HÉLIOCENTRISME
La nouvelle astronomie, source de la physique moderne
Mais plus profondément peut-être, la nouvelle astronomie devait bouleverser la physique. La cosmologie de Ptolémée s'appuyait sur une physique qui l'avait largement précédée ; l'ensemble formait un tout certes non exempt de faiblesses, et même de contradictions partielles, mais globalement cohérent. Copernic propose une nouvelle cosmologie sans faire œuvre de physicien alors que cette cosmologie est incompatible avec la physique d'Aristote. Le monde savant se retrouve face à une cosmologie pour ainsi dire... suspendue dans le vide ! Le dilemme est simple : ou bien adhérer à la nouvelle cosmologie, pour des raisons astronomiques ou philosophiques, et répudier la physique d'Aristote, et, donc, se voir obligé d'en construire une nouvelle ; ou bien garder la physique aristotélicienne et refuser l'héliocentrisme.
Galilée, J.Sustermans
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C'est en ces termes que Galilée pose le problème, dès la première journée du Dialogue sur les deux principaux systèmes du monde (1632). Car Galilée a sinon des preuves du moins des raisons fortes d'adhérer à l'héliocentrisme (ne serait-ce que l'observation des phases de Vénus). Il adoptera donc la cosmologie de Copernic et construira une nouvelle physique avec le succès et les conséquences que l'on sait. Et, si Galilée détermine, entre autres, les lois de la chute des graves, Kepler, lui, déterminera celles des mouvements planétaires, et Huygens, celle de la force centrifuge. Il faudra le génie de Newton pour unifier ces approches différentes, découvrir la gravitation universelle, montrer qu'une seule physique s'applique à la Terre et au ciel et fonder la mécanique céleste.
Apparu sans nécessité impérieuse, l'héliocentrisme n'a, dans un premier temps, apporté aucune facilité nouvelle à la pratique quotidienne de l'astronomie. De toute façon, à une époque où la dynamique – c'est-à-dire la détermination des mouvements à partir des forces mises en jeu – n'existe pas, où l'ambition des astronomes se borne à une description cinématique rationnelle des apparences célestes, le « meilleur système » de référence n'est pas celui de Copernic, mais celui de Tycho Brahe, qui cumule l'avantage ptolémaïque d'un observateur terrestre fixe et l'un des avantages coperniciens, la compréhension immédiate du comportement différent des planètes inférieures et des planètes supérieures. Ce sera lorsque les astronomes, utilisant la loi de la gravitation universelle, détermineront les mouvements des corps célestes à partir de leur position, de leur vitesse et des forces en présence, que la supériorité du système héliocentrique se révélera évidente : c'est dans ce système que les équations, dont la résolution donne les mouvements, se formulent le plus simplement. C'est donc cent cinquante ans après la parution du De revolutionibus qu'éclate la supériorité de l'héliocentrisme dans un domaine insoupçonnable au temps de son inventeur. Et c'est bien dans la singularité de son apparition et dans ses virtualités exceptionnelles que réside la grandeur de l'œuvre de Copernic.
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Écrit par
- Jean-Pierre VERDET : astronome à l'Observatoire de Paris
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Le système de Copernic
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Ptolémée, Juste de Gand
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Galilée, J.Sustermans
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