Histoire des cosmologies scientifiques pré-relativistes - Définition
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Introduction
l'Histoire des cosmologies scientifiques pré-relativistes s'intéresse à l'évolution des représentations du monde ou de l'univers au travers des siècles et avant la découverte des galaxies. Deux modèles cosmologiques historiques ont prédominés: ce sont le géocentrisme et l'héliocentrisme.
La cosmologie antique
Jusqu'à l'époque de Thalès de Milet, au VIe siècle avant l'ère chrétienne, la représentation de la Terre était plate. Pour les Égyptiens, la forme de la Terre, de type ovalisée, comme une coupelle, ne s'étendait guère au-delà du Nil.
Avec l'expansion de l'empire grec, les astronomes remarquèrent qu'une étoile, Canopus (constellation de la Carène), était visible d'Alexandrie mais pas d'Athènes, ce qui pouvait s'expliquer que si la surface de la Terre était courbe. Bien qu'une Terre cylindrique puisse être compatible avec ces observations, l'image d'une Terre sphérique s'est vite imposée à l'esprit des philosophes antiques. Dans le Timée (philosophe de l'école pythagoricienne) de Platon, Socrate indique que la Terre est ronde, comme les ballons, et que vue d'en haut on pourrait voir toutes ses couleurs[1]. La forme de la Terre n'est pas le seul aspect des cosmologies antiques. Sa place dans l'univers va longtemps être source de débats, et ce jusqu'au début du XXe siècle.
Pendant des siècles, la représentation est restée géocentrique (la Terre au centre de l'univers) : le soleil se lève et se couche en est un héritage persistant et quasi universel (le pays du soleil levant).
La représentation la plus répandue a été longtemps que l'univers était en mouvement autour de la Terre.
Le philosophe grec Aristote (-384 - -322 av. J.-C.) écrivait que la terre était sphérique parce que son ombre sur la lune lors des éclipses était circulaire.
Le philosophe grec Ératosthène a estimé la taille de notre planète. Il savait qu'au solstice d'été (le 21 juin) à Syène, au sud de l'Égypte (aujourd'hui Assouan), le soleil éclairait à midi le fond d'un puits profond, et donc est situé à la verticale du puits, au zénith. L'écart du soleil à la verticale à Alexandrie le même jour est aisément mesurable en regardant l'ombre d'un bâton. À l'aide de ces données et de la connaissance de la distance entre ces deux villes (connue... par le nombre de jours nécessaires pour aller de l'une à l'autre à dos de chameau), il lui fut possible de déterminer la circonférence terrestre. Malgré les imprécisions des mesures et un hasard heureux qui voulut que les différentes erreurs se compensent (la distance entre les deux villes était sous-évaluée, mais Ératosthène ne tint pas compte de la différence de longitude entre celles-ci), il obtint un résultat proche de la mesure exacte, environ 40 000 kilomètres (la mesure exacte étant 40 070 km à l'équateur).
Le grec Posidonius a utilisé la hauteur maximum de la brillante étoile Canopée, vue d'Égypte et, simultanément, de l'île de Rhodes (au sud-ouest de la Turquie) plus au nord. Le calife arabe Al-Mamun, qui régna à Bagdad de 813 à 833, envoya deux équipes d'arpenteurs mesurer une ligne de base nord-sud, ce qui lui a également permis de vérifier la sphéricité et d'obtenir le rayon de la terre.
Se basant sur l'analyse des éclipses de Lune et de Soleil, Aristarque de Samos fut en mesure de déterminer le diamètre de la Lune ainsi que la distance Terre-Lune, avec une précision tout à fait remarquable.
En se basant sur l'angle que faisait la Lune à son premier quartier avec le Soleil, Hipparque trouva un moyen de mesurer la distance Terre-Soleil, qu'il sous-évalua d'une facteur 8 en raison des imprécisions de mesure. Il n'en demeure pas moins qu'il fut en mesure de réaliser que la taille du système solaire était gigantesque par rapport à celle de la Terre, se comptant en dizaine de millions de kilomètres.
Si les distances pouvaient être mesurées, et les mouvements relatifs entre les astres connus par l'observation, la place de la Terre dans le système solaire est longtemps restée impossible à déterminer.
