Aristarque de samos

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Aristarque de Samos
Statue d'Aristarque de Samos à l'université de Thessalonique
Naissance	-310 Samos (Grèce)
Décès	-230 ()
Champ(s)	Astronomie, mathématiques
Célèbre pour	Première théorie sur le mouvement des astres, précurseur de l'héliocentrisme

Aristarque de Samos, en grec ancien Ἀρίσταρχος (env. 310 – 230 av. J.-C.), né à Samos, en Grèce, est un astronome et un mathématicien.

On sait peu de choses sur la vie d'Aristarque de Samos, sinon qu'il fut probablement l'élève de Straton de Lampsaque, au temps où celui-ci enseignait à Alexandrie, en -287.

De ses écrits ne nous est parvenu que l'ouvrage Sur les dimensions et des distances du Soleil et de la Lune. Il est fort probable qu'il ait écrit d'autres ouvrages disparus lors de la destruction de la bibliothèque d'Alexandrie. Sa théorie sur l'héliocentrisme, d'environ -280, nous est connue grâce aux commentaires d'Archimède :

« Vous n'êtes pas sans savoir que par l'Univers, la plupart des Astronomes signifient une sphère ayant son centre au centre de la Terre (...). Toutefois, Aristarque de Samos a publié certains écrits sur les hypothèses astronomiques. Les présuppositions qu'on trouve dans ses écrits suggèrent un univers beaucoup plus grand que celui mentionné plus haut. Il commence en fait avec l'hypothèse que les étoiles fixes et le Soleil sont immobiles. Quant à la terre, elle se déplace autour du soleil sur la circonférence d'un cercle ayant son centre dans le Soleil.  »

— Archimède, Préface du traité L’arénaire.

Il semblerait aussi qu'il ait inventé un gnomon hémisphérique plus performant que ceux de son époque.

L'astéroïde (3999) Aristarque a été nommé en son honneur.

Le mathématicien et l'astronome

Aristarque eut l'intuition du mouvement de la Terre sur elle-même et autour du Soleil.

Ses mesures du diamètre et distance de la Lune et du Soleil sont remarquables davantage pour leur ingéniosité et les méthodes mathématiques utilisées que pour leur exactitude^[1].

Aristarque de Samos avait déjà observé que la Lune met à peu près une heure à parcourir une distance égale à son diamètre. Il observe d'autre part que les éclipses de Lune durent deux heures. Il en conclut que la lune reste entièrement dans le cylindre d'ombre de la Terre durant deux heures et démontre alors que le diamètre de ce cylindre est égal à 3 diamètres de Lune. Il en conclut que le diamètre de la Terre est trois fois plus grand que celui de la Lune. Outre des imprécisions dans les évaluations, Aristarque commet une erreur de raisonnement en parlant de cylindre d'ombre sans tenir compte des cônes de pénombre. La Terre est en réalité 3,7 fois plus grosse que la lune.

Il mesure ensuite sous quel angle on voit la Lune de la Terre. Il trouve 2°. Grâce à des considérations géométriques compliquées maintenant rendues plus simple par la trigonométrie, il peut en déduire la distance Terre-Lune en fonction du diamètre de la lune (28,5 diamètres de Lune). Cependant sa mesure est gravement imprécise : l'angle est en réalité beaucoup plus petit (0,5°) et place donc la Lune beaucoup plus loin de la Terre. Un calcul plus précis était tout à fait réalisable à son époque et fut conduit par Hipparque (162–126 av. J.-C.).

Pour la distance Terre-Soleil (T-S), il observe la lune lors d'un de ses quartiers exacts. L'angle Terre-Lune-Soleil est alors droit. Terre, Lune et Soleil dessinent un triangle rectangle TLS, rectangle en L. Il lui suffit de mesurer l'angle Soleil, Terre, Lune. Il en déduit alors un encadrement du rapport des distances Lune-Soleil et Terre-Soleil. Il trouve pour l'angle Soleil, Terre, Lune un angle presque droit (90° - 3°). Il démontre alors que la distance Terre-Soleil est environ 19 fois plus grande que la distance Terre-Lune. Malheureusement, sa mesure est gravement fausse. Seul des instruments précis qui n'apparaîtront que plus de mille ans plus tard permettront d'évaluer cet angle à 90° - 0,15°. Ce qui place le Soleil 20 fois plus loin.

Méthode d'Aristarque de Samos pour calculer la distance Terre-Soleil

Le Soleil ayant approximativement le même diamètre apparent que la Lune, cela signifie que son diamètre réel est 19 fois plus grand (en réalité 400 fois plus grand).

C'est à l'éclairage de ce résultat qu'Aristarque commence à douter de la théorie du géocentrisme : il lui semble plus logique que les planètes plus petites tournent autour des planètes plus grandes. Il place donc le Soleil au centre de l'univers et décrit le mouvement de la Terre comme une rotation sur elle-même combinée avec un mouvement circulaire autour du soleil.

Cependant, si la Terre se déplace, elle devrait voir les étoiles fixes suivant un angle différent selon la période de l'année. Aristarque émet l'hypothèse que cette différence d'angle (parallaxe) existe bien mais n'est pas décelable car les étoiles fixes sont situées très loin de la Terre. Son hypothèse est exacte. Cette parallaxe est maintenant mesurable.

Les opposants

Toutes ces imprécisions et la force des préjugés de son époque expliquent le fait que cette hypothèse soit rapidement tombée dans l'oubli. Ses détracteurs (Archimède, Cleanthes) lui reprochent de mettre à mal la physique d'Aristote. Leurs arguments sont principalement :

• la Terre en tant que siège de l'élément le plus lourd a sa place naturelle au centre du monde (et pourtant Aristarque a prouvé que le Soleil était beaucoup plus volumineux que la Terre) ; c'est l'argument philosophique du géocentrisme ;
• le mouvement circulaire n'est pas naturel. Le mouvement naturel est rectiligne ;
• si la Terre se déplaçait, on verrait les étoiles suivant des angles différents en été et en hiver (et pourtant Aristarque a répondu à cette objection) ;
• si la Terre tournait autour d'elle-même d'ouest en est, les objets non fixés sur la terre s'envoleraient vers l'ouest. (Il faut attendre Galilée pour réfuter cet argument — qui évoque un déplacement supposé très supérieur à l'accélération de Coriolis) ;
• il est sacrilège d'avoir déplacé le foyer du monde et de s'être opposé au dogme de la Terre-divinité et du feu d'Hestias.

Sa théorie présente un contraste saisissant avec la future cosmologie de Ptolémée.

Le commentateur d'Aristote

Il est aussi à l'origine, donc vers 270 av. J.-C., d'un genre philosophique qui se développera : le commentaire des ouvrages d'Aristote, sous forme d'une explication continue et linéaire. Cela dit, le premier connu des commentateurs d'Aristote reste Alexandre d'Aphrodise, vers 200 ap. J.-C.

Bibliographie

Oeuvre

• Traité sur les grandeurs et les distances du Soleil et de la Lune (vers 280 av. J.-C.), traduction du Comte de Fortia D'Urban (Firmin Didot, Paris - 1823).

Études sur Aristarque de Samos

• Heath, Thomas L., Aristarchus of Samos - The Ancient Copernicus, A history of Greek astronomy to Aristarchus together with Aristarchus, treatise on the sizes and distances of the sun and moon, a new Greek text with translation and notes, Oxford University Press, 1913. (ISBN 0-486-43886-4)

Notes

Voir aussi

Lien interne

• Histoire de l'astronomie
• Nicolas Copernic

Lien externe

• (fr) Une démonstration d'Aristarque

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