Géocentrisme

Un article de Wikivisual, l'encyclopédie libre.

Image:Cellarius ptolemaic system.jpg Le géocentrisme est une conception du monde et de l'univers, qui place la Terre immobile, en son centre. Cette conception date de l'antiquité et a été notamment défendue par Aristote et Ptolémée. Elle perdurera jusqu'à la fin du XVI^e siècle pour être progressivement remplacée par l'héliocentrisme dans lequel le soleil est placé au centre de l'univers, puis au centre du système solaire. Le modèle de Ptolémée a été abandonné suite à la précision croissante des mesures qui ne permettait plus de tolérer les erreurs qu'il engendrait.

Le géocentrisme est autant une tentative scientifique d'expliquer l'univers qu'une conception philosophique de ce monde. Un principe va régir toutes les théories géocentriques, un deuxième la plupart :

1 la terre est le centre de l'univers,
2 les mouvements des planètes doivent être parfaits, donc seul le cercle est autorisé.

[modifier] Cosmologie des premiers Grecs

Dans la cosmologie des premiers Grecs (vers 600 av J-C, Anaximandre, Anaximène, Thalès), la terre est plate, les astres sont des corps fixés sur des sphères en révolution. Les philosophes pythagoriciens (fin du VI^e siècle avant J-C) imaginent une terre sphérique et dix sphères concentriques portant les différents astres. La dixième sphère est celle qui porte les étoiles. L'aspect le plus original du modèle des pythagoriciens est leur tentative de faire coïncider intervalles musicaux et distances entre les sphères. C'est ce qu'on appelle l'harmonie des sphères. Chaque sphère est censée produire un son dans son mouvement, son que l'on ne distingue pas car il fait partie du bruit de fond que l'on entend depuis notre naissance.

Le philosophe Platon place la terre sphérique au centre de l'univers, entouré d'une sphère d'eau (épaisseur 2 rayons terrestres), d'une sphère d'air (épaisseur 5 rayons terrestres), et d'une sphère de feu (épaisseur 10 rayons terrestres). Les étoiles se trouvent dans la partie supérieure de la sphère de feu (soit à 18 rayons terrestres) alors que les 7 planètes évoluent dans une région intermédiaire. Toutes ces sphères tournent de manière uniforme autour d'un même axe.

Eudoxe, lui, imagine 27 sphères concentriques mais ne tournant pas suivant le même axe et permet d'expliquer ainsi les différences de latitude des planètes.

Héraclite du Pont (-380, -310) propose un modèle géocentrique, selon lequel la rotation de la terre autour de son axe explique le mouvement apparent des corps célestes.

Cependant, aucun de ces modèles ne permet d'intégrer le mouvement rétrograde de certaines planètes, ni les variations de vitesse dans les mouvements. Il faut attendre, pour cela, le modèle d'Aristote.

[modifier] Le géocentrisme d'Aristote

Les planètes tournent sur un épicycle qui lui-même tourne sur un déférent. Ce système permet de modéliser le mouvement rétrograde des planètes.

Dans le modèle géocentrique la Terre est ronde. L'Univers, alors fini dans l'espace, se divise en deux parties : le monde infralunaire et supralunaire. Le premier concernant tout ce qui est situé sous l'orbite de la Lune (la Terre et son atmosphère), est symbole de mouvement, d'incertitude, continuellement altéré et instable. Il semble ne répondre à aucune loi et est plutôt hasardeux. Les êtres vivants naissent, changent, et meurent. Le second, quant à lui, est immuable, parfait, stable et éternel. Rien ne peut s'y créer ni disparaître. Les astres étaient portés par 55 sphères concentriques et se déplaçaient à différentes vitesses, suivant une trajectoire circulaire, car le cercle (et par la même occasion, la sphère) était, d'après les pythagoriciens, la figure parfaite. La dernière sphère était celle des astres fixes (les étoiles) ; la première celle de la Lune. Ces sphères sont faites d'un matériau appelé éther. Cette théorie des sphères viendrait du philosophe Eudoxe (408-355 avant J.C) et a été reprise par Aristote pour établir ce modèle.

Cependant un problème se posait quant à la trajectoire des planètes. Celles-ci semblaient, par moments, revenir en arrière quelque temps avant de reprendre leur course dans le sens « normal », c'est la rétrogradation. Pour y répondre, tout en respectant le caractère parfait du cercle, Aristote imagina tout un système de sphères dont certaines ne sont là que pour faire tourner d'autres sphères qui, elles, porteront peut-être un astre. Voilà pourquoi il faut 55 sphères pour seulement six planètes.

Les planètes tournent donc sur des roues appelées épicycles, ceux-ci tournant eux même sur une autre roue — appelée déférent — dont le centre est la Terre. La rotation simultanée des deux permettait d'obtenir un mouvement rétrograde et d'expliquer celui des planètes, et ce rien qu'avec le cercle (il ne pouvait en être autrement). <div style="clear:both;" />

[modifier] L'excentrique de Ptolémée

La trajectoire de Mars selon Ptolémée. Le point E est l'équant ; O est le centre de l'excentrique, tracé en pointillés. Les droites (Om-Mars) et (Os-Soleil) restent toujours parallèles entre elles.

Dans les 13 volumes que Ptolémée laisse sur l'astronomie, œuvre appelée la grande syntaxe et traduit en arabe sous le nom d’Almageste, il va modifier quelque peu le modèle d'Aristote en introduisant la notion d’équant.

L'équant est un point excentré duquel on voit la planète décrire une trajectoire avec une vitesse angulaire constante. Sous Aristote, ce point était confondu avec la Terre. Il introduit également l'excentrique, un épicycle inversé sur lequel tourne le centre du déférent. La Terre se trouve, elle, au symétrique de l'équant par rapport au centre de l'excentrique. Ce modèle, qui permet de mieux considérer les variations de vitesses des planètes, ne place donc plus la Terre en son centre mais un point « imaginaire » ne correspondant à l'emplacement d'aucun objet céleste. Grâce à cette nouvelle conception, Ptolémée permit d'obtenir des mesures bien plus précises à quelques degrés d'arc près. <div style="clear:both;" />

[modifier] Le système de Tycho Brahé

Au XVI^e siècle, l'astronome danois Tycho Brahé repense totalement la conception géocentrique de Ptolémée. Connaissant le modèle héliocentrique de Copernic, il ne pouvait l'accepter plus pour des raisons religieuses que scientifiques. Ses observations le conduisent cependant à élaborer un modèle personnel hybride mélangeant géocentrisme (quant à l'Univers) et héliocentrisme (quant au Système Solaire, sauf la Terre) : la Lune et le Soleil tournent autour de la Terre — qui reste le centre de l'Univers — tandis que les planètes tournent autour du Soleil. Celui-ci a été créé afin de répondre au problème des phases de Vénus dans le système géocentrique précédent.

D'après Aristote, les comètes faisaient partie du monde sublunaire à cause de leurs trajectoires très excentriques et étaient même associées à des phénomènes météorologiques. Elles ne pouvaient faire partie du monde supralunaire où tout était ordonné car elles risquaient de heurter les sphères cristallines. Cependant, Tycho Brahé démontre que la comète de 1577 est à une distance supérieur à quatre fois la distance Terre-Lune et fait donc partie du monde supralunaire, infirmant la théorie des sphères matérielles. Les sphères n'étaient donc qu'une vue de l'esprit.

Cette immuabilité du monde supralunaire avait été remise en cause par l'observation d'une nova cinq ans auparavant. Celle-ci apparut puis disparut 18 jours plus tard, là où les objets étaient censés ne jamais mourir. <div style="clear:both;" />

[modifier] Possibilité physique du géocentrisme

Les arguments actuellement les plus souvent cités contre le géocentrisme ne sont ni le mouvement en cercles plus parfaits (qui n'est pas essentiel au géocentrisme), ni la parallaxe, mais l'impossibilité physique allégué qu'un corps plus léger comme la terre soit centre de gravitation pour un corps plus lourd comme le Soleil. Par contre, si on n'explique pas les mouvements des corps célestes comme suites de leurs gravitation et inertie (compris selon Newton, comme constance plutôt qu'absence de mouvement), mais d'une manière métaphysique, le géocentrisme reste possible de cette coté : "Aristote ... affirmait que les corps célestes sont mus par des substances spirituelles ; et il a tenté de fixer leur nombre selon le nombre des mouvements qui se manifestent dans les astres. Il ne pensait pas que des substances spirituelles exercent une influence immédiate sur des corps inférieurs, sauf peut-être les âmes humaines agissant sur leur corps. Et cela parce qu’il n’estimait pas qu’il puisse y avoir dans les corps inférieurs d’autres activités que leurs activités naturelles, pour lesquelles suffisait le mouvement transmis par les corps célestes. Mais nous croyons que beaucoup de choses s’accomplissent dans les corps inférieurs en dehors de leurs activités naturelles, qui ne peuvent s’expliquer suffisamment par l’action des corps célestes ; nous estimons donc nécessaire de tenir que les anges ont une influence immédiate non seulement sur les corps célestes, mais même sur les corps inférieurs." St Thomas d'Aquin, Somme Théologique, I, Q110, puis regarder A1, ad 2.