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Du géocentrisme à l'héliocentrisme |
TPE 2016 par Salomé Bernard et Judicaëlle Six |
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Du géocentrisme à l'héliocentrisme |
TPE 2016 par Salomé Bernard et Judicaëlle Six |
Contrairement à une idée répandue, Copernic n'a pas inventé l'héliocentrisme. Cette hypothèse est beaucoup plus ancienne, mais elle a eu du mal à se diffuser en Occident car elle semblait être en contradiction avec un certain nombre d'observations comme le mouvement apparent du Soleil dans le ciel ou le fait que tout semble attiré par la Terre et elle s'opposait à certains dogmes religieux.
Nombreux ont été les précurseurs de Copernic, par exemple avant lui le théologien et cardinal Nicolas de Cues réexamine les travaux de Jean Buridan ou Nicole Oresme qui avaient abordés la question de la possibilité du mouvement de rotation diurne de la Terre et alors en se basant sur des arguments théologiques, Nicolas de Cues propose que la taille de l'Univers n'est pas finie, et que la Terre est un astre en mouvement, de même nature que ceux que l'on voit dans le ciel.
Par ailleurs d'autre contemporains de Copernic ont aidé à faire évoluer la thèse de l'héliocentrisme comme Léonard De Vinci dans son Codex Leicester paru en 1510,il découvre que la lumière cendrée de la Lune est due à la réverbération de la Terre. Il émet l'hypothèse que la Terre est un astre de même nature que la Lune.
Cependant Nicolas Copernic fut certainement le plus célèbre défenseur de cette théorie, puisqu'il est celui à l' avoir publié en premier. En effet Copernic est le premier à avoir proposé un modèle dans lequel le Soleil était fixe au centre de l'Univers ( les planètes décrivant une trajectoire qu'il pensait circulaire ). Il conçut sa doctrine dès 1510 et l'exposa dans le De revolutionibus en 1543. Il propose donc un modèle de cosmologie incluant la Terre et toutes les planètes connues à l'époque : -L'Héliocentrisme.
*Apport du système de Copernic:
Le système de Copernic est un système théorique destiné à simplifier les calculs astronomiques. Il se fonde sur trois principes :
les mouvements sont des mouvements circulaires uniformes ou des combinaisons de mouvements circulaires uniformes ;
les mathématiques se doivent de trouver les modèles les plus simples pour expliquer les phénomènes naturels.
Dans son livre De revolutionibus, il énonce une série de postulats :
La Terre n'est pas le centre de l'Univers, mais seulement le centre du système Terre/Lune.
Toutes les sphères tournent autour du Soleil, centre de l'Univers.
La Terre tourne autour d'elle-même suivant un axe Nord/Sud.
La distance Terre/Soleil est infime comparée à la distance Soleil/autres étoiles.
Dans le système de Copernic, la distance entre la Terre et les planètes est variable
la taille des planètes devraient changer en fonction de sa distance avec la Terre.
Ces postulats lui permettent de placer les différentes planètes dans le bon ordre par rapport à leur distance au Soleil. Il n'est donc plus nécessaire de faire appel aux épicycles pour expliquer les mouvements rétrogrades. Cependant, il est obligé de compliquer son modèle pour tenir compte des variations de vitesse et de distance sur les trajectoires. Copernic pense que le centre de l'orbite terrestre décrit un épicycle dont le centre tourne lui-même sur un excentrique.
Cependant le modèle cosmologique de Copernic n’était pas correct en tout point et les observations réalisées plus tard par Galilée ont permis de le rectifier et de l'améliorer.
On doit à Galilée les observations astronomiques et les premiers principes mécaniques justifiant l'héliocentrisme.
Grâce à ses observations, il montre les failles du système géocentrique et prouve la cohérence du système héliocentrique.
À l'aide d'une lunette astronomique, il révise un certain nombre de résultats expérimentaux :
Les variations des tailles de Mars et Vénus deviennent visibles, tout comme les phases de Vénus prédites par Copernic.
il observe les lunes de Jupiter, ce qui invalide l'argument qui rendait la Lune incapable de suivre la Terre dans sa révolution.
il découvre le relief lunaire, ce qui invalide la conception aristotélicienne de l'invariabilité du monde supralunaire.
Malgré tout, ces observations ne sont pas suffisantes et n'apportent pas de preuves concrètes de la révolution de la Terre autour du Soleil.
La seule loi théorique apporté par Galilée est le principe de la relativité.
Johann Kepler confirme la thèse de Copernic en remarquant que les plans des trajectoires des planètes passent tous par le Soleil. Mais, il ne peut conserver l'idée de mouvement circulaire : les planètes tournent autour du Soleil suivant des trajectoires elliptiques. Ce sont les lois de Kepler.
Enfin Isaac Newton, en inventant et exploitant le principe de la force gravitationnelle, prouvent la validité des lois expérimentales de Kepler et concrétise la véracité des observations de Galilée: Le théorique rejoint enfin l'expérimental .
La gravitation explique pourquoi les objets sont retenus à la surface de la Terre, en dépit de sa révolution autour du Soleil et pourquoi la Lune suit la Terre dans cette révolution, ce qui rejoint la principe de la relativité de Galilée.Dans la théorie de Newton, la position du Soleil comme point fixe du Système solaire est la limite obtenue en admettant que la masse du Soleil est infinie, pour simplifier les calculs et s'affranchir des problèmes d'évaluation des masses. La correction obtenue est toutefois si faible que le fait de considérer le Soleil comme fixe n'est pas tenu comme faux.
Mais paradoxalement il n’existe encore aucunes observations (celles de Galilée ne sont pas suffisantes) qui permettent de prouver que la Terre est bien en mouvement par rapport aux étoiles lointaines. La principale prédiction du modèle, le mouvement relatif des étoiles causé par la parallaxe, n'a toujours pas été vérifiée et c' est grâce à la publication des travaux de James Bradley sur l'aberration de la lumière en 1727 qu'on découvre la première preuve expérimentale du mouvement de la Terre autour du Soleil.
Ainsi toutes ces théories ont permis de valider progressivement l'héliocentrisme qui est le modèle actuel de notre vison de l'univers et on qualifie actuellement le passage du géocentrisme à l'héliocentrisme comme étant un changement de paradigme, une révolution scientifique : « La révolution Copernicienne ».
