Tycho BraheEdit
Tycho Brahe (1546-1601) était un noble danois qui était bien connu comme astronome à son époque. De nouveaux progrès dans la compréhension du cosmos nécessiteraient de nouvelles observations plus précises que celles sur lesquelles Nicolaus Copernic s’est appuyé et Tycho a fait de grands progrès dans ce domaine. Tycho a formulé un géohéliocentrisme, c’est-à-dire que le Soleil se déplaçait autour de la Terre tandis que les planètes tournaient autour du Soleil, connu sous le nom de système tychonique. Bien que Tycho ait apprécié les avantages du système de Copernic, il ne pouvait, comme beaucoup d’autres, accepter le mouvement de la Terre.
En 1572, Tycho Brahe observe une nouvelle étoile dans la constellation de Cassiopée. Pendant dix-huit mois, elle a brillé dans le ciel sans parallaxe visible, indiquant qu’elle faisait partie de la région céleste des étoiles selon le modèle d’Aristote. Cependant, selon ce modèle, aucun changement ne pouvait avoir lieu dans les cieux. L’observation de Tycho a donc jeté un discrédit majeur sur les théories d’Aristote. En 1577, Tycho a observé une grande comète dans le ciel. D’après ses observations de la parallaxe, la comète est passée dans la région des planètes. Selon la théorie aristotélicienne, seul un mouvement circulaire uniforme sur des sphères solides existait dans cette région, ce qui rendait impossible l’entrée d’une comète dans cette région. Tycho a conclu que de telles sphères n’existaient pas, soulevant la question de ce qui maintenait une planète en orbite.
Avec le patronage du roi du Danemark, Tycho Brahe a établi Uraniborg, un observatoire à Hven. Pendant 20 ans, Tycho et son équipe d’astronomes ont compilé des observations astronomiques qui étaient beaucoup plus précises que celles effectuées auparavant. Ces observations s’avéreront vitales pour les futures percées astronomiques.
Johannes KeplerEdit
Kepler a trouvé un emploi en tant qu’assistant de Tycho Brahe et, à la mort inattendue de Brahe, l’a remplacé comme mathématicien impérial de l’empereur Rodolphe II. Il est alors en mesure d’utiliser les observations approfondies de Brahe pour réaliser des percées remarquables en astronomie, telles que les trois lois du mouvement planétaire. Kepler n’aurait pas été en mesure de produire ses lois sans les observations de Tycho, car elles lui ont permis de prouver que les planètes se déplacent en ellipse et que le Soleil ne se trouve pas directement au centre d’une orbite mais à un foyer. Après Kepler, Galileo Galilei a développé son propre télescope avec un grossissement suffisant pour lui permettre d’étudier Vénus et de découvrir qu’elle a des phases comme la lune. La découverte des phases de Vénus a été l’une des raisons les plus influentes de la transition du géocentrisme à l’héliocentrisme. Les Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica de Sir Isaac Newton ont conclu la révolution copernicienne. Le développement de ses lois du mouvement planétaire et de la gravitation universelle expliquait le mouvement présumé lié aux cieux en affirmant une force gravitationnelle d’attraction entre deux objets.
En 1596, Kepler publia son premier livre, le Mysterium Cosmographicum, qui fut le deuxième (après Thomas Digges, en 1576) à entériner la cosmologie copernicienne par un astronome depuis 1540. Le livre décrit son modèle qui utilise les mathématiques pythagoriciennes et les cinq solides de Platon pour expliquer le nombre de planètes, leurs proportions et leur ordre. Le livre a suscité suffisamment de respect de la part de Tycho Brahe pour que Kepler soit invité à Prague et devienne son assistant.
En 1600, Kepler s’est mis à travailler sur l’orbite de Mars, la deuxième plus excentrique des six planètes connues à l’époque. Ce travail constitue la base de son livre suivant, l’Astronomia nova, qu’il publie en 1609. Ce livre défendait l’héliocentrisme et les ellipses pour les orbites planétaires au lieu des cercles modifiés par les épicycles. Ce livre contient les deux premières de ses trois lois éponymes du mouvement planétaire. En 1619, Kepler publie sa troisième et dernière loi qui montre la relation entre deux planètes au lieu du mouvement d’une seule planète.
Le travail de Kepler en astronomie était en partie nouveau. Contrairement à ceux qui l’ont précédé, il a écarté l’hypothèse selon laquelle les planètes se déplaçaient selon un mouvement circulaire uniforme, la remplaçant par un mouvement elliptique. De même, comme Copernic, il a affirmé la réalité physique d’un modèle héliocentrique par opposition à un modèle géocentrique. Pourtant, malgré toutes ses avancées, Kepler ne pouvait pas expliquer la physique qui maintiendrait une planète dans son orbite elliptique.
Les lois de Kepler sur le mouvement planétaireModifier
1. La loi des ellipses : Toutes les planètes se déplacent sur des orbites elliptiques, avec le Soleil à un foyer. 2. La loi des aires égales en temps égal : Une ligne qui relie une planète au Soleil balaie des aires égales en temps égal. 3. La loi de l’harmonie : Le temps nécessaire à une planète pour tourner autour du Soleil, appelé sa période, est proportionnel au grand axe de l’ellipse élevé à la puissance 3/2. La constante de proportionnalité est la même pour toutes les planètes.
Galileo GalileiEdit
Galilée Galilei était un scientifique italien qui est parfois désigné comme le « père de l’astronomie d’observation moderne ». Ses améliorations du télescope, ses observations astronomiques et son soutien au copernicanisme ont tous fait partie intégrante de la révolution copernicienne.
S’appuyant sur les conceptions de Hans Lippershey, Galilée a conçu son propre télescope qu’il a, l’année suivante, amélioré pour atteindre un grossissement de 30x. Grâce à ce nouvel instrument, Galilée réalise un certain nombre d’observations astronomiques qu’il publie dans le Sidereus Nuncius en 1610. Dans ce livre, il décrit la surface de la Lune comme étant rugueuse, inégale et imparfaite. Il note également que « la frontière qui sépare la partie brillante de la partie sombre ne forme pas une ligne ovale uniforme, comme cela se produirait dans un solide parfaitement sphérique, mais est marquée par une ligne inégale, rugueuse et très sinueuse, comme le montre la figure. » Ces observations remettaient en cause l’affirmation d’Aristote selon laquelle la Lune était une sphère parfaite et l’idée plus large que les cieux étaient parfaits et immuables.
La prochaine découverte astronomique de Galilée allait s’avérer surprenante. Alors qu’il observait Jupiter pendant plusieurs jours, il remarqua quatre étoiles proches de Jupiter dont les positions changeaient d’une manière qui aurait été impossible si elles étaient des étoiles fixes. Après de nombreuses observations, il conclut que ces quatre étoiles étaient en orbite autour de la planète Jupiter et qu’il s’agissait en fait de lunes et non d’étoiles. Cette découverte était radicale car, selon la cosmologie aristotélicienne, tous les corps célestes tournent autour de la Terre et une planète avec des lunes contredisait évidemment cette croyance populaire. Tout en contredisant la croyance aristotélicienne, elle soutenait la cosmologie copernicienne qui affirmait que la Terre est une planète comme toutes les autres.
En 1610, Galilée a observé que Vénus avait un ensemble complet de phases, similaires aux phases de la lune que nous pouvons observer depuis la Terre. Ceci était explicable par les systèmes copernicien ou tychonique qui disaient que toutes les phases de Vénus seraient visibles en raison de la nature de son orbite autour du Soleil, contrairement au système ptolémaïque qui affirmait que seules certaines des phases de Vénus seraient visibles. En raison des observations de Vénus par Galilée, le système de Ptolémée est devenu très suspect et la majorité des astronomes de premier plan se sont ensuite convertis à divers modèles héliocentriques, faisant de sa découverte l’une des plus influentes dans la transition du géocentrisme à l’héliocentrisme.
Sphère des étoiles fixesModification
Au XVIe siècle, un certain nombre d’auteurs inspirés par Copernic, tels que Thomas Digges, Giordano Bruno et William Gilbert ont plaidé pour un univers indéfiniment étendu, voire infini, les autres étoiles étant des soleils lointains. Cela contraste avec la vision aristotélicienne d’une sphère d’étoiles fixes. Bien qu’opposée par Copernic et Kepler (Galilée n’exprimant pas d’opinion), au milieu du 17e siècle, cette idée est devenue largement acceptée, en partie grâce au soutien de René Descartes.
Isaac NewtonEdit
Newton était un physicien et mathématicien anglais bien connu pour son livre Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica. Il était une figure principale de la révolution scientifique pour ses lois du mouvement et de la gravitation universelle. On dit que les lois de Newton sont le point final de la révolution copernicienne.
Newton a utilisé les lois du mouvement planétaire de Kepler pour dériver sa loi de la gravitation universelle. La loi de la gravitation universelle de Newton est la première loi qu’il a développée et proposée dans son livre Principia. Cette loi stipule que deux objets quelconques exercent l’un sur l’autre une force d’attraction gravitationnelle. L’ampleur de cette force est proportionnelle au produit des masses gravitationnelles des objets, et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare. Outre la loi de la gravitation universelle de Newton, les Principia présentent également ses trois lois du mouvement. Ces trois lois expliquent l’inertie, l’accélération, l’action et la réaction lorsqu’une force nette est appliquée à un objet.
Immanuel KantEdit
Immanuel Kant dans sa Critique de la raison pure (édition de 1787) établit un parallèle entre la « révolution copernicienne » et l’épistémologie de sa nouvelle philosophie transcendantale. La comparaison de Kant est faite dans la préface de la deuxième édition de la Critique de la raison pure (publiée en 1787 ; une révision lourde de la première édition de 1781). Kant soutient que, de même que Copernic est passé de la supposition de corps célestes tournant autour d’un spectateur immobile à un spectateur en mouvement, de même la métaphysique, « procédant précisément selon l’hypothèse première de Copernic », devrait passer de la supposition que « la connaissance doit se conformer aux objets » à la supposition que « les objets doivent se conformer à notre connaissance ».
On a beaucoup parlé de ce que Kant voulait dire en parlant de sa philosophie comme « procédant précisément sur les lignes de l’hypothèse primaire de Copernic ». Il y a eu une discussion de longue date sur la pertinence de l’analogie de Kant parce que, comme la plupart des commentateurs le voient, Kant a inversé le mouvement primaire de Copernic. Selon Tom Rockmore, Kant lui-même n’a jamais utilisé l’expression « révolution copernicienne » à son sujet, bien qu’elle ait été « couramment » appliquée à son travail par d’autres.