Système héliocentrique du monde

Le système héliocentrique du monde est l’idée que le Soleil est le centre de l’univers et le point autour duquel tournent toutes les planètes, y compris la Terre. Ce système suppose que notre planète effectue deux types de mouvements : un mouvement de translation autour du Soleil et un mouvement de rotation autour de son axe. La position du Soleil par rapport aux autres étoiles est considérée comme inchangée.

Le terme «héliocentrisme» vient du mot grec «helios» (traduit par «Soleil»).

Caractéristiques du système héliocentrique du monde

Trouver un certain point central de l’Univers n’est possible que si l’Univers est fini. C’est ce qu’impose le système héliocentrique du monde.

Dans ce système, des concepts tels que les planètes externes et internes sont apparus. Mercure et Vénus font partie de ces dernières, car leurs orbites de rotation autour du Soleil doivent toujours se situer à l’intérieur de l’orbite terrestre.

Parallaxe — un angle marqué par le symbole π

La caractéristique la plus importante de l’héliocentrisme est la parallaxe annuelle des étoiles. Cet effet se manifeste par un changement des coordonnées apparentes de l’étoile. Il est lié au changement de position des observateurs (astronomes), dû à la rotation de la Terre autour du Soleil.

L’héliocentrisme dans l’Antiquité et au Moyen Âge

L’idée que la Terre se déplace autour d’un certain centre du monde entier est apparue dès l’Antiquité grecque. Il y avait donc des hypothèses sur la rotation de la Terre autour de son axe, ainsi que sur le mouvement de Mars et de Vénus autour du Soleil, qui tourne lui aussi autour de notre planète. Cependant, on pense que le système héliocentrique du monde a été exposé pour la première fois au IIIe siècle avant J.-C. par Aristarque de Samos. Il en a tiré deux conclusions importantes :

1. Il est très probable que notre planète tourne autour du Soleil. La raison en est la taille du Soleil, qui est beaucoup plus grand que la Terre. Les données sur les tailles relatives de la Terre, de la Lune et du Soleil proviennent des calculs d’Aristarque.
2. En raison de l’absence de parallaxes annuelles visibles des étoiles, il a supposé que l’orbite de notre planète semblait être un point par rapport aux distances des étoiles.

Cependant, les idées d’Aristarque ne se sont pas répandues dans l’Antiquité. La version la plus célèbre du système géocentrique dans la Grèce antique était la théorie dite des sphères homocentriques, développée par les astronomes Eudoxe, Callippe et Aristote. Selon cette théorie, tous les corps célestes tournant autour de notre planète étaient fixés sur des sphères rigides reliées entre elles et ayant un centre unique — la Terre.

Modèle géocentrique du système solaire

En raison de la vision du monde de la majorité de la société, les autres adeptes de l’idée d’Aristarque de Samos n’ont pas exprimé leur point de vue, ce qui a conduit les Grecs à abandonner cette idée et à accepter pleinement le géocentrisme. Les écoles qui enseignaient le rationalisme à l’époque ne soutenaient pas les idées d’Aristarque, car elles considéraient que la nature de l’univers dépassait l’entendement et excluaient toute possibilité de décrire la dynamique des planètes.

Au Moyen Âge, l’héliocentrisme n’est guère mentionné dans les écrits scientifiques, sauf pour certaines de ses idées, comme la rotation de la Terre sur son axe.

La révolution scientifique de Nicolas Copernic

En 1543, l’astronome, mécanicien et ecclésiastique polonais Nicolas Copernic a publié son ouvrage scientifique intitulé «Sur la rotation des sphères célestes». L’astronome y décrit la théorie héliocentrique, qu’il confirme par un certain nombre de calculs physiques basés sur la mécanique théorique de l’époque. Selon son concept, le changement du jour et de la nuit, ainsi que le mouvement du Soleil dans le ciel, s’expliquent par la rotation de la Terre autour de son axe. De même, le déplacement de notre luminaire dans le ciel tout au long de l’année s’explique par le mouvement de la Terre autour du Soleil.

Le système héliocentrique de Copernic

Copernic a expliqué les phénomènes suivants :

• En raison du mouvement de la Terre, qui alterne, puis s’approche, puis s’éloigne de n’importe laquelle des planètes de notre système, ces planètes effectuent ce que l’on appelle un mouvement de recul. C’est-à-dire qu’après un certain temps, elles commencent à se déplacer dans la direction opposée à celle du Soleil.
• L’avancée des équinoxes. Tout au long du XVIIIe siècle, les scientifiques ont cherché les causes d’un effet tel que l’avance des équinoxes, selon lequel l’équinoxe vernal survient chaque année un peu plus tôt. Dans ses travaux, Nicolas Copernic a pu décrire cet effet comme une conséquence du déplacement périodique de l’axe de la Terre.
• Suivant les traces d’Aristarque de Samos, Copernic a soutenu et prouvé que la sphère des étoiles est située à une très grande distance par rapport aux distances entre les planètes, ce qui explique que les scientifiques n’observent pas de parallaxes annuelles. L’hypothèse de la rotation de notre planète autour de son axe a été confirmée par la constatation suivante : si notre planète est toujours immobile, la rotation du firmament devrait se produire en raison de la rotation de la sphère stellaire elle-même et, compte tenu de la distance calculée, la vitesse de sa rotation sera inconcevablement grande.

En outre, le système héliocentrique pourrait expliquer les changements de lumière et de taille des planètes du système solaire, et donner une estimation plus précise de la taille des planètes et des distances qui les séparent. Nicolas Copernic lui-même a pu déterminer approximativement la taille de la Lune et du Soleil et spécifier aussi précisément que possible le temps pendant lequel Mercure parcourt complètement son orbite autour du Soleil — 88 jours terrestres.

Н. Copernic a jeté les bases de la vision moderne des orbites des planètes du système solaire.

Malgré la révolution astronomique, la théorie de Copernic présente plusieurs lacunes. Tout d’abord, le point central du système qu’il décrivait était le centre de l’orbite de la Terre, et non le Soleil. Deuxièmement, toutes les planètes de notre système planétaire se déplaçaient sur leur orbite de manière irrégulière, et notre planète conservait sa vitesse orbitale. Enfin, Copernic n’a probablement pas rejeté l’idée d’une rotation des sphères célestes, mais a seulement déplacé leur centre de rotation.

Les disciples et les opposants de Copernic

Par la suite, l’astronome polonais a eu de nombreux disciples, dont Giordano Bruno, qui soutenait que le firmament ne se limitait pas aux sphères célestes et que les autres luminaires étaient des corps célestes qui n’étaient pas inférieurs au Soleil. Malheureusement, Bruno fut qualifié d’hérétique pour ses croyances et condamné à être brûlé.

Le célèbre scientifique italien Galileo Galilei a soutenu la théorie copernicienne sur la base de ses propres observations. Il a également affirmé que la Terre n’a jamais occupé une place entre Mercure (ou Vénus) et le Soleil, ce qui indique que les deux planètes tournent autour de l’étoile sur des orbites situées à l’intérieur de l’orbite terrestre. L’affirmation contraire prouvait que l’orbite de la Terre se trouvait à l’intérieur des orbites des planètes extérieures. En raison de ses convictions, Galilée, âgé de 70 ans, a fait l’objet en 1633 d’un procès de l’inquisition qui l’a assigné à résidence jusqu’à sa mort, à l’âge de 78 ans.

Galileo Galilei et son célèbre télescope

Les opposants à l’héliocentrisme, quant à eux, insistent sur plusieurs arguments réfutant la théorie de Copernic. Si la Terre tournait sur son axe, une force centrifuge monstrueuse la déchirerait. De plus, tous les objets légers s’envoleraient de sa surface, voyageant dans le sens inverse de sa rotation. On a supposé que tous les objets célestes n’avaient pas de masse et qu’ils pouvaient donc se déplacer sans que des forces importantes ne leur soient appliquées. Dans le cas de la Terre, on s’interrogeait sur l’existence d’une force colossale capable de faire tourner notre planète massive.

L’un des opposants au géocentrisme, l’astronome danois Tycho Brahe, a mis au point le système dit «géo-héliocentrique», selon lequel la sphère des étoiles, la Lune et le Soleil se déplacent autour de la Terre, et les autres objets spatiaux autour du Soleil.

Quelque temps plus tard, le successeur de Brahe, le physicien allemand Johannes Kepler, a analysé la quantité impressionnante d’observations de son mentor et a fait des découvertes significatives en faveur de l’héliocentrisme :

Les lois de Kepler servent encore aujourd’hui aux astronomes pour déterminer les orbites des corps cosmiques lointains

• Les plans des orbites des planètes du système solaire se croisent au niveau du Soleil, ce qui en fait le centre de leur rotation, et non le centre de l’orbite de la Terre, comme l’avait supposé Copernic.
• La vitesse orbitale de notre planète change périodiquement, ainsi que celle des autres planètes.
• Les orbites des planètes sont elliptiques et la vitesse de déplacement des corps célestes le long de ces orbites dépend directement de la distance au Soleil, ce qui fait de ce dernier non seulement le centre géométrique, mais aussi le centre dynamique du système planétaire.

Les lois dites de Kepler ont été formulées, décrivant en détail et en langage mathématique les lois du mouvement des planètes du système solaire.

Affirmation de l’héliocentrisme

La confirmation de la rotation de la Terre sur son axe a fait disparaître toute nécessité d’existence de sphères célestes. Pendant un certain temps, on a supposé que les planètes se déplaçaient parce qu’elles étaient des êtres vivants. Cependant, Kepler a rapidement déterminé que le mouvement des planètes était dû à la force gravitationnelle du Soleil.

En 1687, le physicien anglais Isaac Newton, s’appuyant sur sa loi de la gravitation universelle, a confirmé les calculs de Johannes Kepler

Isaac Newton et la fameuse pomme, sur l’exemple de laquelle le scientifique a formé la loi de la gravitation universelle.

Avec le développement de la science, les scientifiques ont reçu de plus en plus d’arguments en faveur de l’héliocentrisme. En 1728, l’astronome anglais James Bradley a confirmé la théorie selon laquelle la Terre tourne autour du Soleil en découvrant ce que l’on appelle l’aberration de la lumière. Cette dernière désigne un léger brouillage de l’image d’une étoile d’un côté en raison du mouvement de l’observateur. Plus tard, la fluctuation annuelle de la fréquence des impulsions émises par les pulsars a été découverte, ainsi que l’effet Doppler pour les étoiles, qui prouve le changement périodique de la distance entre la Terre et ces objets spatiaux.

En 1821 et 1837, le scientifique russo-allemand Friedrich Wilhelm Struve a pu observer pour la première fois les parallaxes annuelles approximatives des étoiles, confirmant finalement l’idée du système héliocentrique du monde.

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Date de publication: 12-26-2023

Mettre à jour la date: 12-26-2023