L'Affaire Galilée

Auteur: Jérôme Lamy

Conception aristotélicienne

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Copernic (1473-1543)
Crédit : Bibliothèque de l'Observatoire de Paris. Remet en cause le modèle géocentrique du monde de Ptolémée et d'Aristote dans un ouvrage publié l'année de sa mort : le "De Revolutionibus orbium caelestium" où il propose un modèle héliocentrique du monde
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Ptolémée (v. 90 - v 168 après JC). Connu par ses ouvrages, notamment sa Composition mathématique ("Almageste", qui signifie le "Grand Livre").
Crédit : Bibliothèque de l'Observatoire de Paris
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Galilée (1564-1642)
Crédit : Bibliothèque / Observatoire de Paris

La conception aristotélicienne de l’Univers domine les représentations savantes depuis l’Antiquité. Il s’agit d’un Univers centré sur la Terre, le Soleil et les autres planètes tournant autour.

De plus, la structure de l’Univers relève d’une stricte bi-partition :

Cette manière d’envisager l’Univers domine toute l’Antiquité, même si elle est remaniée par Ptolémée notamment, et, sa conformité relative aux Evangiles permet de la maintenir comme théorie dominante, sinon exclusive, du monde pendant tout le Moyen Âge. Plusieurs penseurs, comme Nicole Oresme, Jean Buridan, semblent avoir bien cerné, dès la fin du Moyen Âge, les impasses d’une telle approche, sans toutefois remettre en question l’obstacle géocentrique.


Rupture copernicienne

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Les deux visions du monde : Modèle héliocentrique du monde de Copernic / Modèle géocentrique du monde de Ptolémée et d'Aristote
Crédit : ASM / Observatoire de Paris

C’est Nicolas Copernic, chanoine de Frombork, qui dans son ouvrage, De revolutionibus orbium coelestium, paru en 1513, peu de temps avant sa mort, introduit un système géocentrique.

Bien sûr l’hypothèse avait existé avant lui, Aristarque de Samos l’avait proposée dans l’Antiquité, mais Copernic propose un système complet et intelligible dans son ensemble. Il ne paraît pas toutefois remettre en cause la bipartition aristotélicienne de l’Univers ; ce qui devait malgré tout poser des problèmes très concret, notamment en ce qui concerne la trajectoire de la Lune autour de la Terre.

La diffusion de l’ouvrage de Copernic est plus importante qu’on l’a longtemps cru. Surtout, les autorités ecclésiastiques se sont très tôt méfiées de cet ouvrage, sans aller toutefois jusqu’à une mise à l’Index.

Finalement, ce sont les travaux observationnels de Galilée qui vont faire advenir la puissance subversive de l’écrit copernicien.

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Hypothèse cosmologique de Nicolas Copernic
Crédit : Bibliothèque / Observatoire de Paris
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Sytème d'Aristote : la terre au centre, les planètes tournent autour, le Soleil et la Lune aussi.
Crédit : ASM / Observatoire de Paris
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Sytème de Copernic : le Soleil au centre, les planètes tournent autour du Soleil, la Lune tourne autour de la Terre.
Crédit : ASM/ Observatoire de Paris

Eléments biographiques

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Crédit : Maarten Roos, LightCurveFilms
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Cosme II de Médicis (Florence, 1590- Florence, 1621). Grand Duc de Toscane. Galilée fut son précepteur de 1605 à 1608
Crédit : wikipédia

Galileo Galilei est né à Pise le 15 février 1564. En 1581, Galilée est inscrit à l’Université de Pise (dans la section des Arts Libéraux), comme élève de médecine. Il quitta l’Université sans avoir terminé ses études. Galilée s’intéresse aux mathématiques et se rend pour cela à l’Université de Florence.

A 26 ans, en 1589, Galilée obtient un premier poste de professeur de mathématiques à l’Université de Pise. Il n’y reste que trois ans mais se fait des ennemis en contestant les opinions scientifiques de certains de ses collègues plus anciens.

En 1592, il obtient un poste de professeur de géométrie et d’astronomie à l’Université de Padoue (qui dépend de la République de Venise). Il y restera jusqu’en 1610. En 1610, Galilée quitte Padoue pour Florence avec les titres de mathématicien et philosophe, titre accordé par le Duc de Médicis.


La lunette astronomique

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Galilée s'intéresse à la lunette au printemps 1609 et prend conscience du formidable pouvoir grossissant de cet outil. Avec un certain aplomb, il présente un exemplaire de la lunette à la République de Venise comme une invention personnelle mais quoiqu'il en dise, Galilée n'est pas l'inventeur de la lunette. Il a toutefois été le premier à l'introduire dans une démarche scientifique en systématisant les observations.
Crédit : Bibliothèque / Observatoire de Paris

On ne sait pas dans quelles circonstances exactes la lunette a été découverte.

On sait que dès le Moyen Age, les opticiens fabriquaient des lentilles de verre pour corriger les défauts de la vue. Pendant plusieurs siècles, la science se désintéresse de ces lentilles dont elle n’arrivait pas à expliquer le fonctionnement.

Ce n’est qu’à partir de la fin du 16e siècle que les choses commencent à changer :

D’abord grâce à l’italien Giovanni Battista Della Porta (1534/35 -1615) qui dans son ouvrage Magia naturalis (1589) dont une partie est entièrement consacrée à l’optique. La question des lentilles y est abordée


Propriétés des lentilles

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Kepler (1571-1630)
Crédit : Danielle Briot - Collection particulière
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Kepler
Crédit : Danielle Briot - Collection particulière

Ensuite grâce à Johannes Kepler qui publie en 1604 un ouvrage intitulé Ad Vittelionem paralipomena qui traite des phénomènes de la réfraction. Il donne pour la première fois l’explication exacte des propriétés des lentilles (une lentille permet de collecter la lumière émise par une source lumineuse. Elle facilite l’observation d’objets éloignés)

Il est probable que ce sont d’abord un artisan italien et reproduite (au tout début du 17e siècle) par des lunetiers des Pays-Bas dont le travail ne reposait sur aucune base théorique. Ils essayèrent de le présenter à des princes ou à des gouvernements en insistant sur les applications militaires que pouvaient receler les lunettes. Leur succès commercial est d’ailleurs assez médiocre. Les milieux cultivés restent indifférents à cette invention.

Della Porta et Kepler n’y prêtent d’ailleurs aucune attention.

Ce n’est qu’au printemps 1609 que Galilée commence à s’intéresser à la lunette. Il cherche, au mois d’août de la même année, à en reproduire une. Constatant son formidable pouvoir grossissant, il se propose (avec un certain aplomb) de la présenter comme une invention de son cru à la fin de la République de Venise pour en tirer un grand profit personnel.

Quoiqu’il en dise, Galilée n’est pas l’inventeur de la lunette, son mérite reste de l’avoir introduite dans le cadre d’une démarche scientifique en systématisant les observations.


Sidereus Nuncius

Citations

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Galilée observe la surface de la Lune avec sa lunette. Galilée remarque que la surface de l'astre n'est pas rigoureusement sphérique. Sa surface est accidentée, non uniforme et ressemble donc à la surface de la Terre. Il écrit ainsi que « presque au centre de la Lune se trouve une cavité plus grande que toute autre et parfaitement circulaire. La comparaison avec la Terre est directe et il s'agit d'une remise en cause explicite des thèses aristotéliciennes sur la bipartition du monde. La Lune est censée appartenir au monde supralunaire et ne peut donc avoir un aspect semblable à celui de la Terre qui, elle, appartient au monde sublunaire.
Crédit : Bibliothèque / Observatoire de Paris
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Photographie du livre conservé à la Bibliothèque de l'Observatoire de Paris
Crédit : Bibliothèque / Observatoire de Paris
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La Lune observée avec une lunette
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Galilée observe le ciel avec sa lunette et découvre de nombreuses étoiles inconnues jusque là
Crédit : Bibliothèque / Observatoire de Paris

« Ce sont de grandes choses que, dans ce court traité, je propose aux regards et à la réflexion de tous les observateurs de la nature : grandes, bien sûr, par leur excellence propre et leur nouveauté sans exemple, mais surtout à cause de l’instrument grâce auquel elles se sont manifestées à nous.

Il est certes important d’ajouter à la foule des étoiles fixes que les hommes avaient pu, jusqu’à maintenant, observer à l’œil nu, d’autres étoiles innombrables, et d’offrir au regard leur spectacle, précédemment caché : leur nombre dépasse de plus de dix fois celui des étoiles anciennement connues.

Et c’est une vision magnifique et plaisante que celle du globe de la lune, éloigné de nous d’environ soixante rayons terrestres, et vu néanmoins d’aussi près que s’il n’était distant que de deux de ces unités de longueur. (...)

Chacun peut se rendre compte avec la certitude des sens, que la lune est dotée d’une surface non point lisse et polie, mais faite d’aspérités et de rugosités , et que tout comme la face de la terre elle-même, elle est toute en gros renflements, gouffres profonds et courbures.

Ce n’est pas, à mon avis, un mince résultat que d’avoir mis fin à des controverses concernant la Galaxie ou Voie Lactée et d’en avoir rendu l’essence manifeste, non seulement aux sens, mais à l’intellect ; et c’est chose plaisante et magnifique, que d’avoir en outre montré du doigt la substance de certaines étoiles, qualifiées jusqu’à présent de nébuleuses par tous les astronomes, substance qui se révèle toute différente de ce qu’on croyait.

Mais ce dont la portée est bien au-delà de toute surprise et admiration et m’a par-dessus tout déterminé à réclamer l’attention de tous les astronomes et philosophes, c’est certes notre découverte de quatre planètes demeurées inconnues et invisibles à tous nos prédécesseurs, planètes qui accomplissent leur révolution autour d’une grosse étoile déjà connue, tout comme Vénus et Mercure autour du soleil et qui sont tantôt en avance et tantôt en retard sur elle, sans que leur digression dépasse jamais certaines limites. Tout cela a été découvert et observé récemment au moyen de la lunette, que j’avais inventé par une illumination préalable de mon esprit par la Grâce Divine ».

Galilée, Sidereus Nuncius , trad. de E. Namer, Paris : Gauthier-Villars, 1964, p. 116.


Sidereus Nuncius

Citations

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Photographie du "Sidereus Nuncius" 1610. Galilée a très vite compris que ses observations constituaient des arguments majeurs pour défendre la théorie de Copernic. Il décide donc de les faire connaître à la communauté savante. Dès 1610, il fait imprimer à Venise un opuscule qui présente ses travaux. Le 12 mars 1610 paraît donc le Siderius Nuncius (Le Messager céleste). L'ouvrage est rédigé en latin car il est destiné à la communauté scientifique.
Crédit : UFE / Observatoire de Paris

« Il faut signaler aussi la différence d’aspect entre les planètes et les fixes. Les planètes, en effet, s’offrent au regard comme des globes délimités par des cercles parfaits et ont l’apparence de petites lunes circulaires et lumineuses en tous leurs points. Au contraire, les étoiles ne se présentent pas comme limitées par des circonférences de cercle, mais comme des noyaux de lumière qui rayonnent et scintillent dans toutes les directions ; à la lunette, elles ont la même forme qu’à l’œil nu, mais sont grossies de façon telle qu’une petite étoile de cinquième ou sixième grandeur semble égaler la plus grosse des étoiles fixes, le Chien. Mais, au-dessous de la sixième grandeur, on voit à la lunette des étoiles en nombre à peine croyable, qui avaient jusqu’ici échappé à l’observation faite à l’œil nu ; on peut y discerner plus de six nouveaux seuils de grandeur ; les plus brillantes que nous pouvons définir comme de septième grandeur (ou de première grandeur dans le domaine de l’invisible), apparaissent, à la faveur de la lunette, comme plus grosses et plus brillantes que les étoiles de deuxième grandeur vues à l’œil nu ».

Galilée, Sidereus Nuncius, trad. de E. Namer, Paris : Gauthier-Villars, p. 139.

« Je veux noter aussi un fait que j’ai observé, non sans un certain émerveillement : presque au centre de la Lune se trouve une cavité plus grande que toute autre et parfaitement circulaire (...) : dans son obscurcissement et dans son illumination, elle présenterait le même aspect que celui de la Terre dans une région comparable à la Bohème , si cette région était de tous côtés entourés de hautes montagnes et disposée en cercle parfait. Dans la lune, en effet, la cavité est entourée de cimes si élevées que la région extrême, attenante à la partie ténébreuse, se voit illuminée par les rayons solaires, avant que la ligne de partage entre la lumière et l’ombre atteigne le diamètre de la figure elle-même (...) ».

Galilée, Sidereus Nuncius, trad. de E. Namer, Paris : Gauthier-Villars, p. 73 sq.

« En outre, nous tenons un argument excellent et lumineux pour ôter tout scrupule à ceux qui, tout en acceptant tranquillement la révolution des Planètes autour du Soleil dans le système copernicien, sont tellement perturbés par le tour que fait la seule Lune autour de la Terre –tandis que ces planètes accomplissent toutes deux une révolution annuelle autour du Soleil-, qu’ils jugent que cette organisation du monde doit être rejetée comme une impossibilité. Maintenant, en effet, nous n’avons plus une seule Planète tournant autour d’une autre pendant que deux parcourent un grand orbe autour du Soleil, mais notre perception nous offre quatre Etoiles errantes, tandis que toutes poursuivent ensemble avec Jupiter, en l’espace de douze ans un grand orbe autour du Soleil ».

Galilée, Sidereus Nuncius, trad. de E. Namer, Paris : Gauthier-Villars, p. 164.


"Dialogue sur les deux mondes"

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Dialogue sur les deux grands systèmes du monde, de Galilée, 1632. Le livre présente trois interlocuteurs discutant pendant quatre jours du système aristotélicien et du système copernicien.
Crédit : Bibliothèque / Observatoire de Paris

« Voici l’autre observation : quand on n’ignore pas totalement la perspective, du changement apparent des figures et des vitesses du mouvement, il faut conclure que les tâches sont contiguës au corps solaire et que, touchant sa surface, elles se meuvent avec lui ou sur lui (…). A preuve, leur mouvement : il paraît très lent au bord du disque solaire et plus rapide vers le centre ; autre preuve encore, la forme des taches : au bord de la circonférence elle paraissent beaucoup plus étroites qu’au centre ; c’est qu’au centre on les voit en majesté, telles qu’elles sont vraiment, alors que près de la circonférence, quand se dérobe la surface du globe, on les voit en raccourci ».

Galilée, Dialogue sur les deux grands systèmes du monde, Paris : Le Seuil, 1992, p. 153.


Premières observations

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Galilée présente sa lunette à Venise
Crédit : Danielle Briot - Collection particulière
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Observations des satellites de Jupiter
Crédit : Bibliothèque / Observatoire de Paris
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Observations des satellites de Jupiter
Crédit : Bibliothèque / Observatoire de Paris
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Observation des étoiles
Crédit : Bibliothèque / Observatoire de Paris

Les premières observations astronomiques de Galilée se déroulent entre 1609 et 1610.

Galilée constate que la surface de la Lune n’est pas rigoureusement sphérique : elle est accidentée, non uniforme et par conséquent ressemble à la surface de la Terre. Ceci remet en cause la thèse Aristotélicienne de la perfection céleste (cette perfection devait se traduire par la forme parfaitement sphérique des astres) et de la division entre un monde sublunaire imparfait et un monde supralunaire incorruptible. 

Galilée parvient à observer les satellites de Jupiter. La toute première découverte date du 7 janvier 1610 ; durant une observation de Jupiter, Galilée voit trois astres nouveaux dans le voisinage de la planète. Le jour suivant il retrouve les 3 astres dans une position différente. Le 11 janvier il ne voit plus que 2 astres et le 14, il en observe 4.

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Dans son ouvrage le Sidereus Nuncius (Le Messager Céleste) publié en 1610, Galilée expose, sous la forme d’une narration accompagnée de dessins, qu’une lunette lui a permis d’observer jour après jour la planète Jupiter et son voisinage. Le récit commence la nuit du 7 janvier 1610 ; l’observation est faite depuis la ville de Padoue en Italie à 19H. Il explore le ciel aux abords de la planète. Jupiter est représenté par un cercle et ses satellites par des étoiles.
Crédit : UFE / Observatoire de Paris

Sa conviction est faite : ce sont des astres errants, en révolution autour de Jupiter, ce sont des satellites de Jupiter. C’est une importante objection anticopernicienne qui tombe : les opposants au chanoine polonais remarquaient que si tous les astres tournaient autour du Soleil, on ne comprenait pas pourquoi la Lune ferait exception en tournant autour de la Terre. La situation change évidemment avec la découverte des satellites de Jupiter.

Plus généralement encore, cette observation montre qu’il n’y a pas qu’un seul centre de rotation dans l’univers. Galilée baptise ces satellites de Jupiter, planètes médicéennes en l’honneur du Grand Duc de Toscane, Cosme II de Médicis (et de ses trois frères) au service duquel il espère être engagé.

Galilée découvre que certaines étoiles ne sont pas visibles à l’œil nu. À travers la lunette, les étoiles demeurent des sources lumineuses ponctuelles, alors que les planètes se présentent l’aspect d’un petit disque.


Taches Solaires

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Taches solaires observées par Galilée en 1610
Crédit : Bibliothèque / Observatoire de Paris
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Dans le Sidereus Nuncius : taches solaires observées par Galilée en 1610
Crédit : Bibliothèque / Observatoire de Paris

Galilée découvre également les taches solaires et observe leur changement de forme. Il convient de noter que Galilée n’est pas le premier à observer les taches solaires, ni même à affirmer qu’elles ne sont pas des obstacles interposés entre nous et le Soleil, mais qu’elles appartiennent au corps même de l’astre. Au moins trois astronomes l’ont légèrement devancé : Thomas Harriot (1560-1621), Christophe Scheiner (1575-1650) et Johann Fabricius (1587-1615). Il est probable que la priorité des observations revienne à Harriot, mais Fabricius est le premier à publier et à donner une interprétation correcte du phénomène : la préface de son opuscule sur les taches solaires est datée du 13 juin 1611, et le livre est imprimé à l’automne de la même année ; puis viennent les Lettres sur les taches solaires de Scheiner, puis celle de Galilée, publiées en 1613.

Il n’en demeure pas moins que la rigueur et la clarté de la démonstration de la nature solaire des taches présentée par Galilée font des Lettres concernant les taches solaires un des meilleurs écrits du physicien. Galilée y prouve notamment que les taches ne peuvent être dues à des petites planètes (comme le pensait Scheiner) mais qu’elles sont sinon à la surface même du Soleil, en tout cas très près de celle-ci, comme on peut s’en convaincre en les observant accompagner le Soleil dans sa rotation, changer progressivement de forme s’amenuiser – par un effet de perspective - avant de disparaître derrière l’astre.

C’est dans ces Lettres que Galilée affiche pour la première fois par écrit ses convictions héliocentriqueshéliocentriques.

Une nouvelle fois, le monde céleste n’est pas immuable et connaît des changements, des évolutions. Aristote et les Écritures peuvent être mis en défaut. Rien ne s’oppose donc à l’adoption du système de Copernic.


portée révolutionnaire

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Galilée présente sa lunette à Venis
Crédit : Danielle briot - collection particulière
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Phases de Vénus
Crédit : Bibliothèque / observatoire de Paris

Très vite, Galilée se rend compte de la portée révolutionnaire de ses premières observations. Il se rend à Venise en janvier 1610 pour y faire imprimer sans délai un opuscule qui présente ses travaux. Le 12 mars 1610 paraît donc le Siderius Nuncius (Le Messager céleste). L’ouvrage est rédigé en latin car il est destiné à la communauté scientifique.

Galilée poursuit ses observations astronomiques sur un rythme accéléré. Il observe notamment l’étrange aspect de Saturne (la plus éloignée des planètes alors connues) qui paraissait –dans les lunettes de l’époque- être constituée par trois étoiles.

Dans le même temps il découvre les phases de Vénus parfaitement semblables à celles de la Lune. Le temps semble lui manquer pour donner à ces découvertes une forme rigoureusement scientifique. Galilée communique donc (à Johannes Kepler et à Julien de Médicis) ses découvertes sous la forme d’anagrammes.

C’est là un moyen de s’assurer la priorité de ses observations tout en différent leur exposé complet et en se donnant le temps de les affiner et de les contrôler. Le procédé était propre aussi à augmenter l’impact des découvertes en les entourant de mystère, en mettant à l’œuvre l’ingéniosité en piquant la curiosité et suscitant le désir de voir dévoilés à la fois le sens du message et une partie inconnue du monde.

Les anagrammes concernant Saturne et Vénus étaient ainsi conçus :

Anagrammes

« Salve umbistineum geminatum Martias » Salut descendance de Mars au double nombril

« Altissimum planetam tergeminum observavi » J’ai observé une planète très lointaine et composée de trois parties

« Haec immatura e me iam frustra leguntur o y » En vain j’ai cueilli ces fruits verts (plus les voyelles o et y)

« Cynthiae figuras aemulatur mater amorum » La mère des amours imite les phases de la lune

Galilée, Œuvres complètes, T. X, p. 474.


Lettre de Paolo Guardo

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César Cremoninus (1550-1631)
Crédit : DP- Wikipédia
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Giovanni Antonio Maginus (Magini) (1555-1617)
Crédit : DP- Wikipédia

Citation

« On était au sommet de Janicule, près des portes de la cité (…) où, dit-on, s’était dressée un jour la maison du poète Martial et qui est maintenant la propriété du Très Révérend Malavasia. Avec cet instrument, nous vîmes le palais du très illustre duc Altemps sur les collines de Toscane, si distinctement que nous avons aisément compter chacune de ces fenêtres, même la plus petite ; et la distance est de seize milles italiens. Du même endroit, nous avons lu les inscriptions sur la galerie que Sixtus a construite dans le Latran pour les bénédictions si clairement que nous distinguons même les points de ponctuation creusés entre les lettres à une distance d’au moins deux milles ».

Julius Caesar La Galla, De phaenomenis in orbe lunae novi telescopii usa a D. Galileo Galilei nunc iterum suscitatis physica disputatio, Venise, 1612, p. 8.

Toutefois, Galilée doit aussi faire face à une grande défiance et à d’âpres critiques.

Les objections les plus intéressantes sont celles formulées par ceux qui niaient la validité des découvertes accomplies au moyen de la lunette. Le plus virulent fut l’aristotélicien Cesare Cremonini (v. 1550-1631) qui avait été collègue et ami de Galilée à l’université de Padoue. Il persista avec une telle obstination à défendre les sphères célestes, qu'il n’éprouva même pas le besoin d’engager une polémique avec Galilée à propos des découvertes révolutionnaires de ce dernier. On peut se reporter au passage d’une lettre du 29 juillet 1611 adressée à Galilée par Paolo Gualdo, connaissance commune des deux adversaires (et amis) qui lui raconte la visite qu’il venait de faire à Cremonini.

Citation

« Je suis donc allé dernièrement chez M. Cremonini, et, venant à parler de Votre Seigneurie, je lui dis en manière de plaisanterie : M. Galilée attend avec impatience que paraisse l’ouvrage de Votre Seigneurie. Il me répondit : Il n’a pas lieu de s’impatienter, car je ne fais aucune allusion à ses récentes observations. Je répondis : Je crois qu’il est le seul à avoir vu quelque chose, et d’ailleurs ces observations à travers des lunettes me font tourner la tête. Il suffit, je ne veux plus en entendre parler ».

Lettre de Paolo Gualdo à Galilée, 29 juillet 1611.

Un des opposants à ces découvertes de Galilée est Antonio Magini (1555-1617), titulaire de la chaire de mathématiques de l’Université de Bologne. Galilée se rend à Bologne pour convaincre son collègue. Voici ce que nous dit Martin Horky de Lochovic (très proche de Magini) de cette rencontre. (Il s’agit d’une lettre à Kepler)

Citation

« Galileo Galilei , mathématicien de Padoue, vint nous voir à Bologne et il apporta cette lunette à travers laquelle il a vu quatre planètes imaginaires. Quant à moi, le 24 et 25 avril, je n’ai dormi ni le jour ni la nuit, mais j’ai essayé l’instrument de Galilée mille fois et de mille façons, aussi bien pour considérer les objets terrestres que ceux célestes. Pour les objets terrestres, la lunette fait merveille. Pour les objets célestes, elle se trompe, car certaines étoiles fixes y apparaissent doubles. Je peux produire les témoignages d’hommes très distingués et de savants les plus connus (...) tous ont avoué que l’instrument de Galilée donne une vision fausse. Mais Galilée garda le silence, et le 26 il prit tristement congé de l’illustrissime Dr Magino »

Lettre de Martin Horky de Lochovic à Johannes Kepler, 1610.


Controverses

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Christophorus Clavius (1538-1612)
Crédit : Bibliothèque / Observatoire de Paris
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« On peut voir grâce à cet instrument beaucoup plus d’étoiles qu’à l’œil nu (…) ».
Crédit : Bibliothèque / Observatoire de Paris
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Crédit : Bibliothèque / observatoire de Paris
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Giovanni-Antonio Magini (1555-1617)
Crédit : DP- Wikipédia
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Giambattista della Porta (1535-1615)
Crédit : DP- Wikipédia

Le père Clavius (1537-1612), célèbre professeur de mathématiques au Collège romain croyait lui aussi que les découvertes de Galilée n’étaient qu’une illusion due aux lentilles.

Voici ce que Cigoli écrit à Galilée le 1er octobre 1610 :

Citation

« (…) et Clavius, le premier, dit à un de mes amis, au sujet des quatre étoiles, qu’il y avait là de quoi rire et qu’il faudrait d’abord faire une lunette qui les fabriquât puis les montrât ensuite, et que si Galilée avait son opinion, il garderait quant à lui la sienne ».

Citation

« On peut voir grâce à cet instrument beaucoup plus d’étoiles qu’à l’œil nu (…) ».

Clavius, Opera mathematica, 1611, t. III, p. 75.

Par la suite Clavius et Magini (1555 -1617) feront amende honorable. En fait, la plupart du temps, ces objections venaient du fait que les lentilles utilisées n’étaient pas de bonne qualité.

Une autre objection portait sur le fait que nombre de savants pensaient que seule la vision directe était capable de nous faire appréhender le réel. Cette remarque était dictée non par un manque de confiance dans les expériences, mais par un excès de confiance dans les sens.

Pour vaincre ce type d’objection, Galilée devait, par un raisonnement philosophique, montrer l’absurdité qu’il y avait à considérer que le témoignage de nos yeux constituait un critère infaillible de la réalité.

Citation

« En outre, qui voudra affirmer que la lumière des planètes Médicées n’arrive pas jusqu’à la Terre ? Prétendons-nous encore faire de nos yeux la mesure de l’expansion de toutes les lumières, si bien que là où les images des objets lumineux ne nous sont pas perceptibles, nous devions affirmer que leur rayonnement n’arrive pas ? Il se peut que les aigles et les loups-cerviers voient des étoiles qui, à notre faible vue demeurent cachées ».

Galilée, Œuvres complètes, T., XI, p. 115.


Lettre de Kepler

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Observations des satellites de Jupiter par Galilée
Crédit : Bibliothèque / observatoire de Paris
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Les 4 satellites galiléens de Jupiter - Tailles respectives/
Crédit : NASA
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Les 4 satellites galiléens de Jupiter - Détail des surfaces
Crédit : NASA
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Johannes Képler (1571 - 1630)
Crédit : Bibliothèque / observatoire de Paris

Une fois admis qu’il pouvait exister une perception visuelle plus aiguë que celle de l’homme, Galilée en vint à faire admettre qu’un instrument comme la lunette pouvait, non pas déformer, mais augmenter les capacités de perception. On peut s’interroger sur la manière dont les découvertes de Galilée ont été reçues par les plus grandes autorités scientifiques du 16e siècle que sont d’une part Kepler et d’autre part le Collège Romain. Kepler se tient tout d’abord sur la réserve.

Citation

« Je ne veux pas vous cacher qu’un bon nombre d’Italiens ont envoyé des lettres à Prague, affirmant qu’ils n’avaient pu voir ces étoiles [les lunes de Jupiter] avec votre lunette. Or, si j’observe ce qui m’arrive parfois, je ne considère pas du tout comme impossible qu’une seule personne puisse voir ce que des milliers n’ont pu voir (…). Cependant, je regrette que la confirmation par les autres prenne autant de temps à se montrer (…). Alors, je vous en conjure, Galilée, donnez-moi des témoins dès que possible (…) ».

Lettre de Johannes Kepler à Galilée, 9 août 1610

Citation

« Ami lecteur, c’est pour toi que j’ai décidé de rendre publique ces quelques observations hâtives afin que, soit sur la foi de mes déclarations et des témoignages que j’apporte, tu en viennes à renoncer complètement au doute et à reconnaître la vérité qui s’offre ouvertement à toi, soit que tu fasses des observations toi-même, avec un bon instrument qui te permette de voir par toi-même la réalité des choses ».

Johannes Kepler, Narratio de observatis a se quattuor Jovis satellibus erronibus, Francfort, 1611.

Pour le Collège romain, Galilée souhaitait qu’il prenne position publiquement. Il souhaite faire un voyage à Rome, au début de l’année 1611. Il fut reçu par des cardinaux et par le pape Paul V.

Le prince Federico Cesi (1585-1630), un des personnages les plus influents du monde scientifique romain, l’honore en le nommant membre de l’Académie des Lynx (des Lynx) qu’il avait fondé en 1603. Cette académie étudie les mathématiques, la physique et l’histoire naturelle. Enfin, l’accueil chez les Jésuites fut chaleureux.

La publication des découvertes de Galilée marque le premier succès du savant italien. La suite de sa carrière va s’organiser autour de sa prise de position en faveur du système de Copernic

Il est probable que Galilée ait adhéré au système Copernicien dès 1595.


La position initiale de l'Église catholique

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Pape Paul V (pontife de 1605 à 1621). Le Saint-Office à Rome se penche sur les activités de Galilée en 1615. Le "De Revolutionibu" de Copernic est mis à l'index en 1615. Le pape Paul V convoque Galilée à Rome et lui demande de ne pas diffuser les thèses du chanoine polonais, ce que l'astronome italien va faire pendant sept ans.
Crédit : DP- Wikipédia
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Andreas Osiander (1498 - 1552)
Crédit : DP- Wikipédia

A la Fin du 17e siècle, l’Église catholique n’avait toujours pas adopté de position tranchée sur le système héliocentrique. Elle avait au contraire adopté un point de vue très subtil permettant de concilier modernité et tradition.

L’Eglise maintient une distinction claire entre la réalité et les constructions mathématiques destinées uniquement à décrire les faits observés et non la réalité. Cette distinction préservait les théories d’Aristote (conformes aux Ecritures) tout en permettant un progrès scientifique relatif.

L’Eglise établit aussi une hiérarchie de fait entre la physique (philosophie naturelle) qui étudiait la réalité et les mathématiques qui élaboraient des modèles pour décrire les seuls faits observés.

Officiellement, la théorie de Copernic n’était donc qu’un simple modèle mathématique sans rapport avec la réalité. Ce point de vue semblait d’ailleurs partagé par l’éditeur de Copernic. Osiander avait rédigé une préface qui réduisait le système de Copernic à une simple spéculation mathématique. Jugé inoffensif le nouveau système (dont la complexité pouvait être décourageante), a même été présenté aux étudiants de certaines universités catholiques.

bibliographieDe Revolutionibus Orbium Coelestium


Les origines polémiques de l'affaire

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Crédit : Danielle briot - Collection particulière
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L'ouvrage de Galilée, "Sidereus Nuncius", en français "Le messager céleste"
Crédit : Bibliothèque / Observatoire de Paris

Rappelons que lorsque Galilée arrive à Florence il a le titre de mathématicien et de philosophe. C’est d’ailleurs lui qui a expressément demandé au Duc de Médicis de rajouter le titre de philosophe à celui de mathématicien. Dès lors, les théories de Galilée ne pourront plus se cacher derrière les modèles mathématiques.

Après la publication du Messager Céleste, certaines critiques faites à Galilée portent sur la contradiction du modèle copernicien (qu’il défend de manière au moins implicite dans son ouvrage) avec les Saintes Ecritures.

Citation

« Alors Josué parla au Seigneur en ce jour ou le Seigneur avait livré les Amorites aux fils d’Israël et dit en présence d’Israël : « Soleil, arrête-toi sur Gabaon Lune, sur la vallée d’Ayyalôn ! » Et le Soleil s’arrêta et la lune s’immobilisa jusqu’à ce que la nation fut vengée de ses ennemis. (…). Le Soleil s’immobilisa au milieu des cieux et il ne se hâta pas de se coucher pendant près d’un jour entier ».

Livre de Josué, 10-12 et 10-13

Dans le Livre de Josué, Josué aide les habitants de Gabaon à lutter contre les rois amorites. Les troupes de ces derniers fuient. Et c’est au Soleil que le prophète Josué ordonne de suspendre sa course, non à la Terre.

Galilée utilise un argument d’une grande habileté : Pour lui, Dieu parle aux hommes à travers deux grands livres : les Saintes Écritures (d’une part) et le livre ouvert de la Nature (d’autre part).

Les Saintes Ecritures sont destinées à être lues par les hommes et sont nécessairement adaptées à l’intelligence limitée des hommes. Autrement dit, Dieu y a fait acte de vulgarisation. Elles donnent donc lieu à des interprétations erronées.

Ainsi quand les Écritures et la Science semblent être en contradiction, c’est à la science qu’il faut donner raison.

Bien sûr, tous ces arguments ne font qu’amplifier la polémique. En mars 1615, suite à une dénonciation, le Saint-Office ouvre un dossier sur les agissements de Galilée. Le 3 mars 1616, l’ouvrage de Copernic, le est mis à l’index. Si Galilée n’est pas mentionné, cette mise à l’Index le concerne directement. À la demande du pape, Paul V, Galilée est convoqué à Rome où on lui demande de ne pas diffuser ou soutenir les théories de Copernic.

Galilée se soumet et, pendant 7 ans, sans pour autant négliger ses travaux scientifiques, il respecte l’interdit.


L'élection d'un nouveau pape et la rédaction du Dialogue

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Urbain VIII (pontife, - de 1623 à 1644)
Crédit : DP- Wikipédia

En 1623, le cardinal Barberini est élu pape (sous le nom d’Urbain VIII). C’est un ancien soutien de Galilée. Il autorise Galilée à publier un ouvrage exposant les deux systèmes astronomiques, celui d’Aristote et celui de Copernic.

Galilée a dû prendre deux engagements :

Le livre de Galilée s’intitule "Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo", (Dialogue sur les deux grands systèmes du monde). Le manuscrit est achevé en 1629 et finalement imprimé à Florence en 1632.

Galilée lui a donné une forme particulière ; puisque le livre présente trois interlocuteurs discutant pendant quatre jours du système aristotélicien et du système copernicien.

Simplicio est le nom d’un ancien commentateur d’Aristote alors que Sagredo et Salviati sont les noms de deux amis de Galilée, décédés lorsqu’il rédige son ouvrage.

La forme de l’ouvrage (la mise en scène d’un dialogue) et l’utilisation de l’italien (et non du latin comme c’était l’usage pour un texte scientifique), traduisent la volonté de Galilée d’être lu et compris par le plus grand nombre.


Dialogue sur les deux Mondes

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Le dialogue sur les deux Mondes - Galilée
Crédit : Bibliothèque / Observatoire de Paris

Citation

« Enfermez-vous avec un ami dans la plus grande cabine sous le pont d’un grand navire et prenez avec vous des mouches, des papillons et d’autres petites bêtes qui volent ; munissez-vous aussi d’un grand récipient rempli d’eau avec de petits poissons ; accrochez aussi un petit seau dont l’eau coule goutte à goutte dans un autre vase à petite ouverture placé en dessous. Quand le navire est immobile, observez soigneusement comme les petites bêtes qui volent vont à la même vitesse dans toutes les directions de la cabine, on voit les poissons nager indifféremment de tous les côtés, les gouttes qui tombent entrent toutes dans le vase placé dessous ; si vous lancez quelque chose à votre ami, vous n’avez pas besoin de jeter plus fort dans une direction que dans une autre lorsque les distances sont égales (…). Quand vous aurez soigneusement observé cela, bien qu’il ne fasse aucun doute que les choses doivent se passer ainsi quand le navire est immobile, faites aller le navire à la vitesse que vous voulez ; pourvu que le mouvement soit uniforme, sans balancement dans un sens ou dans l’autre, vous ne remarquerez pas le moindre changement dans tous les effets qu’on vient d’indiquer ; aucun ne vous permettra de vous rendre compte si le navire est en marche ou immobile (…) ».

Galilée, Dialogue sur les deux grands systèmes du monde, Paris : Le Seuil, 1992,, pp. 316-317.

Il s’agit notamment, dans cette partie, de réfuter les arguments anticoperniciens contre le mouvement de la Terre. L’un d’eux est que l’on voit les corps tomber verticalement et non obliquement. Parmi tous les exemples donnés par Galilée, il en est un qui est très pittoresque. Le savant italien invite le lecteur à se placer dans une cabine de bateau, à observer les poissons dans le bocal emporté à bord, à laisser couler de l’eau goutte à goutte, à regarder les mouches voler. Tout cela se passe aussi facilement si le bateau avance ou s’il est immobile au port. La conclusion est simple : aucun phénomène ne permet de déceler le mouvement auquel tout l’ensemble participe.

Galilée (dans cette Troisième journée) discute notamment de l’arrangement de l’ensemble des astres, de la structure de l’univers. Il conçoit un monde fini qui a un centre. Il existe une « sphère de l’univers ». Pour placer les planètes, la Terre et le Soleil : il considère que le plus simple est de faire tourner Mercure et Vénus près du Soleil, puis Mars, Jupiter, Saturne. Vaut-il mieux mettre la Terre ou le Soleil au centre ? Les arguments décisifs sont de l’ordre du raisonnement : l’arrangement le meilleur et le plus simple est aussi le plus probable, respectant une progression dans la durée de révolution, depuis Mercure, le plus rapide jusqu’aux étoiles qui sont immobiles comme le Soleil. Pour Galilée, Copernic a admirablement anticipé par sa théorie ce que l’observation a confirmé. Il a agi non comme un « astronome calculateur », (qui sauve les apparences en rendant compte des phénomènes par morceaux), mais comme un « astronome philosophe » qui tient à respecter une proportion d’ensemble.


La théorie des marées

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D'un point de vue géopolitique, le pape est dans une position délicate.
Crédit : Maarten Roos, LightCurveFilms

Le pape prend connaissance du contenu de l’ouvrage et ordonne des mesures immédiates contre la diffusion du livre. Ces mesures ont un effet immédiat limité puisque, quand les inquisiteurs arrivent chez l’imprimeur à Florence, les livres ont déjà quitté l’atelier. Pourquoi le pape a-t-il brusquement changé d’attitude ?

D’abord parce qu’il s’est senti, à juste titre d’ailleurs, trahi par son ancien protégé, Galilée. Ce dernier n’a pas respecté les engagements pris. L’ouvrage n’a pas été publié à Rome mais à Florence. EnPin, Le Dialogue ne présente pas une vision objectif et contradictoire des deux systèmes cosmologiques, mais un plaidoyer en faveur du système copernicien. Les partisans d’Aristote sont tournés en ridicule. Certains ennemis de Galilée prétendront même que le personnage de Simplicio n’est qu’un simplet censé caricaturer le pape.

Ensuite parce que le pape se trouve dans une situation politique difficile :

Citation

« Contre l’alliance entre l’Espagne et l’empereur qui menaçait de submerger l’Europe sous l’hégémonie des Habsbourg, [Urbain VIII] avait appuyé la politique française (...) en soutenant l’intervention française en Italie dans la guerre pour Mantoue et le duché du Montferrat, allant jusqu’à intervenir au printemps de 1631 en faveur de l’accord entre le roi de France, le duc de Bavière (...), et les victorieuses milices protestantes de Gustave Adolphe. L’Espagne et l’empereur lui ayant demandé de se mettre à la tête d’une ligue des Etats catholiques, il répondit qu’il s’agissait là d’un conflit politique et non religieux et qu’on ne pouvait pas lier le sort de l’Eglise à des mouvement de caméra sur un grand plan de l’Europe, ou un globe? intérêts dynastiques. (...) Ce n’était pas seulement son ressentiment personnel qui poussait le pape à exiger cette condamnation mais bien la défense de sa dignité et de son autorité, et en même temps la soumission à la discipline catholique, aux décrets de l’Eglise, le zèle des hommes et des institutions de la Contre-Réforme, et aussi sa volonté absolue de régner sur la culture et sur la science ».

A. Banfi, Galileo Galilei, Milan : Bibliothèque ambrosienne, 1949, pp. 198-199.

Les Jésuites l’accusent d’être laxistes envers ceux qui propagent les idées dangereuses pour la religion. Le pape était également ouvertement accusé par le roi d’Espagne de complaisance avec les ennemis de la religion. Le roi d’Espagne était en guerre contre les princes protestants (Guerre de Trente Ans). Le pape avait, jusqu’ici mené une politique pro-française se trouvait dans une position délicate quand, en 1631, Richelieu fait alliance avec la Suède protestante. Rappelons que le pape est avant tout un chef religieux et politique. Les Espagnols soutenus par les Jésuites possèdent des appuis puissants à Rome. Le pape se devait donc de montrer sa détermination et opposer un démenti clair à ses détracteurs.

L’affaire Galilée lui en fournit l’occasion.


Un procès particulier

Si la condamnation de Galilée est un geste politique habile et inévitable, Urbain VIII ne va pas abandonner complètement son protégé. Le pape va faire en sorte que la condamnation ne soit pas trop lourde. En tant qu’accusé, Galilée eut droit à des égards particuliers puisqu’il ne fut pas arrêté. Le pape a confié la procédure à une commission d’instruction habilement constituée : elle ne comprenait qu’un seul jésuite qui servait de caution et était présidée par son neveu. Galilée avait été également assuré de la bienveillance de cette commission.

Cette dernière n’a retenu qu’un seul véritable chef d’accusation :

Galilée n’a pas respecté l’interdiction qu’il a reçue en 1616. La sentence tombe le 22 juin 1633 : l’ouvrage est prohibé et Galilée doit abjurer ses erreurs et sera désormais assigné à résidence (dans sa maison de campagne, près de Florence). Galilée se soumet. Voici le texte de l’abjuration de Galilée

Citation

« Moi, Galileo Galilei, fils de feu Vincenzo Galilei de Florence, âgé de soixante-dix ans, comparaissant en personne devant ce Tribunal. Je jure que j’ai toujours cru, que je crois à présent, et que, avec la grâce de Dieu, je continuerai à l’avenir de croire tout ce que la Sainte Eglise catholique, apostolique et romaine, tient pour vrai, prêche et enseigne ; Mais parce que, après que le Saint Office m’eut notifié l’ordre de ne plus croire à l’opinion fausse que le Soleil est le centre du monde et qu’elle se meut, et de ne pas maintenir, défendre ni enseigner, soit oralement, soit par écrit, cette fausse doctrine ; après avoir notifié que ladite doctrine était contraire à la Sainte Ecriture ; parce que j’ai écrit et fait imprimer un livre dans lequel j’expose cette doctrine condamnée, en présentant en sa faveur une argumentation très convaincante, sans apporter aucune solution définitive ; j’ai été, de ce fait, soupçonné véhémentement d’hérésie, c’est-à-dire d’avoir maintenu et cru que la Terre n’est pas au centre et se meut. Pour ce, voulant effacer dans l’esprit de Vos Eminences et de tout chrétien fidèle ce soupçon véhément, à juste titre conçu contre moi, j’abjure et je maudis, d’un cœur sincère et avec une foi non simulée, les erreurs et les hérésies susdites, et en général toute autre erreur, hérésie, et autre entreprise contraire à la Sainte Eglise ; je jure à l’avenir de ne plus rien dire ni affirmer de voix, et par écrit, qui permette d’avoir de moi semblables soupçons, et s’il devait m’arriver de rencontrer un hérétique ou présumé tel, je le dénoncerais à ce Saint Office à l’inquisiteur ou à l’ordinaire de mon lieu de résidence ».

Galilée, Œuvres complètes, T. XIX, p. 407.

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Crédit : Maarten Roos, LightCurveFilms
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Le procès de Galilée
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