Transcript Mouvement des planètes

Histoire de l’Astronomie
de l’antiquité à Newton
Qu’y a-t-il à observer dans le ciel ?
En quelques heures
Le jour
La nuit
Qu’y a-t-il à observer dans le ciel ?
Sur un an
les saisons
Mouvement du Soleil
Qu’y a-t-il à observer dans le ciel ?
En quelques semaines
Mouvement des planètes
Astronomie préhistorique
Stonehenge
Les Babyloniens
Les Babyloniens
Héritage mathématique:
système hexagésimal, division du cercle en 360 degrés
Les Babyloniens
Héritage astronomique:
•Compilation d’Observations s’étendant sur plusieurs
siècles
•Identification de la bande Zodiacale
•Mouvements précis des planètes
•Irrégularité du mouvement du Soleil
•Cycle de 19 ans (”Saros”)
Les Egyptiens
Astronomie fonctionnelle:
•Astrologie
•Calendrier (crue du Nil, Impôts)
Héritage
•Année Solaire!
Zodiaque de Denderah
(époque ptolémaique, -50 av.JC )
•Division du jour en 24h
Les présocratiques
Pythagoriciens
Ecole de Millet…
Calcul de la taille de la Terre
Ératosthène
276 – 194 avant J.-C.
Platon
Aristote
Immuable
Physique
Monde sublunaire
3 ”dogmes” du bon sens
Aristotélicien
• Géocentrisme
• Séparation ciel ≠ Terre
• Mouvements célestes circulaires et uniformes
Le grand défi de tout modèle
céleste:
Le mouvement rétrograde
des planètes
Les sphères concentriques
Eudoxe (27), Calippe (34), Aristote (55)
Calcul de la distance
Terre-Lune
Hipparque de Nicée
190 – 120 avant J.-C.
• Précession des équinoxes
• Catalogue d’étoiles
dTL = 60 RT
Calcul de la distance Terre-Soleil
dTS ~ 20 dTL
Distance sous-estimée
d’un facteur 20
Distance exprimée
en fonction de la
distance Terre-Lune
Aristarque de Samos
310 – 230 avant J.-C.
Père de
l’héliocentrisme ?
Mars
Ptolémée
IIè s.ap. J.C.
l ’Almageste
La somme de
l ’astronomie
antique
Saturne
Mars
Jupiter
Lune
Terre
Mercure
Vénus
Ptolémée
Le cosmos de Ptolémée
« hypothèses des planètes »
DTerre-Soleil ~ 20 DTerre-Lune
L ’astronomie arabo-médiévale
L ’astronomie arabo-médiévale
L ’astronomie médiévale
Saturne
Jupiter
Mars
Vénus
Copernic
1543
Lune
Mercure
Le De Revolutionibus (1543)
Explication du mouvement
rétrograde dans le modèle
héliocentrique
http://www.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/divers/ptolemee.html
Tycho Brahe
le plus grand observateur de tous les temps
Uraniborg & Stjärneborg
les instruments de Tycho
La précision des
observations passe de
10’ à <2’
Comète de 1577
Novae de 1572
Tycho prouve que les comètes
et les novae sont des
phénomènes célestes
Fin des sphères célestes
Galileo Galilei (1564-1642)
•
1589: Chaire de mathématique, Université de Pise
•
1590: De motu (physique d’Aristote et géocentrisme)
•
1592: Université de Padoue
•
1609: construit sa première lunette (x6)
•
4 mars 1610: Sidereus Nuncius
•
juillet 1610: Florence, 1er mathématicien du Duc de Toscane
•
07/1610: Saturne: oOo, 08/1610: tâches solaires, 09/1610: phases de Venus
•
avril 1611: triomphe à Rome
•
1616: débat à Rome avec Bellarmin, Mise à l’Index du De revolutionibus
•
1622: Urbain VIII (Barberini) pape
•
1623: Il Saggiatore
•
1632:Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo
•
1633: Procès et condamnation, assigné à résidence à Florence
•
1638: Discours sur deux sciences nouvelles
•
1642: Mort à Florence
les lunettes de Galilée (1609-….)
Peut on vraiment se fier
à ces instruments?
1610: Le messager céleste
La lune est montagneuse
elle n’est plus « parfaite »
« …la lune est inégale, accidentée,
constituée de cavités et de
protubérances, tout comme la face
de la Terre elle même, qui est
divisée, de part et d’autre, par les
crêtes des montagnes et les
profondeurs des vallées. »
La Terre est comme la Lune
La Terre fait partie du cosmos
« …la réflexion de la lumière solaire
depuis la Terre sera efficacement
montrée, à l’intention de ceux qui
prétendent exclure celle-ci du cœur
des Etoiles, principalement parce
qu’elle serait dépourvue de
mouvement et de lumière; or, que la
Terre soit errante, qu’elle surpasse la
Lune en splendeur, et qu’elle ne soit
pas la sentine des ordures et des
souillures du monde, nous le
démontrerons et nous le
confirmerons aussi par
d’innombrables raisons naturelles . »
La voie lactée est composée d’étoiles
Quelle(s) taille(s) ont les étoiles?
Pourquoi apparaissentelles plus petites dans la
lunette??
Voit-on des étoiles plus
petites ou plus lointaines?
Jupiter est entourée de 4 astres
errants
Le cosmos a au moins 2
« centres »
Quelques cerises sur le gâteau
Les observations post-«messager »
1623: Il Saggiatore
•Réponse au traité sur les comètes de
Grassi (1618):
-se met à dos les Jésuites
-Galilée se trompe!
•Dédié à som ami le nouveau pape
Urbain VIII
•”les mathématiques sont la langue de
Dieu”
1632: Dialogues sur les 2 grands systèmes du monde
•pamphlet Copernicien
•vraiment un ”dialogue” :
-Salviati / Sagredo / Simplicio
•Attaque de la physique puis de la
cosmologie d’Aristote
abjuration de Galilée:
“Moi, Galiléo, fils de feu Vincenzio Galilei de Florence, âgé de soixante dix ans, ici
traduit pour y être jugé, agenouillé devant les très éminents et révérés cardinaux
inquisiteurs généraux contre toute hérésie dans la chrétienté, ayant devant les yeux et
touchant de ma main les Saints Évangiles, jure que j'ai toujours tenu pour vrai, et tiens
encore pour vrai, et avec l'aide de Dieu tiendrai pour vrai dans le futur, tout ce que la
Sainte Église Catholique et Apostolique affirme, présente et enseigne. Cependant, alors
que j'avais été condamné par injonction du Saint Office d'abandonner complètement la
croyance fausse que le Soleil est au centre du monde et ne se déplace pas, et que la
Terre n'est pas au centre du monde et se déplace, et de ne pas défendre ni enseigner
cette doctrine erronée de quelque manière que ce soit, par oral ou par écrit; et après
avoir été averti que cette doctrine n'est pas conforme à ce que disent les Saintes
Écritures, j'ai écrit et publié un livre dans lequel je traite de cette doctrine condamnée et
la présente par des arguments très pressants, sans la réfuter en aucune manière; ce pour
quoi j'ai été tenu pour hautement suspect d'hérésie, pour avoir professé et cru que le
Soleil est le centre du monde, et est sans mouvement, et que la Terre n'est pas le
centre, et se meut”
Johannes Kepler (1571-1630)
•
1594: Professeur de Mathématiques à Graz
•
1596: Mysterium Cosmographicum
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1600: Invité par Tycho Brahé à Prague
•
1601: mort de Brahé, devient mathématicien impérial
•
1604: Astronomia Pars Optica
•
1606: De stella Nova (Supernova de 1604)
•
1609: Astronomia Nova
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1610: Dissertatio Cum Nuncio Sidereo / Narratio de Jovis “Satellitibus”
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1611: Dioptrice, mort de son fils et de sa femme
•
1612: mort de Rodolphe II: Professeur à Linz
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1619:Harmonices Mundi
•
1617-21: Epitome Astronomia Copernicanae
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1627: Tables Rodolphines
•
1630: Mort à Ratisbonne
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1634: Somnium
1596: Mysterium Cosmographicum
taille des 6 orbites planétaires en
proportion des 5 solides
planoniciens + sphère
fantaisiste...MAIS 1er ouvrage
Copernicienne publié
1604: Astronomia Pars Optica
•loi en 1/R2 de l’intensité lumineuse
•loi de réflexion sur mirroirs plats et
incurvés
•physiologie de la vision humaine
- l’oeil est une lentille
- image inversée sur la retine
- image redressée par l’esprit
fondation de l’optique
moderne
1609 (1605): Astronomia Nova
•Compare les 3 systèmes du monde
(Ptolémée, Tycho, Copernic)
•1ère Loi : Orbites elliptiques (1605)
•2ème Loi : Loi des aires (1602)
•Discussion sur la ”gravitation”
Découvre les lois du mouvement
grâce aux données de Tycho sur
Mars: seules une ellipse peut
éliminer l’erreur résiduelle de 8’ (!)
1611: Dioptrice
•Explication de la lunette de Gallilée
•Lunette de Kepler à 2 lemntilles
convexes
•Concept images réelle & virtuelle
•Longueur focale / Grossissement
1ère théorie de l’optique
astronomique
1619: Harmonices Mundi
•Polygones Régulier
•Théorie Harmonie musicale
•Harmonie des ”sphères”
•Astrologie
...et...
•3ème Loi: T3/a2
Kepler
Descartes
1630
Newton
Galilée