Le role central du Soleil

La vision héliocentrique de Copernic a permis à Kepler de déterminer précisément l'orbite de Mars.

Mesure de l'orbite de Mars

Faire tourner Mars autour du Soleil permet de reconstruire totalement son orbite.

Crédit : Bibliothèque de l'Observatoire de Paris et ASM

Un autre centre

Galilée, ayant acquis une lunette précise (pour l'époque), l'a tournée vers le ciel. Il a remarqué combien le voisinage de Jupiter était changeant, avec le ballet des 4 satellites... galiléens.

Ballet autour de Jupiter ?

Notes de Galilée, avec l'aspect de Jupiter et de son voisinage à différentes dates

Crédit : Bibliothèque de l'Observatoire de Paris

Ballet autour de Jupiter !

Les observations de Jupiter par Galilée, ordonnées en une sorte de film, montrent sans équivoque le mouvement des satellites autour de la planète.

Crédit : Bibliothèque de l'Observatoire de Paris

De Copernic à Newton

• Copernic a introduit le cadre : une vision héliocentrique est plus appropriée qu'une vision géocentrique. Les orbites des planètes autour du Soleil restent circulaires.
• Tycho Brahe a apporté des observations d'une précision inégalée.
• A partir du système de Copernic et des observations de Tycho Brahe, Kepler a énoncé ses 3 lois, qui décrivent le juste mouvement des planètes du système solaire.
• Galilée a développé les équations du mouvement, qui relient, dans un référentiel galiléen, l'accélération d'un système à la résultante de forces auxquelles il est soumis.
• Newton a précisé alors la notion d'interaction gravitationnelle, et énoncé le formalisme définissant la gravitation... newtonienne.

Galilée

Galilée (1564-1642) était un physicien. Il étudia la mécanique et la dynamique des corps en mouvement, démontra l'invariance du module du champ de pesanteur terrestre à la surface du globe, et établit la loi de l'inertie : tout corps isolé, non soumis à une force extérieure, est animé d'un mouvement rectiligne uniforme.

Durant l'hiver 1609/1610, Galilée pointa le ciel avec une lunette construite par ses soins. Ses nombreuses découvertes vont bouleverser la vision de l'univers de l'époque : il observa des taches sur le Soleil, des cratères sur la Lune, les phases de Vénus, une multitude d'étoiles dans la Voie lactée et des satellites autour de Jupiter. Cette dernière découverte donnait le coup de grâce au géocentrisme.

Newton

Isaac Newton (1643-1727) réussit à unifier les diverses théories de ses prédécesseurs. En 1687, il publia l'ensemble de ses travaux reliant la mécanique et l'astronomie dans son oeuvre majeure, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, désignée par "Les Principes".

Il montra le caractère universel de la loi de la gravitation, expliquant aussi bien la chute d'un corps sur Terre, l'oscillation du pendule que les mouvements de la Lune et des planètes. Il fut également l'inventeur du premier télescope à miroir exempt des aberrations des lunettes réfractrices utilisées jusqu'alors.

Ballet

Le ballet des satellites galiléens (observations (sans interruption diurne !) et reconstruction du mouvement horaire) a montré à Galilée que décidément le Soleil n'était pas le seul centre de force.

Le ballet des satellites galiléens

Comme les orbitaux des satellites sont confondus avec le plan équatorial de Jupiter, lui même très voisin du plan orbital jovien, quasiment confondu avec l'écliptique, les traces des satellites apparaissent souvent quasi rectilignes (représentées ici d'après les éphémérides fournies par l'IMCCE pour le mois de janvier 2003). Les diamètres de Jupiter (immobile) et des 4 satellites (Io en orange, Europe en vert, Ganymède en bleu clair et Callisto en bleu foncé) ne sont pas à l'échelle.

Crédit : ASM

Voir la légende de l'animation précédente. Les traits horizontaux représentent un intervalle de temps d'un jour.

Crédit : ASM