L'Histoire de l'Astronomie

On raconte que l'Astronomie, c'est-à-dire l'étude du ciel, est la plus ancienne des sciences. Il s'agit là d'un domaine très riche et très complexe, d'où l'intérêt de l'Homme pour les étoiles. Tous ces points lumineux et ce grand disque blanc ont toujours fasciné les petits et les grands. Mais pour savoir comment nous en sommes réellement arrivés là, il faut remonter dans le temps, il y a plusieurs millénaires...

​Avant même de chercher à comprendre le ciel, l'Homme a simplement admiré la voûte céleste, notamment à partir de l'âge de pierre. En effet, les hommes préhistoriques scrutaient déjà le ciel pour ensuite le représenter dans certaines grottes. C'est par exemple le cas dans la célèbre grotte de Lascaux, où les archéologues pensent avoir retrouvé des groupes d'étoiles peintes sous la forme de points. Mais nos lointains ancêtres ne possédaient pas d'instruments d'observation, et l'apparition de l'écriture peu après n'était pas dédiée à cette science (ou du moins, pas encore). Ce n'est qu'à partir de 3000 ans avant J.C environ que les peuples se sont mis à développer leurs méthodes d'observation et de prédiction, à commencer par les Babyloniens. Ces derniers furent les premiers à imaginer les constellations et s'intéresser aux phénomènes célestes. Malheureusement, presque toutes les traces de cette époque ont disparu. A ce jour, le plus ancien document astronomique que nous possédons date d'environ 1700 ans avant J.C, soit plus de 1300 ans après le début de l'Astronomie Babylonienne. Il s'agit de la tablette de Vénus d'Ammisaduka, comportant les éphémérides de Vénus et Mercure. 

La Mésopotamie n'est pas la seule région du monde à avoir connu les débuts de l'Astronomie. Effectivement, l'étude du ciel est devenue de plus en plus fréquente en Europe et en Afrique du Nord. En parallèle, le peuple chinois s'est également intéressé aux étoiles, en calculant par exemple le cycle des éclipses ou en observant les étendues de la Voie Lactée. Pendant ce temps, de l'autre côté de l'Océan Pacifique, les Incas et les Mayas ont observé les objets du système solaire et établi les trajectoires de chaque planète. Il est même curieux de voir qu'à cette époque, les astronomes étaient capables de prévoir des conjonctions avec précision, et ce plusieurs siècles à l'avance! De plus, l'Astronomie étant jadis très liée à la religion, on orientait les monuments en fonction des constellations. Bien que cette pratique était omniprésente en Amérique, on l'a également beaucoup retrouvée au sein des vestiges européens, comme par exemple à Stonehenge en Angleterre, mais aussi et surtout dans le bassin méditerranéen. On peut notamment parler des égyptiens qui, avec des astronomes comme Ptolémée, ont imposé une culture astronomique importante dans cette région. Certains scientifiques disent d'ailleurs que les pyramides de Gizeh sont alignées avec la ceinture d'Orion, ceci ayant pour but de guider les pharaons après leur mort. Les Egyptiens ont aussi cartographié le ciel en y associant une histoire religieuse. 

Tout cet héritage a été repris par les Grecs, qui ont ensuite créé une carte et une mythologie célestes "conventionnelles". Mais la situation est en réalité beaucoup plus complexe car l'Astronomie Egyptienne est basée en partie sur les connaissances Sumériennes et sur des échanges scientifiques avec le Maghreb, lequel tire son savoir de plusieurs peuples asiatiques (dont celui de la Chine). Par ailleurs, les Grecs avaient également des connaissances provenant de cultures scandinaves et russes, en passant naturellement par le savoir des peuples du Caucase! Néanmoins, les astronomes et mathématiciens Grecs n'ont pas été oubliés par la communauté scientifique de leur propre pays (!) et ont participé à l'effervescence de l'Astronomie; Eratosthène en particulier a su calculer la circonférence de la Terre. Les instruments ont eux aussi profité de l'essor astronomique Grec avec l'apparition de l'astrolabe, inventé par Hipparque. 

Enfin, c'est durant cette période que le système géocentrique a été mis au point. On sait aujourd'hui que ce dernier est absolument faux, mais la théorie n'a été réfutée officiellement qu'à partir de la Renaissance. 

Pendant près de cinq siècles, l'Astronomie a évolué de manière inégale selon les régions du monde. En Europe, les astronomes ont continué à observer le ciel sans trop approfondir leurs connaissances. Les grandes énigmes non-résolues et les problèmes liés au système géocentrique étaient bien évidemment contraignants, mais les scientifiques ont préféré contourner ces difficultés en les ignorant, plutôt que de risquer de passer pour des hérétiques aux yeux de l'Eglise et d'être condamnés par la suite... Au Moyen-Orient, en revanche, les grandes lignes de l'Astronomie fondamentale ont été considérablement développées. On peut évoquer le scientifique Al-Sufi qui a calculé le point variable de l'apogée du Soleil. On notera au passage que les Musulmans ont pu conserver la quasi-totalité du patrimoine astronomique de leurs ancêtres, celui-ci étant toujours utilisé pour l'organisation de leurs rites. Hélas, toutes les avancées scientifiques ne se sont pas répandues partout à ce moment-là, expliquant ainsi pourquoi on parle de redécouverte, - et donc de "Renaissance" - , à partir du XIV ième siècle. 

C'est essentiellement en Italie que les progrès scientifiques de l'époque ont eu lieu. De nombreux instruments ont vu le jour, notamment la célèbre lunette de Galilée, inventée en 1609 (bien que ceci est actuellement discutable). Cet outil d'observation a été le fondement de toutes les découvertes visuelles dans le système solaire. De plus, certains astronomes ont brièvement essayé d'améliorer la qualité des lentilles, comme Giordano Bruno par exemple, dans le but de perfectionner la lunette. On remarquera à cette occasion que le télescope, lui, n'a pas été inventé par Galilée, mais plutôt par Isaac Newton en 1669. 

En parallèle, d'autres outils ont été développés, à savoir les planisphères, les planétariums, les cartes célestes ou encore les globes (même si, cependant, ces objets existaient déjà auparavant). 

Par ailleurs, de nombreux fondements en cosmologie et en astrophysique ont été établis. Il y a par exemple l'astronome Francesco Barozzi qui a traduit le système de Ptolémée pour tenter de mettre au point des règles un peu plus précises en cosmographie. On peut également parler de Gasparo Berti qui a mis en évidence la pression atmosphérique, ou encore Giovani Alfonso Borelli, astronome ayant montré qu'à travers le mouvement des planètes, il existe une combinaison de la force centrifuge avec la force centripète... Enfin, il faut évoquer le célèbre astronome Giovani Domenico Cassini, car il a été le premier à calculer la vitesse approximative des planètes; on lui attribue aussi la première observation des satellites de Saturne. Cependant, toutes ces nouveautés scientifiques n'ont pas été facilement acceptées. Bien au contraire. 

En Italie, l'Astronomie a connu des déboires. Et pour cause: certaines théories allaient contre les écrits religieux. En particulier, le système héliocentrique de Copernic a été condamné par Rome lorsque Giordano Bruno l'a soutenu et présenté à la communauté. Il en va de même pour la découverte de l'immensité de l'Univers dans lequel on trouve plusieurs "mondes" selon Bruno. Mais à ce moment-là, l'Eglise était formelle: le monde était clos, comme enfermé dans une sphère. En conséquence, les astronomes comme Bruno ont souvent été condamnés à mort voire éventuellement brûlés. De son côté, Galilée a lui aussi affronté Rome en affirmant que la Terre tourne d'où sa célèbre phrase: "Et pourtant elle tourne". En plus de cet évènement, il faut noter que les astronomes observaient déjà Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne. C'est donc un combat décisif que Galilée a mené. Mais finalement, avec de nombreux cas comme celui-ci, la communauté astronomique a fini par "remporter la victoire"! A tel point qu'aujourd'hui, l'Eglise participe à la recherche astronomique! 

S'il y a un homme tout-à-fait représentatif de l'essor de l'Astronomie en Italie, c'est probablement Galilée. Cet astronome a été un véritable pionnier dans le domaine des observations. Il est le premier à avoir étudié en détail les satellites de la planète Jupiter. Mais en dehors de l'étude planétaire, il a aussi réussi à expliquer le comportement du Soleil par rapport aux taches solaires, aux protubérances, etc... S'intéressant par ailleurs à d'autres objets célestes, Galilée a su définir la structure des amas d'étoiles, chose que personne n'avait eu l'idée de faire avant lui. 

A eux seuls, les travaux et résultats de Galilée ont annoncé le début d'une astronomie riche et active... 

Galilée et sa lunette, Newton et son télescope, mais aussi Kepler et ses lois du mouvement planétaire, Copernic et son système héliocentrique... tous ces astronomes ont jeté les bases d'une astronomie évolutive, tout comme des dizaines d'autres scientifiques. C'est à partir du XVIII ième siècle que l'étude du ciel a pris de l'assurance avec une meilleure compréhension des phénomènes célestes. A cela s'est ajoutée une meilleure rigueur dans les protocoles de recherche. A peine est-on arrivé à la fin du XIX ième siècle que les grands Etats possédaient déjà des observatoires modernes utilisés par d'éminents astronomes. C'est d'ailleurs à cette époque que l'on a compris que la coopération devait se faire au niveau international pour être la plus efficace possible. De cette sorte, l'astronome Camille Flammarion par exemple a mené de vastes campagnes d'observation en partenariat avec le Royaume-Uni et le Brésil (entre autres), montrant au passage que la France n'était pas exclue de la recherche astronomique. 

Les instruments se sont perfectionnés très rapidement, ce qui a permis d'observer "toujours plus loin": les lunettes dites "apochromatiques" ont fait timidement leur apparition, mais leur succès a contribué à les rendre productives peu après leur invention, car jusqu'à présent, il n'y avait que des lunettes achromatiques. De plus, les télescopes ont permis d'obtenir des images bien plus lumineuses qu'auparavant. Dès lors, les connaissances n'ont pas tardé à s'élargir, si bien qu'au début du XX ième siècle, les observations visuelles ne suffisaient plus... 

L'Histoire nous montre que la guerre a permis de mettre au point de nouvelles technologies plus rapidement que d'ordinaire. Il en va de même pour la science, y compris en Astronomie. Ainsi, à partir de la première guerre mondiale, l'étude du ciel a connu une véritable révolution avec l'apparition concrète de l'astrophysique. On notera toutefois que ce domaine spécifique existait déjà quelques siècles auparavant, mais il était très peu répandu et souvent ignoré des astronomes. L'astrophysique s'est donc indéniablement imposée à partir du XX ième siècle; parmi les premiers astrophysiciens, on trouve Albert Einstein et sa relativité restreinte (puis générale). Ce domaine de l'Astronomie permet, entre autres, de lier l'infiniment petit et l'infiniment grand... d'une manière très scientifique, on se sert de l'astrophysique pour étudier des particules, mais aussi la structure de l'Univers, les étoiles, les émissions infrarouge, ultra-violet, submillimétrique, gamma, etc... C'est donc pour remplir de tels objectifs que l'Homme a construit de nombreux radiotélescopes et des réseaux d'antennes, comme par exemple le VLA (Very Large Array Telescope), ou encore Arecibo. 

La conquête spatiale, elle, s'est largement développée à partir de 1945, et durant la guerre froide. Après s'être partagé le contrôle des terres, les grandes puissances mondiales se sont intéressées au ciel et ont voulu conquérir l'orbite terrestre. C'est dans ces conditions que les premiers satellites ont été lancés; le plus célèbre n'est ni plus ni moins que Spoutnik. A ceci s'ajoute le premier vol spatial avec Youri Gagarine en 1962, année durant laquelle le mur de Berlin demeurait opérationnel depuis déjà un an. Jusqu'aux années 80, les progrès scientifique et technologique n'ont cessé de se succéder: peu à peu, les agences spatiales ont élaboré des sondes et des rovers d'exploration. Puis, suite aux ambitions du président américain Kennedy, la NASA a envoyé les premiers astronautes sur la Lune. On peut d'ailleurs préciser que l'agence américaine a effectué 17 missions lunaires depuis les années 60. De même, les vaisseaux de l'époque (les capsules Mercury, Gemini et Apollo) ont rapidement laissé place aux navettes spatiales: six vaisseaux ont été bâtis aux Etats-Unis (Enterprise, Columbia, Challenger, Endeavour, Atlantis et Discovery), et une navette a été construite en URSS (nommée Bourane). Plusieurs années après, l'Agence Spatiale Européenne (ESA) a elle aussi établi un projet visant à mettre au point la navette Hermès (voir cet article). 

Bien entendu, la conquête de l'espace a donné naissance à l'astronautique. Aujourd'hui, cette dernière continue de s'étendre, notamment grâce à la Station Spatiale Internationale (ISS) qui a succédé à la Station Mir, mais aussi grâce au projet de la Station Spatiale Chinoise qui a débuté en 2011. 

Enfin, les observations astronomiques ne sont pas en reste. En effet, les astronomes disposent maintenant de télescopes de haute résolution, dont les dimensions et les performances sont toujours plus conséquentes au fil des ans. VLT, E-ELT, Gran Tecan, ... tous ces télescopes géants sont à la pointe des techniques de l'Astronomie. Pour les amateurs, il existe de nouveaux types d'instruments (inventés pour la plupart entre 1980 et 2000): Schmidt-Cassegrain, Maksutov-Cassegrain, Ritchey-Chrétien... De plus, les connaissances relatives au ciel se sont démocratisées et demeurent bien plus accessibles qu'auparavant. 

D'une manière générale, on peut dire que les "curieux du ciel" n'ont pas fini de s'intéresser à la voûte céleste. Les méthodes d'observation et l'intérêt porté pour les étoiles grandissent encore et toujours. On peut donc penser que l'Homme continuera à étudier le ciel. La conquête de l'espace n'est pas prête de s'arrêter non-plus puisqu'actuellement, les grandes agences spatiales étudient la possibilité d'envoyer à nouveau des astronautes sur la Lune (la dernière mission de ce type ayant été effectuée il y a plusieurs décennies), mais aussi sur la planète Mars et sur des astéroïdes. Les instruments terrestres d'observation, eux, se répandent d'année en année en même temps que les connaissances. Quelques télescopes spatiaux sont également en développement, et certains comme Hubble (dont le successeur est le JWST), Herschel, ou encore Kepler offrent toujours des résultats prometteurs. 

Il est donc fort à parier que l'Astronomie aura un avenir assuré pour encore plusieurs siècles, avec de nombreuses surprises... 

Source

- Article rédigé par Jean-Baptiste Faupin pour Astropleiades. -