Hommage à Galilée : une brève histoire de l'astronomie

Damien Jayat
Médiateur scientifique

Publié le 06/04/2009 à 15h20

Représentation de l’héliocentrisme.

Il y a quatre cents ans, Galilée pointait pour la première fois sa lunette vers le ciel. Elle ne grossissait que trois fois, mais ce fut bien assez pour lancer les hommes dans une nouvelle aventure. Et marquer la fin d’une autre : celle des pionniers de l’astronomie. Retour sur leur histoire.

Pour vous la raconter, je me suis inspiré d’une conférence donnée par Jean-Noël Sarrail à Toulouse, lors des « 100 Heures de l’Astronomie » organisées le week-end du 4-5 avril dans le cadre de l’AMA09 (Année mondiale de l’astronomie 2009). En l’honneur de ce Galileo Galilei qui n’a peut-être pas dit « Et pourtant elle tourne ! » mais qui a distillé d’autres affirmations tout aussi intelligentes.

Des Grecs mieux informés que les chrétiens

Tout commence avec les Grecs, comme d’habitude. Mais le christianisme nous l’a fait oublier, comme d’habitude aussi. Trois siècles avant notre ère, Aristarque de Samos avait pourtant collé le Soleil, énorme, au centre de notre univers. La Terre, plus petite, était ronde, tournait sur elle-même et mesurait 40 000 km de circonférence. Ce qui est rigoureusement exact. Quant à la Lune, elle était plus petite que la Terre et lui tournait autour.

Une image de l’univers pas très loin de la réalité, si ce n’est que pour les Grecs, le ciel était une voûte située à une certaine distance de nous et sur laquelle les étoiles étaient épinglées. Une « sphère des fixes », selon l’expression consacrée, entourant les astres connus à l’époque : Soleil, Terre, Lune, et de Mercure à Saturne.

Mais l’Eglise est passée par là. Elle piétina la science grecque pour porter aux nues un système qui l’arrangeait mieux : celui de l’Egyptien Ptolémée. Dans cet univers, décrit au IIe siècle dans un recueil intitulé « L’Almageste », la Terre était au centre. Normal : Dieu n’avait-t-il pas élu l’Homme second être suprême après lui ?

Nous vivions donc sur une planète absolument immobile et le reste de l’univers nous tournait autour. Quant à la sphère des fixes, bien pratique, elle resta au goût du jour chrétien. Le système de Ptolémée fut ainsi la référence en Europe durant plus de mille ans, tandis que le savoir grec était récupéré par les Arabes -qui devinrent grâce à lui de très grands astronomes- pour ne revenir aux Occidentaux qu’à la fin du Moyen Age.

La Renaissance est aussi celle de la science

L’activité scientifique retrouve une jeunesse à la Renaissance, même si, comme toutes les pratiques intellectuelles, elle reste l’apanage des hommes d’Eglise. Un chanoine Polonais se penche par exemple sur les trajectoires des astres, se prenant la tête sur ses calculs jusqu’à en froncer les sourcils : non, décidément, il ne comprend pas pourquoi les planètes brillent plus ou moins selon les périodes, et les trajectoires de Vénus et de Mercure ne sont pas celles qu’elles devraient être.

Ce chanoine s’appelle Nicolas Copernic, et pour lui il n’existe qu’un moyen d’expliquer ce qu’il observe : c’est le Soleil qui doit être au centre et la Terre lui tourner autour. Il raconte tout ça dans un livre mais, prudent, présente sa théorie comme une simple hypothèse. Très prudent même, il décède l’année où le livre paraît. Au moins, l’Eglise n’aura rien à brûler si elle le condamne ! Nous sommes en 1543, et « De la révolution des orbes célestes » donne le premier coup de pied dans la fourmilière.

L’infini : l’Italien Giordano Bruno fait éclater la sphère des fixes.

Bruno prend le relais. Homme d’église lui aussi, il est convaincu que Copernic a raison et publie en 1585 « L’Infini, l’univers et les mondes ». L’infini, car pour lui l’univers n’a pas de limites. Bruno fait donc éclater la sphère des fixes : « hé, les hommes, il y a autre chose derrière ! » Il suggère même que l’univers contient DES mondes, chaque étoile étant un soleil avec peut-être d’autres Terres autour. C’en est trop pour l’Eglise, qu’à l’époque il ne fallait pas trop pousser dans les orties -nous sommes en pleines guerres de religions. Bruno est arrêté en 1593, amené à Rome et brûlé en 1600. Pour lui apprendre à trop s’approcher des étoiles !

Bruno n’a pas brûlé pour des prunes

Pendant que Bruno enflamme l’Italie, un bourgeois danois se fait offrir une île de la Baltique par son roi Frederik II et y construit le plus grand observatoire d’Europe. Il s’appelle Tycho Brahé, son île Hveen et son observatoire Uraniborg. Pendant vingt ans, Brahé observe les astres (toujours à l’œil nu, ne l’oublions pas) dont il note toutes les positions nuit après nuit. Un vrai fanatique de la précision et de la rigueur, au point qu’il fut incapable de choisir quel astre placer au centre de l’univers : ni la Terre ni le Soleil.

Il opta donc pour un système géo-héliocentrique, dans lequel la Terre est au centre, la Lune et le Soleil lui tournent autour, mais les autres astres font la ronde autour du Soleil. Un système bâtard qui lui évita des soucis avec l’Eglise mais qui ne l’empêcha pas de se faire virer du Danemark par Christian IV, fils et successeur de Frederik II. En 1597, Brahé se réfugie donc à Prague. Un exil qui se révéla fructueux, puisque Brahé fit en Bohême la rencontre de l’Allemand Johannes Kepler.

Les deux savants comparent leurs théories, Brahé avec son système hybride contre Kepler partisan à 100% de l’héliocentrisme de Copernic. Brahé propose à Kepler, féru de maths, de se pencher sur un de ses problèmes insolubles : la trajectoire de Mars refuse obstinément de rentrer dans son système d’orbites circulaires. Kepler relève le défi, pensant rendre sa copie en quelques jours. Il ne lui faudra que... neuf ans ! Au terme desquels il est convaincu que les orbites des astres ne sont pas circulaires mais elliptiques. Résultat publié en 1609 dans « Astronomie Nouvelle », où Kepler énonce deux des trois lois qui l’ont rendu célèbre.

Les 400 ans de la lunette

1609, nous y voilà ! Alors que Kepler fait le zouave en Bohême, un Italien fait à nouveau des siennes. La lunette a été inventée il y a quelques mois en Hollande et les militaires s’en servent pour espionner l’ennemi de loin. Mais Galilée est curieux et décide de la pointer vers le ciel. Il se confectionne une première lunette, qui ne grossit que trois fois, c’est-à-dire presque rien. Mais déjà, cela lui permet de bien voir la Lune, sa rondeur et... ses cratères. Oui, la Lune est bosselée, les taches sombres à sa surface sont en fait des trous et des montagnes. La tradition la croyait divine et parfaite. La tradition avait tort.

Galileo Galilei.

De 1609 à 1611, Galilée s’use la rétine à scruter le ciel, découvrant à l’œil de sa lunette des merveilles jusque là inconnues : des satellites de Jupiter, les phases de Vénus et leur ressemblance avec celles de la Lune, des milliers d’étoiles dans les constellations d’Orion, des Pléiades et jusque dans la Voie Lactée. Et même les anneaux de Saturne, qu’il prend pour deux petits satellites.

En 1611, Galilée accède à la gloire. Il est reçu par un Pape fier de ce citoyen découvreur de nouvelles beautés créatures de Dieu.

Mais en 1613 il fait l’observation de trop. Il tourne sa lunette vers le Soleil, et y voit des taches qui en plus se déplacent. Pour lui c’est incontestable : le Soleil tourne sur lui-même et il est grêlé d’imperfections. Pour l’Eglise, c’est la goutte d’eau qui fait déborder le bénitier. En 1616 l’héliocentrisme est interdit, Copernic mis à l’Index et Galilée doit se calmer.

Jusqu’en 1632 où il obtient l’autorisation du pape Urbain VIII de publier un livre sur le géocentrisme et l’héliocentrisme, à condition qu’à la fin ce soit la Terre au centre qui l’emporte. Mais Galilée n’en fait qu’à sa tête et vante les mérites de l’héliocentrisme. Punition immédiate, il est arrêté en 1633, se résout à abjurer ses convictions pour sauver sa peau mais est condamné à la résidence surveillée jusqu’à sa mort, en 1642.

La révolution n’en était pas moins en marche. L’univers s’était éclairci, l’esprit des hommes également. Il ne restait qu’à poursuivre. Ce ne fut pourtant qu’en 1822 que l’Eglise accepta de voir la Terre tourner sur elle-même et autour du Soleil. En 1992, le pape Jean Paul II prononçait le mea culpa officiel et réhabilitait Galilée. L’érection d’une statue du savant fut même prévue dans les jardins du Vatican. Mais vous savez quoi ? Début février, Benoît XVI a annulé le projet. Copernic et Galilée, une révolution... Oui. Mais apparemment, elle n’est pas encore achevée !

Photos : Héliocentrisme : pour Copernic, le Soleil est au centre de l’univers. Galilée en démonstration d’observation du ciel. L’infini : Giordano Bruno fait éclater la sphère des fixes.