ÉRATOSTHÈNE

1 - Les observations d'ÉRATOSTHÈNE
En 205 avant J.C., le grec ÉRATOSTHÈNE, alors Directeur de la Grande Bibliothèque d'Alexandrie en Égypte, propose une méthode purement géométrique pour mesurer la longueur du méridien terrestre (circonférence passant par les pôles). Il va partir de l'observation d'ombres portées faites en deux lieux, Alexandrie et Syène (aujourd'hui Assouan), éloignés d'environ 800 km (distance estimée d'après le temps mis par des caravanes de chameaux pour relier ces deux villes !), au moment du solstice d'été et à l'heure du midi solaire local.
Ce jour-là et à cette heure précise dans l'hémisphère Nord, le Soleil occupe, de tous les jours de l'année, la plus haute position au dessus de l'horizon. Néanmoins, ÉRATOSTHÈNE remarque des différences d'un lieu à l'autre. A Syène (à peu près située sur le tropique du Cancer) le Soleil est à la verticale,  si bien que ses rayons pénètrent jusqu'au fond des puits ; quant aux ombres portées des objets verticaux, elles sont parfaitement centrées autour d'eux. Par contre, à Alexandrie, le Soleil n'est plus à la verticale et ces mêmes objets ont une ombre décentrée, très courte. ÉRATOSTHÈNE va mesurer l'ombre d'un obélisque dont il connaît déjà la hauteur, et il va en déduire l'angle que font les rayons solaires avec la verticale : il trouve 7,2° (fig. 1).

A partir de toutes ces observations, deux hypothèses s'offrent à lui :

1) La Terre est plate (fig. 2a), mais alors, le Soleil serait suffisamment proche pour que la divergence de ses rayons atteignant des objets éloignés soit significative : en effet, les objets de longueur identique ont des ombres de longueurs différentes et pas d'ombre du tout à l'aplomb du Soleil (angle nul). 

2) La Terre n'est pas plate (fig. 2b), sa surface est courbe, et peut-être même sphérique. Seulement, les même résultats peuvent être obtenus avec des rayons solaires tous parallèles : cela implique que le Soleil soit suffisamment éloigné, très, très éloigné…

ÉRATOSTHÈNE opte pour la seconde hypothèse. En effet, les Anciens soupçonnent déjà que la Terre n'est pas plane, cela à partir d'observations diverses prouvant une certaine courbure de sa surface : le navigateur perché en haut de son grand mât aperçoit le premier la côte lointaine ; l'observateur en haut d'une falaise voit plus longtemps le vaisseau qui s'éloigne vers l'horizon que celui resté sur la plage ; l'étoile polaire n'a pas la même hauteur au-dessus de l'horizon en Grèce qu'en Égypte ; enfin, lors des éclipses de Lune, l'ombre de la Terre se projetant sur la Lune révèle une section circulaire. 
Persuadé que la Terre est sphérique, notre génial ÉRATOSTHÈNE va tracer sa célèbre figure géométrique " éblouissante de simplicité " (fig. 3), laquelle va lui permettre de calculer facilement la longueur du méridien terrestre ! Voyez plutôt :

Si la Terre est sphérique, en prolongeant la verticale d'Alexandrie (l'obélisque) et celle de Syène (le puits), ces deux verticales vont se rejoindre par définition au centre de la Terre. D'autre part, ÉRATOSTHÈNE sait que la ville de Syène étant située droit vers le sud par rapport à Alexandrie, les deux villes sont à peu près situées sur le même méridien. Les rayons solaires étant effectivement parallèles, l'angle formé par les deux verticales au centre de la Terre est donc identique à celui qu'il a mesuré grâce à l'ombre de l'obélisque (7,2°). La proportion de cet angle en regard des 360° du cercle est la même que celle de la distance séparant les deux villes (à peu près 800 km) par rapport à la circonférence du cercle (ici, le méridien terrestre). Vous devinez la suite : 360° divisé par 7,2° donne 50, et 800 km que multiplie 50 fait bien 40 000 km (longueur que l'on a retrouvée ultérieurement par d'autres procédés).

2-ALEXANDRIE et L'ÉGYPTE  au temps d'ÉRATOSTHÈNE

Coincées entre deux eaux, entre la mer et le lac Maréotis, la ville s'étend sur une bande de terre où se mêlent le sable et les marécage. Devant, se dresse un minuscule îlot, Pharos !!

La grande bibliothèque

Aristote, qui a été le précepteur d'Alexandre, a fondé à Athènes le Lycée, son école. Aristote fait évoluer de nombreuses idées et impose durablement sa vision de l'univers physique ( le modèle du système solaire selon Aristote ne sera remis en cause que 2000 ans plus tard... ). Le philosophe montre en particulier que la bibliothèque est un outil indispensable pour les savants et les penseurs. Ici intervient Démétrios de Phalère, ancien tyran d'Athènes et élève d'Aristote. Rejeté d'Athènes durant la guerre de succession, il est recommandé à Ptolémée pour être le précepteur de ses enfants. Démétrius ne manque pas d'évoquer les idées d'Aristote à son nouveau maître : il lui conseille de bâtir le Musée, un temple destiné aux Muses. Dans ce temple, Démétrios et Ptolémée placent un observatoire, des laboratoires, un réfectoire, un zoo et la Bibliothèque ! Selon Démétrios, la Bibliothèque doit contenir tous les livres du monde pour que Ptolémée comprenne les marchands et les politiciens étrangers. Pour Ptolémée, la Bibliothèque constitue surtout une solide base culturelle pour ce tout nouveau royaume : elle représente une occasion de faire de l'Égypte le centre culturel méditerranéen au lieu d'un simple comptoir grec.

Jamais pareille entreprise n'avait été mise en œuvre. Les hommes et les livres venus de tous les coins du monde affluèrent.
Une incroyable chasse fût lancée par les autorités alexandrines. De véritables "chasseurs de livres" se mirent à sillonner les principaux marchés du monde méditerranéen, utilisant tous les moyens nécessaires pour se procurer les manuscrits qu'ils trouvaient.
En outre, dès qu'un navire accostait à Alexandrie, des soldats montaient à bord et emportaient les manuscrits à la Grande Bibliothèque. Ils étaient recopiés par les scribes et selon l'importance du manuscrit, l'originale ou la copie était conservé par les autorités pour enrichir ce que l'on appelait "le fonds des navires"..

Dans la bibliothèque, les 400 000 rouleaux ainsi rassemblés étaient étiquetés et rangés dans des casiers, à l'intérieur d'armoires murales. Rangés par disciplines (textes littéraires, philosophiques, scientifiques et techniques) puis par auteur.
On y trouvait : Tout Homère, 20 versions de l'Odyssée, Sophocle, Euripide, Anaximandre, "la sphère et le mouvement" d'Autolycos de Pitane, Les "Éléments" d'Hippocrate de Chios, la bibliothèque entière d'Aristote.......

A son apogée, moins de 3 siècles plus tard, on dénombre 700 000 rouleaux. Ptolémée II fait même construire un second temple-bibliothèque, le Sérapéion appelé aussi la "bibliothèque-fille", qui est destiné à tous. En plus de collecter les volumes, les Ptolémées font appel aux savants, aux philosophes pour travailler et commenter les ressources accumulées. On compte en moyenne 100 lettrés dans les murs du Musée. Le prestige acquis par la Bibliothèque devient si grand que l'on peut dire que c'est là que sont faites les grandes découvertes pendant 500 ans.

Autre nouveauté et non des moindres : le poste de bibliothécaire est créé.
A l'origine, cet homme ne devait pas être plus qu'un précepteur. Mais la Bibliothèque grandit et avec elle, l'importance de sa connaissance. Le bibliothécaire doit apprendre à connaître son lieu de travail, il devient un recueil de références humain.
Vite dépassé, on conçoit alors le catalogue pour aider cet homme. Parmi les bibliothécaires célèbres, on retrouve ÉRATOSTHÈNE de Cyrène et Aristophane de Byzance, respectivement troisième et quatrième bibliothécaires de l'histoire d'Alexandrie.
Ératosthène étudie la géographie et donne la première approximation du rayon de la Terre; Aristophane, lui, est réputé pour son excellente mémoire : il la cultive en lisant tous les jours des livres de la Bibliothèque dans l'ordre de leur disposition.


Cependant , la Bibliothèque, après avoir fait rayonner la culture grecque, se trouve au centre de plusieurs conflits. En 48 av. J.C., Jules César soutient Cléopâtre contre son frère Ptolémée XIV. La fin de cette guerre se déroule à Alexandrie où César est assiégé. La suite est sujette à cautions : le texte original qui décrit cette guerre a été perdu, on utilise donc des documents de seconde main... Pour bloquer la flotte de Ptolémée, César met le feu au port. Ce feu se répand : certains pensent qu'il brûle des entrepôts où se trouvent disposées des copies de volumes qui seront envoyées dans d'autres pays, d'autres assurent que la Bibliothèque est touchée car elle est proche du port ( on ne connaît en effet pas la position réelle du bâtiment ). L'incendie aurait dévasté entre 40 000 et 400 000 rouleaux, mais il faut se rappeler que beaucoup sont des copies : la plupart des ouvrages précieux ou du moins leurs copies ont pu être préservés des flammes. Pour César, la tactique fut payante, la flotte romaine put arriver à temps et vaincre la flotte de Ptolémée. César construira néanmoins une nouvelle bibliothèque, le Césarum.

Pourquoi notre club s'appelle-t-il "ERATOSTHENE" ?

Au moment de sa création (en Juin 1993), nous n'étions que trois membres et nous n'avions que très peu de matériel. Par contre, nous avions plein d'idées et de détermination (un peu comme ÉRATOSTHÈNE) dans le développement de l'astronomie amateur dans le département. Maintenant l'association compte une petite dizaine d'adhérents répartis autour d'Épernay (Marne), il contribue désormais à faire découvrir l'astronomie au grand public.