Connaissez-vous la définition de la journée, du mois, de l'année ou même quelque chose d'aussi humble et familier que le jour de la semaine ? Sauriez-vous expliquer pourquoi nous comptons vingt-quatre heures par jour, mais soixante minutes par heure ? Comme l'a dit St Augustin, "Qu'est-ce donc que le temps ? Si personne ne me le demande, je le sais; mais si on me le demande et que je veuille l'expliquer, je ne le sais plus".
Ma montre m'informe qu'à partir d'un instant conventionnellement choisi comme origine, un mécanisme (pendule, cristal de quartz, etc.) a effectué un certain nombre d'oscillations; un autre mécanisme, plus ou moins compliqué, enregistre ces oscillations et affiche leur nombre total. Ce comptage est très particulier : à partir d'un certain nombre d'oscillations, le compteur est remis à zéro, et on recommence. Par convention, un de ces cycles est divisé en vingt-quatre heures, dont chacune est divisée en soixante minutes ou trois mille six cents secondes. A la fin de chaque cycle de vingt-quatre heures, ma montre avance le compte de jours d'une unité, change le nom du jour et, de temps en temps, change le mois.
Les jours connaissent leur propre cycle : après sept jours les mêmes noms réapparaissent. Cela est aussi régulier que le comptage des heures; toutefois, et contrairement au cas du jour, rien dans le ciel ne se rattache de façon évidente au cycle hebdomadaire : la semaine est un artefact de l'Homme.
Les choses se compliquent déjà avec les mois : le changement du nom d'un mois peut intervenir après trente jours, au après trente et un jours; plus rarement, après vingt-huit ou vingt-neuf jours. Des règles que chacun connaît, mais qui peuvent paraître arbitraires au premier abord, régissent ces changements, et elles nous permettent, quoique avec un peu d'effort mental, de calculer le nombre de jours entre deux dates.
La date sert à nous donner un repère dans un cycle encore plus grand : l'année. Après 365 jours, mais parfois 366, on change la numérotation de l'année. De nouveau, les règles sont bien établies, et chacun peut, s'il veut, calculer l'intervalle entre deux dates de deux années différentes. Avec l'année, on retrouve un cycle naturel : les phénomènes climatiques se répètent approximativement aux mêmes dates.
Tout cela est enfantin bien sûr, mais c'est enfantin car ancré dans nos habitudes depuis l'enfance; c'est enfantin, mais c'est loin d'être facile.
Revenons au point de départ : une horloge, un calendrier, nous servent en premier lieu à prévoir. Cela suppose que chacun possède un "garde-temps" semblable, et le même calendrier, et que ces deux outils ont un comportement stable en tout lieu et à tout instant. Le ciel semble au premier abord remplir ces conditions : s'il n'y a ni pluie ni nuages, chacun peut voir le Soleil, la Lune et les étoiles, et il est facile de se convaincre que leurs mouvements apparents sont cycliques. En fait, depuis les civilisations anciennes, et dans certaines mesures jusqu'au milieu de notre siècle, c'est l'Univers qui va servir d'horloge et de calendrier; l'Homme tentera de vivre au rythme du ciel, mais il aura le plus grand mal à dégager ce rythme et à l'exploiter.
Les mouvements du Soleil et de la Lune sont répétitifs, si bien qu'il vient immédiatement à l'esprit de vouloir les utiliser comme témoins universels du passage du temps. Toutefois, par une de ces ironies qu'aime tant la nature, les astres se prêtent assez mal à cet usage, et ce sont les tentatives incessantes faites pour contourner cette déficience qui sont à l'origine de la structure "baroque" de notre calendrier.
En toute première approximation, nous pouvons affecter à la Terre deux mouvements : une rotation autour de son axe, qui définit naïvement le jour, et un mouvement de révolution autour du Soleil, ce qui définit, non moins naïvement, l'année. Par ailleurs, l'axe de rotation est incliné d'un angle d'environ 23,5 degrés par rapport au plan orbital, propriété qui est à l'origine des saisons.
Cela paraît simple, vu d'un point en dehors du système solaire, ou sur un dessin. Les choses se compliquent considérablement quand, de la surface de la Terre, on cherche à savoir si celle-ci a effectué une rotation sur son axe, ou une révolution autour du Soleil.
Prenons d'abord le problème de la rotation sur l'axe; pour simplifier la discussion, plaçons-nous à l'équateur.
Le Soleil se lève à l'est; au cours de la journée, il s'élève dans le ciel, atteint une hauteur maximale quand il se trouve dans le plan nord-sud ("il culmine au méridien"), et puis il descend pour se coucher à l'ouest. Quelques heures après apparaissent les étoiles; l'ensemble des étoiles suit également ce mouvement apparent général, chaque étoile ayant un lever, un point culminant dans le plan méridien, et un coucher. Le Soleil se lève à nouveau; une journée s'est écoulée. Au cours de l'année, on s'attend à voir les mêmes étoiles dans le ciel à la même heure après le coucher du Soleil.
Mais en réalité il n'en est pas ainsi. On remarque qu'au début de chaque nuit l'ensemble des étoiles semble avoir tourné un peu plus à l'ouest par rapport à la nuit précédente : c'est comme si le déplacement apparent de la voûte stellaire était un peu plus grand que celui du Soleil. L'explication est simple : les étoiles sont très éloignées, mais le Soleil est relativement proche. Donc, quand la Terre a effectué une "vraie" rotation sur son axe, elle se trouve orientée, par rapport aux étoiles, exactement comme elle l'était à la rotation précédente : le mouvement apparent des étoiles dans le ciel est un reflet direct de la rotation de la Terre. Or, au cours d'une rotation terrestre, la Terre a en même temps effectué une petite partie de son trajet annuel autour du Soleil, : après une rotation, la Terre n'est pas orientée par rapport au Soleil de la même façon que la veille, et elle doit faire une petite rotation supplémentaire pour se retrouver avec la même orientation.
Nous appelons une rotation apparente de la voûte stellaire "un jour sidéral", tandis que l'intervalle entre deux passages successifs du Soleil au même point du ciel est appelé "jour solaire"; c'est bien sûr le jour solaire qui a un intérêt pour la vie ordinaire.
La position apparente du Soleil par rapport aux étoiles varie au cours de l'année. Au cours d'une année, le Soleil aura effectué un tour complet de la voûte stellaire. Le Soleil semble dériver sur le fond stellaire et les saisons se répètent au rythme d'un tour complet.
L'axe de rotation de la Terre n'est pas perpendiculaire à son plan orbital. Par conséquent, le chemin tracé par le Soleil dans le ciel au cours d'une journée ne passe pas par le zénith. Pour se représenter son trajet, revenons à la voûte stellaire, dont la rotation apparente est un reflet presque parfait de la rotation de la Terre et qu'on appelle souvent l'axe polaire céleste; il existe un plan perpendiculaire à cet axe, qui est le plan équatorial terrestre, mais qu'on appelle l'équateur céleste. Et, enfin, la dérive annuelle du Soleil sur le fond stellaire n'est qu'un reflet du mouvement de la Terre autour du Soleil; comme l'angle entre le plan orbital et l'équateur est de 23,5 degrés, le trajet annuel du Soleil est un cercle, incliné de 23,5 degrés par rapport au plan équatorial céleste - on l'appelle l'écliptique.
Comme en général le Soleil ne se trouve pas sur l'équateur céleste, son chemin apparent au cours d'une journée va changer de jour en jour, et en particulier, sa hauteur maximale à midi va dépendre de la date.
A deux dates particulières le Soleil se trouve sur l'équateur céleste; au cours de la journée, il reste pratiquement sur l'équateur, il se lève et se couche exactement à l'est et à l'ouest, et de ce fait la longueur du jour est égale à la longueur de la nuit. On appelle ces deux dates les équinoxes : actuellement elles tombent près du 21 mars (équinoxe de printemps) et près du 23 septembre (équinoxe d'automne).
En dehors des équinoxes, le Soleil peut être plus bas que l'équateur céleste ou plus haut. Dans le premier cas, les jours sont plus courts que les nuits - c'est l'hiver. Dans le deuxième cas, les jours sont plus longs que les nuits - c'est l'été. Deux cas extrêmes se présentent, lorsque l'éloignement du Soleil par rapport à l'équateur est au maximum : on appelle ces événements les solstices et actuellement ils tombent près du 21 juin (solstice d'été) et près du 22 décembre (solstice d'hivers). Le Soleil est alors à son élévation maximale (en été) ou minimale (en hiver).
On peut donc définir une année comme étant l'intervalle entre deux apparitions successives de ces points fixes - par exemple, entre deux équinoxes de printemps.
Au premier abord, nous avons apparemment trouvé deux façons équivalentes de reconnaître l'écoulement d'une année : comme le Soleil se déplace sur le font stellaire, l'intervalle entre deux équinoxes devrait être égal à l'intervalle entre deux passages successifs du Soleil dans la même région de la voûte stellaire. Cette équivalence serait stricte si la direction de l'axe de rotation de la Terre ne changeait pas par rapport aux étoiles. Or, elle change, en effectuant un mouvement de rotation autour d'un axe perpendiculaire au plan orbital terrestre en 26 000 ans environ. La position du Soleil à l'équinoxe (le point vernal) dérive par rapport aux étoiles, d'où le nom par lequel le phénomène est connu - la précession des équinoxes. Par conséquent, l'année définie par l'intervalle entre deux équinoxes de printemps, par exemple, n'a pas la même longueur que l'année déterminée d'après la position relative du Soleil et des étoiles; la première définition donne l'année tropique et la deuxième, l'année sidérale. La succession des saisons dépend de l'éclairement solaire et c'est donc l'année tropique qui a un intérêt pour la vie communautaire.
Dans sa révolution autour du Soleil, la Terre est accompagnée de la Lune : en effet, la Terre et la Lune tournent autour de leur centre de gravité qui, lui, effectue le mouvement orbital héliocentrique. Comme la masse de la Terre est très supérieure à celle de la Lune, le centre de gravité se trouve presque au centre de la Terre, et nous pouvons parler sans erreur importante du mouvement orbital de la Lune autour de la Terre. Ce mouvement est dans le même sens que celui autour du Soleil.
Un observateur assidu verra bien que la Lune se déplace sur le fond stellaire, dans la direction ouest-est; une révolution complète autour de la Terre se manifeste par le retour de la Lune au même endroit du ciel par rapport aux étoiles. On appelle cet intervalle "le mois sidéral".
L'intervalle entre deux phases identiques (c'est à dire, l'intervalle entre deux position relatives apparentes Lune-Soleil identiques) représente aussi un mois, mais comme le Soleil se déplace par rapport aux étoiles dans la même direction du ciel que la Lune, ce mois, appelé "mois synodique" est plus long que le mois sidéral.
Pour plus d'information :
" Ô temps suspends ton vol ! " Histoire de calendriers : http://www.cnrs.fr/Cnrspresse/n380a1.htm
D'où vient notre calendrier ? : http://www.ac-toulouse.fr/culture/religieux/calendgregorien.htm
Vous avez du temps devant vous... : http://www.users.skynet.be/ekurea/temps/calendrier.html
Temps : http://fr.wikipedia.org/wiki/Temps
Calendrier : http://fr.wikipedia.org/wiki/Calendrier