Un point d’Histoire

Nous allons l’observer ici : l’histoire est faite de rebondissements. Bien que les documents proposés présentent une vision linéaire des faits historiques, il faut cependant garder à l’esprit que ceux-ci sont avant tout une (re)construction. Ainsi, de nombreux sujets font débat parmi les historiens, dont, par exemple, l’attribution de l’invention du télescope à Galilée. Ainsi, il est important de rappeler que l’histoire n’est pas juste un récit de ce qu’il s’est passé, mais un consensus qui rassemble diverses types de preuves (archéologiques, littéraires, témoignages, etc.). Par exemple, auparavant, les historiens parlaient d’ « invasions barbares » pour nommer les périodes de grandes migrations durant le début du Moyen-Âge. 


L’étymologie même du mot “histoire” désigne, en grec ancien, les connaissances acquises par l’enquête. Il est donc important de retrouver, en partie, le processus de l’historien.

 Partie 1 : les représentations à travers l’histoire

Cette première partie permet de familiariser les élèves avec des documents historiques. 

Les documents sont pour la plupart des traces écrites historiques qui permettent de se rendre compte de l’évolution des démarches/découvertes scientifiques, des mentalités, ainsi que la manière dont ont été reçues les remises en questions provoquées par l’héliocentrisme. Ces documents peuvent vous servir à établir une chronologie personnelle et dégager une compréhension plus globale des évènements que vous ne verrez peut-être pas en classe. 

Les documents 2 et 4, quant à eux, correspondent respectivement au modèle géocentrique et au modèle héliocentrique. Les noms latins ressemblant fortement aux noms que les élèves auront entendus durant des échanges précédents sur le thème de l’Astronomie, il sera peut-être possible de faire le rapprochement entre certains (exemple : Luna → Lune, Mercurii → Mercure, etc.). En utilisant les documents 2 et 4, les élèves peuvent à leur tour dessiner et modéliser la manière dont on concevait le système solaire selon les époques.

Document 1 : les représentations durant l’Antiquité

“ Si donc la terre est maintenant forcément en repos et immobile, c’est qu’elle a été portée aussi au centre, par la rotation. Du moins, c’est là la cause que tout le monde assigne à ce phénomène, en empruntant cette explication au mouvement des corps dans les liquides et aux faits qu’on observe dans l’air ; car toujours dans l’eau et dans l’air, les corps les plus gros et les plus lourds sont portés au centre du tourbillon. C’est là ce qui a conduit tous les philosophes qui croient que le monde a été créé, à soutenir que la terre s’est, par cette cause, portée vers le centre. Puis, recherchant la cause de son immobilité, les uns disent que c’est sa largeur et sa grosseur qui en sont causes ; les autres, comme Empédocle, prétendent que la révolution du ciel qui se fait circulairement et qui est beaucoup plus rapide, empêche le mouvement de la terre, qui est absolument retenue comme l’eau dans les vases que l’on fait tourner […].Il est donc évident que la terre doit être nécessairement au centre et y être immobile, soit d’après les causes que l’on vient d’expliquer, soit par cette autre cause que les corps graves lancés de force en l’air, une fois parvenus à leur niveau, reviennent au même point, quand bien même la force qui les aurait poussés les lancerait à l’infini. On voit donc bien évidemment, par tous ces motifs, que la terre ne se meut pas et qu’elle n’est pas en dehors du centre.”

Aristote, Traité du ciel, trad. Par C. Dalimier et P. Pellegrin, Flammarion, Paris, 2004.

Commentaire : Aristote (384 – 322 av. J.C.) est un philosophe bien connu de l’Antiquité. À l’époque, le philosophe est celui qui passe son temps libre à étudier la “philosophie naturelle” ; un terme qui désigne l’étude de la physique, métaphysique et des mathématiques. Le fait que la terre soit immobile est un élément important, qui justifie l’alternance jour-nuit du géocentrisme. Ce n’est qu’en acceptant l’idée que la terre tourne sur elle-même que le modèle héliocentrique fonctionne.


Document 2 : les représentations de l’Antiquité et du Moyen-Âge

Crédit image:
http://cache.media.education.gouv.fr/image/Planete_Terre_/98/0/image_35_616980.png?ts=1472111775

Commentaire : Tiré d’un ouvrage du Moyen-Âge, c’est une représentation du système solaire selon Ptolémée (90-168 ap. J.C.). Claudius Ptolemaeus est un astronome grec qui vécut à Alexandrie. Il se base sur les connaissances du monde gréco-romain pour publier des traités scientifiques. Sa représentation du système solaire géocentrique se base ainsi sur le modèle d’Hipparque (entre 190 et 120 av. J.C.), un des plus grands astronome de l’Antiquité (qui avait pour seule technique l’observation). Ce modèle persistera durant la période du Moyen-Âge.


Document 3 : les représentations selon les textes bibliques

“Au commencement, Dieu créa les cieux et la terre. […] Dieu dit: Que la lumière soit! Et la lumière fut. […] Dieu appela la lumière jour, et il appela les ténèbres nuit. Ainsi, il y eut un soir, et il y eut un matin: ce fut le premier jour. Dieu dit: Qu’il y ait une étendue entre les eaux, et qu’elle sépare les eaux d’avec les eaux. Et Dieu fit l’étendue, et il sépara les eaux qui sont au-dessous de l’étendue d’avec les eaux qui sont au-dessus de l’étendue. Et cela fut ainsi. Dieu appela l’étendue ciel. Ainsi, il y eut un soir, et il y eut un matin: ce fut le second jour. Dieu dit: Que les eaux qui sont au-dessous du ciel se rassemblent en un seul lieu, et que le sec paraisse. Et cela fut ainsi. Dieu appela le sec terre, et il appela l’amas des eaux mers. Dieu vit que cela était bon. […] Dieu dit: Qu’il y ait des luminaires dans l’étendue du ciel, pour séparer le jour d’avec la nuit; que ce soient des signes pour marquer les époques, les jours et les années; et qu’ils servent de luminaires dans l’étendue du ciel, pour éclairer la terre. Et cela fut ainsi. Dieu fit les deux grands luminaires, le plus grand luminaire [Soleil] pour présider au jour, et le plus petit luminaire [Lune] pour présider à la nuit; il fit aussi les étoiles. Dieu les plaça dans l’étendue du ciel, pour éclairer la terre, pour présider au jour et à la nuit, et pour séparer la lumière d’avec les ténèbres. Dieu vit que cela était bon. Ainsi, il y eut un soir, et il y eut un matin: ce fut le quatrième jour.”

Extrait de la Bible, La Genèse, Livre 1.

Commentaire : Nous pouvons ici constater que dans ce texte, la terre est d’abord faite, puis le soleil, la lune et les étoiles sont placés en fonction de celle-ci. Si ce modèle géocentrique est si prédominant durant la période du Moyen-Âge, c’est qu’il corrobore les écrits sacrés de l’Église. Remettre en question le géocentrisme, c’est donc remettre en question la validité de ses écrits, alors même que l’Église est celle qui dicte les bonnes mœurs et l’éducation de la société. De plus, à l’exception des plus riches, l’Église est également la seule à détenir le savoir. En effet, au Moyen-Âge, les livres sont extrêmement coûteux. Un seul ouvrage équivalait au prix d’une ferme. L’Église possède donc la main mise sur le savoir, la manière dont il circule et est accessible. Les petites gens n’ont d’autre choix que de faire confiance aux paroles des ecclésiastiques qui sont les seuls à avoir accès aux écrits et souvent seuls à pouvoir les déchiffrer (analphabétisme). La critique ouverte de Copernic sur le géocentrisme vient donc semer le doute sur qui détient vraiment le savoir et la vérité. Et pourtant… Copernic ne sera jamais condamné, contrairement à son successeur Galilée (voir commentaire Document 5).


Document 4 : le modèle de Copernic

Il s’agit de la représentation du système solaire, tiré de l’ouvrage de Copernic (« Des révolutions des sphères célestes » ; De revolutionibus orbium coelestium, imprimé pour la première fois en 1543). De la même manière qu’avec le système précédent, on peut demander aux élèves de déduire les planètes qu’ils reconnaissent en latin.
Il est peut-être important de mentionner que même si ce modèle est admis aujourd’hui, il comporte encore des erreurs (la forme des orbites, la manière dont sont placées les étoiles : les étoiles ne tournent pas autour de la terre mais sont dispersées dans l’univers, etc.). Une des grandes forces du modèle héliocentrique est qu’il permet de relier logiquement la période de révolution des planètes et la distance des planètes par rapport au centre, le soleil.


Document 5 : lettre de Copernic au Pape Paul III

“Ayant ainsi posé les mouvements que, plus bas dans mon ouvrage, j’assigne à la Terre, j’ai enfin découvert, au terme d’un examen soutenu et long, que si l’on mettait en rapport les mouvements des autres planètes avec un mouvement circulaire de la Terre, et que si l’on calculait ces mouvements pour la révolution, non seulement leurs apparences (1) s’en déduisent, mais aussi l’ordre de tous les astres et de tous les orbes (2) et leurs dimensions ; et le ciel lui-même est si bien agencé qu’on ne peut rien changer dans aucune de ses parties sans introduire une confusion dans les autres parties de l’Univers tout entier. C’est pourquoi nous n’avons pas honte de soutenir que tout ce qui est au-dessous de la Lune, avec le centre de la Terre, décrit parmi les autres planètes une grande orbite autour du Soleil, qui est le centre du monde, et que ce qui paraît être un mouvement du Soleil est en réalité un mouvement de la Terre.”

Copernic, lettre au pape Paul III dans une préface du De Revolutionibus Orbium Coelestium, 1543, dans OEuvres complètes, tome 1, Berlin, 1974.

(1) Leurs positions observées depuis la Terre; (2) La trajectoire d’une planète.

Commentaire : Comme énoncé plus haut, Copernic (1473-1543) ne sera pas inquiété pour ses travaux qui remettent en question les écrits sacrés de l’église. Il dédiera même son ouvrage au Pape Paul III, dont il enverra une copie. Comment cela se fait-il ? Plusieurs hypothèses historiques font débat : 

  • Copernic étant lui-même un chanoine (une sorte de fonctionnaire de l’église) et jouissait du soutien d’une petite communauté d’ecclésiastiques.
  • Le modèle héliocentrique était si invraisemblable à l’époque que personne ne l’a pris au sérieux. Le pouvoir de l’Église romaine était presque absolu durant cette période ; il craint peu les remises en question. Nous pouvons supposer que ce n’est que lorsque l’Eglise romaine perdra de sa suprématie, suite à plusieurs schismes (ainsi que des transformations économiques et sociales complexes) que les scientifiques et grands penseurs seront plus vivement condamnés. Ainsi, lorsque Galilée (1564-1642) tentera de démontrer que le modèle copernicien est plausible, ses travaux seront censurés.
  • Copernic fait part de ses découvertes entouré par les églises protestantes. Ces dernières se montrent beaucoup plus flexibles que l’église catholique. Alors que Rome se sent obligée de réagir fermement à toute remise en doute de son pouvoir, les cardinaux issus du Protestantisme, eux, expliquent dans leurs écrits que plusieurs modèles sur le fonctionnement de l’univers cohabitent et émettent la possibilité de vie sur d’autres planètes. Copernic n’était certainement pas le seul à soutenir la théorie héliocentrique.

Document 6 : résumé des grands personnages historiques

https://www.youtube.com/watch?v=JxLi_ViYGUM

Commentaire : Vidéos qui récapitule les évènements historiques qui ont mené à l’héliocentrisme. Cela peut servir de résumé.


Avancées des conceptions historiques

Ptolémée90-168 ap. J.C.•Géocentrisme
•Terre immobile
•Conception de la terre entourée de couches successives concentriques (oignon), contenant chacune une planète qui “flotte” dans un liquide parfait et qui n’oppose aucune résistance. 
•Épicycles et points équants pour expliquer les mouvements rétrogrades des planètes.
Copernic1473-1543•Héliocentrisme (le centre se trouve près du soleil)
•La terre tourne sur elle-même 
•Refus de l’utilisation du point équant, mais utilise les épicycles qui servent seulement à expliquer des erreurs bien plus petites qu’avec le modèle précédent.
Kepler1571-1630•Héliocentrisme (soleil = vrai centre)
•Les orbites ne sont plus rondes mais des ellipses.
•Plus la planète est proche du soleil, plus elle accélère (rejet des épicycles).
Galilée1564-1642•Héliocentrisme
•Découvertes challengent les croyances en place:
– lune a des aspérités alors que la TH de Ptolémée la considère comme un corps parfait.
– Copernic: seule la lune tourne autour de la terre → invalidé par les observations de Jupiter et de ses satellites → la terre n’est pas le centre de tout ! (+ plus les satellites sont proches, + ils tournent vites).
•Rejette la théorie des ellipses de Kepler.

Partie 2 : tenter de prouver l’héliocentrisme

Si vous souhaitez aller plus loin, cette Partie 2 propose de faire les mêmes observations que Galilée, grâce au programme WinStars 3.

Maintenant que les élèves tiennent pour acquis l’existence de différents modèles qui ont évolué au cours de l’Histoire, nous pouvons nous attarder sur la manière dont l’héliocentrisme tend à être démontré. En effet, Copernic  (1473-1543) pressentait par ses observations que l’héliocentrisme était le modèle scientifique qui était au plus proche de la réalité, mais il était encore incapable de le prouver car la technologie de l’époque n’était assez avancée. Copernic possédait une hypothèse révolutionnaire. Pourtant, il fallut attendre le 17ème siècle, avec l’invention de la lunette de Galilée, pour pouvoir réaliser les observations qui allaient confirmer ce que Copernic avait énoncé quatre-vingt ans plus tôt.

Commentaire : Ce sont les deux seuls télescopes qui nous sont parvenus et que Galilée a lui-même construits (conservés au Musée Galilée, à Florence). Le type de télescope que le savant italien construit est révolutionnaire pour l’époque, car il permet d’agrandir les images jusqu’à 30 fois. 

S’ensuit alors plusieurs observations remarquables :

  • 1609 : Alors qu’Aristote (384 – 322 av. J.C) et d’autres savants de l’Antiquité décrivaient la lune comme une sphère lisse et parfaite, Galilée s’aperçoit que sa surface est accidentée (voir Document 3). 
  • 1610 : l’astronome observe Jupiter et ses quatres satellites. En consignant leurs positions (Document 4), il s’aperçoit que ces satellites bougent régulièrement de part et d’autre de la planète et que l’orbite est ce qui explique ces mouvements. Cette observation, pour Galilée, confirme l’idée que les astres plus petits sont en mouvement autour des plus grands. Si ses observations sont justes, alors il est possible que la terre tourne autour du soleil.

Document 2: Extrait des écrits de galilée concernant son télescope

Quel spectacle magnifique et passionnant que de voir le corps lunaire, éloigné de nous de presque 60 rayons terrestres, rapproché au point de nous sembler seulement éloigné de deux rayons : son diamètre nous apparaît ainsi 30 fois plus grand, sa surface 900 fois et son volume environ 27 000 fois plus grand qu’à l’oeil nu. Avec la certitude de l’expérience sensible, nous apprenons ainsi qu’il n’est pas vrai que la Lune soit entièrement revêtue d’une surface lisse et polie mais au contraire accidentée et inégale et recouverte, tout comme la face de la Terre, de hautes [montagnes], de profondes vallées et [crevasses]. […] J’ai découvert et observé toutes ces choses il y a peu de temps au moyen d’une lunette que j’ai imaginée. Il y a environ dix mois, la rumeur parvint à mes oreilles qu’un certain Belge aurait élaboré un jeu de verres, grâce auquel des objets visibles, quelle que soit leur distance de l’œil, se voyaient distinctement comme s’ils étaient tout proches. […] cela eut finalement pour conséquence que je m’appliquai entièrement à la recherche des principes ainsi qu’à la conception des moyens par lesquels je pourrais parvenir à l’invention d’un instrument semblable ; cette invention, peu après, en m’appuyant sur la théorie de la réfraction, je l’ai réalisée. Je me suis d’abord fabriqué un tube de plomb aux extrémités duquel j’ai adapté deux lentilles de verre, toutes deux planes d’un côté, mais l’une sphériquement convexe et l’autre concave du côté opposé ; ensuite, en approchant mon oeil de la lentille concave, j’ai vu les objets assez grands et rapprochés. […] J’en suis arrivé à me construire un instrument d’une qualité si grande que les choses vues à travers lui apparaissent presque 1000 fois plus grande et plus de 30 fois plus proches que si elles étaient regardées par les seuls moyens naturels.” 

Galilée, Le Messager Céleste, 1610.

Commentaire : tiré du traité d’astronomie de Galilée “sidereus nuncius”, traduit soit : Messager des étoiles ou Le Messager céleste, publié en 1610. Il est important de noter que bien que Galilée est connu pour les avancées remarquables qu’il a suscité en astronomie, son invention a d’abord été utilisée à des fins bien plus terrestres. En effet, grâce à cet outil, il était possible de repérer un navire sur la ligne d’horizon bien plus tôt qu’à l’œil nu (environ 2 heures avant). C’était également un atout technologique et stratégique lorsqu’il s’agit d’observer une autre ville de loin.


Document 3: Extrait du traité de Galilée

Crédit photo : http://homepages.ulb.ac.be/~pmarage/Galilee_Lune.pdf

Commentaire :  tiré du traité de Galilée, Messager des étoiles, 1610.


Document 4: Galilée consigne ses observations sur Jupiter et ses satellites

Commentaire : Galilée, grâce à son invention, observe que Jupiter est entourée de plusieurs astres qui font des mouvements de va et vient de chaque côté d’elle. Ce sont en réalité ses satellites : Io, Europe, Ganymède et Callisto. L’astronome italien comprend alors que si nous observons ces mouvements, c’est parce que ces astres sont en orbite autour de Jupiter. La loi de Newton (loi de gravitation universelle, 1687) n’est pas encore ancrée dans l’histoire des sciences et pourtant, Galilée a une compréhension instinctive du phénomène. En se basant sur ces observations, pour lui, il ne fait aucun doute qu’un astre massif comme le soleil soit aussi le centre, comme Jupiter, des orbites des autres astres proches de lui.

Les élèves peuvent reproduire ces observations grâce à WinStars 3, aux mêmes dates.


Document 5: le procès de Galilée

Nous disons, prononçons, sentencions et déclarons que toi, Galilée, […] t’es rendu envers ce Saint-Office (1) véhémentement suspect d’hérésie (2), ayant tenu cette fausse doctrine et contraire à l’Ecriture sainte et divine, que le Soleil soit le centre du monde et qu’il ne se meut pas de l’Orient à l’Occident, et que la Terre se meuve et ne soit pas le centre du monde […] ; et conséquemment tu as encouru toutes les censures et peines imposées et promulguées par les Sacrés Canons (3) et les autres constitutions générales et particulières contre de tels délinquants. De celles-ci, nous sommes contents de te délier (4) à condition que dès maintenant, avec un coeur sincère et une foi non feinte, tu abjures, maudisses et détestes devant nous les susdites erreurs et hérésies, et toute autre erreur et hérésie contraire à l’Eglise apostolique et catholique, de la manière et sous la forme prescrite par Nous. Et toutefois afin que ta grande faute, pernicieuse erreur et transgression que tu as faite, ne demeure tout à fait impunie, afin que tu sois à l’avenir plus retenu et serves d’exemple aux autres pour qu’ils s’abstiennent de semblables dénis, Nous ordonnons que, par un délit public, le Livre des Dialogues de Galiléo Galilée soit prohibé (5). Nous te condamnons à la prison formelle de ce Saint-Office, à Notre arbitre, et pour pénitence salutaire t’enjoignons de dire trois ans durant une fois par semaine les sept psaumes de la pénitence, Nous réservant la faculté de modérer, changer ou lever, en toute ou en partie, les susdites peines et pénitences. […] Nous, cardinaux soussignés, avons ainsi prononcé. 
Sentence prononcée par le tribunal du Saint-Office contre Galilée à l’issue de son procès, juin 1633, trad. dans Giorgio de Santillana, Le Procès de Galilée, 1955.
(1) Tribunal de l’Inquisition servant à juger les hérétiques
(2) Doctrine contraire à la fois catholique, généralement punie de mort
(3) : Législation de l’Eglise catholique romaine
(4) : Relaxer
(5) : Interdit

Commentaire : Suite à cette sentence, les travaux de Galilée sont considérés comme hérétiques. Bien qu’en 1616, l’ouvrage de Copernic est déjà mis à l’index par l’Inquisition, Galilée publie tout de même ses découvertes qui lui vaudront une sentence d’emprisonnement à perpétuité, alors qu’il était âgé de 69 ans.


Commentaire : Réalisée par un anonyme italien, la peinture date de 1680 et a donc été effectuée presque cinquante ans après les événements. Elle n’est donc pas contemporaine du procès de Galilée et c’est la raison pour laquelle nous devons approcher l’œuvre avec précaution. Pour utiliser la critique historique : nous ne connaissons pas qui était l’auteur, ni quelles étaient ses intentions au moment de la réalisation de l’œuvre, ni encore à quel point il possédait des détails sur ce qu’il s’est passé un demi-siècle plus tôt. Cette représentation graphique a tout de même été choisie car : 

  • elle est la représentation du procès la plus proche (en terme de temps) que nous ayons ; 
  • elle est préférable à une illustration moderne qui pourrait déformer d’autant plus la réalité (comme certaines représentations simplifiée des manuels scolaires).

Galilée est ici représenté vétu de noir, assis, tandis que les sept cardinaux lui font face.


Récapitulatif des dates et personnes importantes

ANTIQUITÉ  (-3000 à 476) 

  • Aristote (384 – 322 av. J.C.) : terre immobile et au centre.
  • Hipparque (entre 190 et 120 av. J.C.) : astronomie basée sur l’observation qui confirme Aristote.
  • Ptolémée (90-168 ap. J.C.) : crée le modèle géocentrique basé sur Hipparque.

MOYEN-ÂGE (476 à 1453)

  • Copernic (1473-1543)
    «Des révolutions des sphères célestes»; imprimé en 1543, achevé en 1530.
    Propose le modèle héliocentrique qui résout de nombreux problèmes.


ÉPOQUE MODERNE (1453 à 1789)

  • Galilée (1564-1642)
    1610 : Galilée fait ses observations sur Jupiter et ses satellites.
    1633: procès et censure de la thèse de Galilée et du modèle de Copernic.

  • Newton (1642-1727)
    Loi universelle de la gravitation, preuve qui explique les mouvements des planètes. Du fait de cette découverte, le modèle héliocentrique est prouvé