudiés à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et...) fournissent une image fidèle de l’activité astronomique des peuples de langue arabe.

L’islam et l’astronomie

L’islam a influencé l'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et...) de manière à la fois directe et indirecte. La discipline religieuse, en posant un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de problèmes liés au calendrier (Un calendrier est un système de repérage des dates en fonction du temps. Ces systèmes ont été inventés par les hommes pour mesurer, diviser et organiser le temps sur de longues...), a donné un élan décisif à l'épanouissement de l’astronomie mathématique, et notamment à la trigonométrie sphérique (La trigonométrie sphérique est un ensemble de relations analogues à celles de la trigonométrie euclidienne mais portant sur les angles et distances repérés sur une sphère.).

Contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu...)

Au VIIe siècle, chrétiens et Juifs pratiquaient des cérémonies religieuses liées au cycle des saisons, mais dont la date était déterminée par les phases de la lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La...), comme Pâques et Pessa'h. Ces deux religions étaient confrontées au fait que le mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) lunaire (Pour les homonymes, voir Pierrot lunaire, une œuvre de musique vocale d'Arnold Schönberg.), d’une durée d’environ 29,5 jours, n’est pas une division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par l'inverse du second. Si un nombre est non nul, la fonction "division par ce nombre" est la...) exacte de l’année tropique (Les tropiques sont la partie géographique du globe limitée en latitude par les deux tropiques : le tropique du Cancer dans l'hémisphère nord et le tropique du...) de 365 jours. Pour résoudre cette difficulté, les chrétiens avaient séparé le calendrier civil et le calendrier des fêtes "mobiles" ; quant aux Juifs, ils avaient adopté un calendrier fondé sur une découverte remontant à -430 par l’athénien Méton. Dans l'intervalle du cycle métonique (En astronomie et dans l'établissement des calendriers, le cycle de Méton ou cycle métonique est un commun multiple approximatif des périodes orbitales de la Terre et de...), qui dure 19 ans, on dénombre 12 années de 12 mois lunaires et sept années de 13 mois lunaires. Ainsi, par interposition périodique d'un mois intercalaire, le calendrier annuel hébreu suivait à peu près le cycle des saisons.

Les astronomes, quant à eux, exploitaient le modèle de Ptolémée (Claudius Ptolemaeus (en grec : Κλαύδιος...) pour déterminer les positions de la lune et des étoiles. La méthode utilisée par Ptolémée pour résoudre les triangles sphériques, imaginée par Ménélaüs d'Alexandrie (Alexandrie (grec :?λεξ?νδρεια, Copte : Rakot?, Arabe : ??????????, Al-?Iskandariya) est une ville d’Égypte de près de quatre millions...) à la fin du Ier siècle, était encore maladroite : elle procédait par intersection de deux triangles rectangles ; une application du théorème (Un théorème est une proposition qui peut être mathématiquement démontrée, c'est-à-dire une assertion qui peut être établie comme vraie au travers...) de Ménélaüs permettait ainsi de trouver un arc inconnu pourvu qu'on connaisse les cinq autres éléments du triangle (En géométrie euclidienne, un triangle est une figure plane, formée par trois points et par les trois segments qui les relient. La dénomination de...) sphérique. Par exemple, pour déterminer l'heure (L'heure est une unité de mesure  :) à partir de l’altitude du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et...), il fallait plusieurs applications successives du théorème de Ménélaüs. Ainsi, pour les astronomes arabes du Moyen Âge, la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...) d'une méthode trigonométrique plus simple constituait un défi très naturel.

Le Coran et l’astronomie

L’islam encourage les musulmans à rechercher leur chemin grâce aux astres. Le Coran énonce en effet : « C'est lui qui a placé pour vous les étoiles (dans le ciel) afin que vous soyez dirigés dans les ténèbres sur la terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus...) et sur les mers (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.). » Avec une telle incitation, les premiers musulmans ne tardèrent pas à perfectionner les instruments astronomiques et de navigation (La navigation est la science et l'ensemble des techniques qui permettent de :), d'où vient qu'aujourd'hui encore, la plupart des étoiles naguère utilisées par les marins portent des noms arabes.

Le Coran influa également sur l'astronomie arabe (Dans l’histoire de l'astronomie, l’astronomie arabe renvoie aux découvertes astronomiques accomplies par la civilisation islamique,...) « par son enseignement (L'enseignement (du latin "insignis", remarquable, marqué d'un signe, distingué) est une pratique d'éducation visant à développer les connaissances d'un élève par le biais de communication verbale...) selon lequel l’Univers est réglé selon une loi fondamentale » qui « plonge ses racines dans le concept islamique du tawhîd, l’unité de Dieu », ainsi que par « la place plus importante qu'il accorde aux données empiriques que ne le faisaient la civilisation hellène » qui poussa les musulmans à « s'investir davantage dans l’observation du ciel que ne l’avaient fait les penseurs grecs, notamment les platoniciens et les aristotéliciens », lesquels se défiaient des représentations des sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine....) et estimaient que la raison suffit pour comprendre la Nature. L’accent mis par le Coran sur l’importance de l’observation, de l’interprétation et de la contemplation (par la récurrence des verbes « voir », « méditer » et « contempler »), poussèrent ainsi les musulmans à concevoir une méthode scientifique (On appelle méthode scientifique l'ensemble des canons guidant ou devant guider le processus de production des connaissances scientifiques, que ce soit des observations, des expériences, des raisonnements, ou...) originale accordant une place particulière aux faits d’observation. Muhammad Iqbal écrit à ce sujet :

« Le ton généralement empiriste du Coran suscita chez ses lecteurs le respect des faits, et devait faire d'eux les pionniers de la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens large. L'ensemble de connaissances,...) moderne. Ce n'était pas un mince progrès que d'éveiller l'empirisme à une époque qui se détournait du visible comme dépourvu de valeur pour l’homme dans sa quête du Divin. »

On trouve d’ailleurs plusieurs versets cosmologiques dans le Coran (610-632), où l'on retrouve le schéma antique de séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque chose ou son résultat. Plus particulièrement il est employé dans plusieurs domaines :) de la terre et des cieux, conçus initialement comme deux surfaces accolées :

« Les infidèles ne voient-ils pas que les cieux et la terre formaient une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse...) compacte, et que nous les avons séparés ? »
« Nous avons bâti le ciel de nos mains et nous l’avons étendu dans l’espace. »

Un autre verset évoque le modèle cosmographique grec :

« Ne voyez-vous pas comment Dieu a créé les sept cieux, disposés par couches, s'enveloppant les unes les autres. »

Divers hadiths attribués à Mahomet témoignent aussi qu'il s'est opposé ( En mathématique, l'opposé d’un nombre est le nombre tel que, lorsqu’il est à ajouté à n donne zéro. En botanique, les organes...) à l’astrologie et aux superstitions en général. Par exemple, lorsqu'une éclipse (Une éclipse correspond à l'occultation d'une source de lumière par un objet physique. En astronomie, une éclipse se produit lorsqu'un objet (comme une planète ou un satellite naturel) occulte une source de lumière (comme une étoile ou un...) survint à la mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus...) de son fils Ibrahim ibn Muhammad, et qu'une rumeur (La rumeur est un phénomène de transmission large, par tout moyen de communication formel ou informel, d'une histoire à prétention de vérité et de révélation. Le terme recouvre donc des...) interprétait ce phénomène comme un signe de la compassion de Dieu, Mahomet aurait affirmé :

« Une éclipse est un phénomène naturel. C'est folie (La folie désigne, en langage populaire, l'état d'une personne dont le discours et/ou les actions, le comportement ne semblent avoir aucun sens pour l'observateur. Elle peut être passagère ou...) d’attribuer de telles choses à la mort ou à la naissance d'un homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est...)[réf. souhaitée]. »

Pratiques islamiques

Plusieurs règles de l’islam ont poussé les fidèles à améliorer calculs et observations astronomiques.

Le premier motif est le calendrier musulman (Le calendrier musulman (Hijri) est l’un des rares calendriers lunaires modernes largement répandu. Ce calendrier est caractérisé par des années de 12 mois lunaires qui sont plus courtes que les...). Le Coran édicte en effet que « Le nombre des mois est de douze devant Dieu, tel il est dans le livre de Dieu, depuis le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par...) où il créa les cieux et la terre. Quatre de ces mois sont sacrés ; c’est la croyance constante. » Pour cette raison, les musulmans ne pouvaient se contenter ni du calendrier chrétien ni du calendrier hébreu (Le calendrier hébreu est un calendrier lunaire, plus exactement luni-solaire composé :), et devaient en créer un nouveau.

Le second motif est l'interprétation du mouvement lunaire. Les mois, dans la religion musulmane, ne commencent pas avec la nouvelle lune (La nouvelle Lune désigne la phase lunaire pendant laquelle la Lune, au cours de son mouvement orbital de ~29,5 jours autour de la Terre par rapport au Soleil, qui est sa révolution synodique, se trouve entre la Terre et le...) astronomique, définie comme l'instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas intervalle de temps. Il ne peut donc être considéré comme une durée.) où la lune a la même longitude (La longitude est une valeur angulaire, expression du positionnement est-ouest d'un point sur Terre (ou sur une autre planète).) écliptique (L'écliptique est le grand cercle sur la sphère céleste représentant la trajectoire annuelle du soleil vue de la Terre. Plus précisement, il s'agit de l'intersection de la sphère céleste avec le plan écliptique, qui est le plan...) que le soleil (elle est donc invisible, noyée dans l'albédo (L'albédo est le rapport de l'énergie solaire réfléchie par une surface sur l'énergie solaire incidente. On utilise une échelle graduée de 0 à 1, avec 0 correspondant au noir, pour un...) solaire) ; les mois commencent lorsque le croissant lunaire commence à apparaître au crépuscule. Le Coran dit précisément : « Ils t’interrogeront sur les nouvelles lunes. Dis-leur : Ce sont les époques fixées pour l’utilité de tous les hommes et pour marquer le pèlerinage de la Mecque. » Pour déterminer les phases de la lune, il fallut développer de nouvelles méthodes de calcul et mettre aux points des instruments adaptés à l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le...) de la lune.

Les musulmans sont également tenus de prier en se prosternant dans la direction de la Kaaba à La Mecque et d’orienter leurs mosquées dans cette direction : il leur faut donc aussi savoir trouver la direction de cet endroit, où qu'ils se trouvent sur Terre. Le dernier problème est la détermination du moment de la Salah. Les musulmans doivent pouvoir déterminer les heures de prière à cinq moments de la journée (de l’aurore au soir) à partir de la position des astres.

Recours à la géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace de dimension 3 (géométrie euclidienne) et, depuis le...) sphérique

Le calcul du jour où le croissant lunaire recommence à devenir visible constituait un redoutable défi pour les savants arabes. Bien qu'en effet la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur l’observation...) de Ptolémée du mouvement composé de la lune soit assez exacte à l'époque de la nouvelle lune, elle ne donne la trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) de la lune que par rapport au cercle (Un cercle est une courbe plane fermée constituée des points situés à égale distance d'un point nommé centre. La valeur de cette...) de l’écliptique. Pour prédire quel jour la lune commence à redevenir visible, il fallait pouvoir décrire son mouvement par rapport à l’horizon, un problème dont la résolution appartient à une géométrie sphérique assez sophistiquée. Ce sont la détermination de la direction de la Mecque depuis un lieu donné et l'heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en sciences (« heure...) des Salah qui ont poussé les musulmans à élaborer une telle géométrie. La résolution de ces problèmes suppose en effet que l'on sache calculer le côté d'un triangle sphérique de la sphère céleste (La sphère céleste est une sphère imaginaire de rayons quelconques et dont le centre est occupé par la Terre. Ce concept astronomique, hérité de l'antiquité, permet de représenter tous les astres tel qu'on les voit depuis la Terre....) à partir de ses trois angles et des deux autres côtés ; pour trouver l'heure sidérale, par exemple, il faut savoir construire le triangle dont les sommets sont le zénith, le pôle nord (Le pôle Nord géographique terrestre, ou simplement pôle Nord, est le point le plus septentrional de la planète Terre. Il est défini comme le point d’intersection de l'axe de rotation de la Terre avec la surface...), et la position du Soleil. L’observateur doit connaître l’ascension droite du Soleil et celle du pôle : la première peut être mesurée au sextant (Un sextant est un instrument de navigation permettant de relever la hauteur angulaire d’un astre au-dessus de l’horizon. Il est utilisé pour faire le point hors de vue de terre (voir...), et la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du...) n'est autre que la latitude (La latitude est une valeur angulaire, expression du positionnement nord-sud d'un point sur Terre (ou sur une autre planète), au nord ou au sud de l'équateur.) de l’observateur. L'heure est donnée (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) par l’angle entre le méridien (En géographie, un méridien est un demi grand cercle imaginaire tracé sur le globe terrestre reliant les pôles géographiques. Tous les points de la Terre...) (l’arc compris entre le zénith et le pôle) et le cercle horaire du Soleil (c’est-à-dire l’arc compris entre le Soleil et le pôle).

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