Histoire des sciences

Programme :

1.    L’observation du ciel à l’œil nu a permis d’identifier rapidement, outre le Soleil et la Lune, les « astres errants » que sont les cinq planètes Mercure, Venus, Mars, Jupiter, et Saturne. Les mouvements apparents de ces objets sur la « voute céleste » ont d’abord été étudiés à des fins de prédiction d’évènements jugés significatifs.
2.    Le modèle géométrique de Ptolémée au IIe siècle de notre ère est une première formalisation de ces mouvements apparents. Il permet en particulier de rendre compte du mouvement rétrograde des planètes, typiquement de Mars. Prédictif, mais non explicatif, d’une précision inégalée, il sera utilisé pendant plus de 15 siècles.
3.    La surprenante machine d'Anticythère, du nom de l’île grecque à proximité de laquelle ses fragments ont été retrouvés en 1901, est un véritable calculateur analogique destiné à reproduire les mouvements des planètes connues à l’époque de sa conception (estimée au 2e siècle avant notre ère), du Soleil et de la Lune.
4.    Au XVIe siècle, Nicolas Copernic remet le Soleil au centre du système. Ce modèle héliocentrique avait déjà été proposé par des astronomes de l’antiquité, tels que Aristarque en 310-230 avant notre ère, et réfuté sur la base d’arguments d’autorité. Galilée observe les lunes de Jupiter avec sa lunette astronomique et pose le principe de relativité. Les données minutieusement collectées par Tycho Brahé permettent à Johannes Kepler d’énoncer ses trois lois des trajectoires, devenues elliptiques, des planètes autour du Soleil.
5.    Isaac Newton explique ces trajectoires elliptiques par sa loi de la gravitation : le Soleil exerce sur chacune des planètes une force proportionnelle à leur masse et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare. Universelle, cette loi s’applique à d’autres corps célestes. Il en est ainsi des comètes dont la trajectoire autour du Soleil devient prévisible. L’identification de la planète Uranus, puis la découverte de Neptune, sont d’autres succès à mettre au crédit de la théorie newtonienne. 
6.    La théorie de la relativité générale d’Albert Einstein en 1915 est une théorie de la gravitation qui permet d’expliquer le phénomène de l’avance du périhélie de Mercure. En 1989, le mathématicien Jacques Laskar montre que le mouvement des planètes est chaotique. Une des premières conséquences est l’impossibilité de prédire leur mouvement sur une durée de plus de 60 millions d’années.