Géocentrisme - Définition

Introduction

Reproduction du système géocentrique de Ptolémée

Modèle géocentrique du système solaire de Ptolémée, d'après le cosmographe et cartographe portugais Bartolomeu Velho (Bibliothèque nationale de France, Paris)

Le géocentrisme est un modèle physique ancien et erroné selon lequel la Terre se trouve immobile, au centre de l'univers. Cette théorie date de l'antiquité et a été notamment défendue par Aristote et Ptolémée. Elle a perduré jusqu’à la fin du XVI^e siècle pour être progressivement remplacée par l'héliocentrisme, qui prévoit que la Terre tourne autour du Soleil. Le modèle de Ptolémée a été abandonné suite à la précision croissante des mesures qui ne permettait plus de tolérer les erreurs qu'il engendrait.

Le géocentrisme est autant une tentative scientifique d'expliquer l'univers qu'une conception philosophique de ce monde. Un principe régit toutes les théories géocentriques, un deuxième la plupart :

1. la Terre est le centre de l'univers, immobile de lieu (par l'an) et de position (par jour) : les changements des saisons et de jour et nuit se font donc par mouvements extérieurs à la Terre.
2. les mouvements des planètes (au sens ancien, le mot planète inclut le Soleil et la Lune, mais pas la Terre) doivent être parfaits, donc seul le cercle est autorisé, les mouvements angulaires ou rectilinéaires étant considérés comme brusquement abrupts, forcés.

Cosmologie des premiers Grecs

Dans la cosmologie des premiers philosophes grecs (vers 600 av. J.-C., Anaximandre, Anaximène, Thalès), la terre est plate, les astres sont des corps fixés sur des sphères en révolution. Les philosophes pythagoriciens (fin du VI^e siècle av. J.-C.) imaginent une terre sphérique et dix sphères concentriques portant les différents astres. La dixième sphère est celle qui porte les étoiles. L'aspect le plus original du modèle des pythagoriciens est leur tentative de faire coïncider intervalles musicaux et distances entre les sphères. C'est ce qu'on appelle l'harmonie des sphères. Chaque sphère est censée produire un son dans son mouvement, son que l'on ne distingue pas car il fait partie du bruit de fond que l'on entend depuis notre naissance.

Le philosophe Platon place la terre sphérique au centre de l'univers, entouré d'une sphère d'eau (épaisseur 2 rayons terrestres), d'une sphère d'air (épaisseur 5 rayons terrestres), et d'une sphère de feu (épaisseur 10 rayons terrestres). Les étoiles se trouvent dans la partie supérieure de la sphère de feu (soit à 18 rayons terrestres) alors que les 7 planètes évoluent dans une région intermédiaire. Toutes ces sphères tournent de manière uniforme autour d'un même axe.

Eudoxe de Cnide, lui, imagine 27 sphères concentriques mais ne tournant pas suivant le même axe et permet d'expliquer ainsi les différences de latitude des planètes.

Héraclide du Pont (-380, -310) propose un modèle géocentrique, selon lequel la rotation de la terre autour de son axe explique le mouvement apparent des corps célestes.

Cependant, aucun de ces modèles ne permet d'intégrer le mouvement rétrograde de certaines planètes, ni les variations de vitesse dans les mouvements. Il faut attendre, pour cela, le modèle d'Aristote.

La théorie des épicycles

Les planètes tournent sur un épicycle qui lui-même tourne sur un déférent. Ce système permet de modéliser le mouvement rétrograde des planètes.

Cette nouvelle théorie, généralement attribuée à Hipparque, mais basée sur les travaux d'Apollonius de Perga (on ignore la part exacte de l'un et de l'autre) apparaît au II^e siècle av. J.-C.. Les planètes tournent sur des roues appelées épicycles. Ceux-ci tournent eux-mêmes sur une autre roue — appelée déférent — dont le centre est la Terre. La rotation simultanée des deux permettait d'obtenir un mouvement complexe, éventuellement rétrograde, et d'expliquer celui des planètes et de la Lune, en préservant en grande partie les présupposés philosophiques de l'époque : les mouvements des astres sont circulaires, centrés sur la terre et de vitesse uniforme.

L'élaboration de ce système constitue un progrès capital dans l'astronomie antique. En décomposant les mouvements complexes des astres en cercles parcourus par ceux-ci à vitesse constante, on rendait possible la confection de tables astronomiques très précises et très fiables. Ces tables permettront, par exemple, les premiers calculs d'éclipse solaire. Dès lors, la théorie géocentrique, fût-elle fausse, fonctionnait.

Quelles étaient les causes attribuées aux rotations diverses observées ou déduites ?

Selon la lecture de Gilbert Walusinski ou Jean-René Roy (cf. Bibliographie) il semble qu'Aristote considère le nombre des sphères solides et leur interaction avec le mouvement du primum mobile (mouvement premier) comme une explication suffisante. Selon la lecture de Thomas d'Aquin dans la Somme Théologique, il faut l'action des esprits, pour que la lune poursuive son trajet mensuel et le Soleil son trajet annuel au sens inverse du mouvement du ciel. Or, St Thomas a commenté les livres 1 - 8 de la Physique d'Aristote, et il est mort avant d'avoir commenté jusqu'au bout De caelo et mundo, qu'il a tout de même commenté jusqu’à la fin du troisième livre. À la différence de Walusinski ou Roy, il considérait Aristote comme une autorité non pleinement dépassée dans la physique, et pas comme un prédécesseur éloigné d'une science purement matérialiste : donc sa lecture est préférable historiquement à celle des historiens modernes.