Les fondateurs de la mécanique céleste
L'image que l'on se faisait depuis toujours du monde a basculé au XVIIème siècle. Les certitudes ont vacillé et Kepler, Galilée et Newton sont devenus les héros principaux d'une grande aventure intellectuelle.
Kepler, Galilée et Newton sont partisans de l'héliocentrisme et se réclament de Copernic. L'astronomie qu'ils fondent se justifie par une nouvelle façon de penser l'espace et le mouvement, au sein d'une physique articulée autour des notions d'inertie et de force.
Johannes Kepler
L'histoire de Johannes Kepler est d'abord celle d'une quête vaine et d'un douloureux renoncement. L'astrologue, inspiré par Platon et les Pythagoriciens, croit à la perfection géométrique des mouvements célestes. Il imagine en particulier que les 5 polyèdres réguliers définis par les mathématiques peuvent être mis en rapport avec les dimensions des sphères solides qui portent les 5 planètes visibles à l'oeil nu. Aussi, utilisant les relvés de positions recueillis par Tycho Brahe dont il a été l'assistant, il s'acharne à en extirper des relations numériques qui confirmeraient son intuition de départ.
L'entreprise de Kepler est vouée à l'échec.
Il établit cependant trois lois très vite reconnues comme les lois fondamentales de l'astronomie, car elles fournissent le moyen de connaître la forme des orbites et le temps nécessaire pour les parcourir en fonction de la distance au Soleil. Les successseurs de Kepler sauront rapidement les utiliser pour déterminer les distances des planètes et évaluer les dimensions du système solaire.
Historiquement, la deuxième loi découverte par Kepler est sans doute la plus importante. Elle énonce simplement que les planètes décrivent des ellipses. Avec elle, Kepler rompt pour la première fois avec l'affirmation du mouvement circulaire des planètes, auquel tout le monde avait cru jusqu'alors. Si les orbites sont elliptiques, il n'est plus question d'accrocher simplement les planètes à des sphères solides en rotation, qui les maintiendraient dans le ciel et expliqueraient leur déplacement.
Galiléo Galilée
Au cours de l'automne 1609, Galilée a l'idée de tourner pour la première fois vers le ciel une petite lunette de sa fabrication. Il découvre alors les taches solaires et les montagnes de la Lune, ou encore l'anneau de Saturne. Grâce à sa lunette, il constate aussi que la voire lactée n'est pas une simple bande laiteuse, mais qu'elle se décompose en une myriade d'étoiles.
Il découvre également les quatre lunes principales de Jupiter, et décèle l'existence des phases de Vénus, analogues à celles de la Lune. Galilée en déduit, avec raison, que tous les déplacements dans le système solaire ne s'effectuent pas autour de la Terre. Il prétend qu'il tient la preuve du mouvement de rotation de la Terre autour du Soleil. Devant l'Inquisition qui lui intente un procès en 1630, il est obligé de se rétracter.
Isaac Newton
L'oeuvre d'Isaac Newton possède de nombreuses facettes. Il est le vrai fondateur de la physique moderne, dont Descartes et Galilée avaient posé les premiers jalons.
Dans le domaine de l'optique, il montre ainsi, à partir de 1666, qu'en dispersant par un prisme la lumière blanche du Soleil, elle est en fait composée de multiples couleurs. Il réalise également, en 1671, le premier télescope utilisant pour objectif un miroir, plutôt qu'une lentille.
Newton, stimulé par les travaux de nombre de ses contemporains, fonde également la mécanique. Il parvient à exprimer la force qui est aussi bien à l'origine du déplacement des planètes que du phénomène des marées ou de la chute des corps. Newton la baptise "attraction universelle", ou "force de gravitation".
Les conceptions élaborées par Newton permettent d'interprêter simplement les lois de Kepler comme une conséquence de l'attraction universelle. Les mouvements dans le système solaire semblent désormais pouvoir âtre entièrement décrits et prédits par des équations mathématiques. Pendant les 2 siècles suivants, rien ne semblera en mesure de résister à la science de Newton, qui servira de référence aux autres sciences.
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