Précession des équinoxes

Précession des équinoxes
Mouvement de précession.
Trajet de l'axe du pôle Nord sur la voûte céleste, dû à la précession (en supposant une vitesse de précession et une obliquité constantes)
Trajet de l'axe du pôle Sud sur la voûte céleste, dû à la précession (en supposant une vitesse de précession et une obliquité constantes)

La précession des équinoxes est le lent changement de direction de l'axe de rotation de la Terre.

Sommaire

Description du phénomène

Article connexe : précession.

Ce changement de direction est provoqué par le couple qu'exercent les forces de marées de la Lune et du Soleil sur le renflement équatorial de la Terre. Ces forces tendent à amener l'excès de masse présent à l'équateur vers le plan de l'écliptique. La Terre étant en rotation, ces forces ne peuvent changer l'angle entre l'équateur et l'écliptique mais provoquent un déplacement de l'axe de rotation de la Terre dans une direction perpendiculaire à cet axe et au couple. Mis à part les petites perturbations agissant sur ce déplacement (par exemple la nutation), l'axe de la Terre décrit la surface d'un cône ou « entonnoir » à la manière d'une toupie. Ce mouvement aboutit à déplacer l'orientation du pôle Nord parmi les étoiles, en sorte que, au fil des siècles, nous changeons d'étoile polaire. Ce mouvement de l'axe des pôles terrestres entraîne avec lui celui de l'équateur, et de ce fait, le point vernal, ou point équinoxial, précède chaque année sa position antérieure sur l'équateur par rapport à l'écliptique. Pour cette raison ce mouvement est appelé précession des équinoxes. Le point équinoxial effectue de la sorte à reculons un tour complet de l'écliptique en plus ou moins 25 800 années et l'axe de la Terre décrit en ce même temps un cône complet.

Une des conséquences de ce déplacement est que la position des étoiles sur la sphère céleste dans le système de coordonnées équatoriales change aussi. Actuellement, l'étoile brillante la plus proche du pôle nord céleste (dont elle n'est distante que d'environ 1°) est α Ursae Minoris (m 1,97) dite aussi l'étoile polaire. Dans le passé, vers 3000 av. J.-C., c'était l'étoile α Draconis (Thuban) qui servait d'étoile polaire mais elle était beaucoup moins lumineuse que l'étoile polaire. Par contre, dans environ 8 000 ans Alpha Cygni (Deneb, 1,25m) puis dans environ 12 000 ans la très brillante Alpha Lyrae (Vega, 0,03m) seront à leur tour l'étoile polaire, quoiqu'avec une erreur d'au moins 4 degrés. Dans l'hémisphère sud, les ciels nocturnes sont actuellement relativement dépourvus d'étoiles brillantes dans la région du pôle : l'étoile Sigma Octantis, quoique fort proche, est vraiment trop faible pour être visible (5,5m). Dans environ 13 000 ans, ce sera au tour d'Eta Columbae (4m) d'être au plus proche du pôle sud céleste, dont elle en est actuellement au plus éloigné.

Comme l'orbite de la Lune est inclinée par rapport au plan de l'écliptique, l'action de la Lune vient légèrement perturber la précession en y ajoutant de petites oscillations dont la période est de 18,6 ans. Cet effet s'appelle la nutation.

À cause de la précession des équinoxes, la durée du cycle des saisons (année tropique) est environ 20 minutes plus courte que le temps que met la Terre pour occuper la même position par rapport aux étoiles (année sidérale). Cette différence est importante pour les calendriers et leurs règles concernant les années bissextiles.

La valeur actuelle du déplacement est de 50,290966" par an, soit environ 1° pour 72 ans.

Histoire de la découverte

Hipparque a découvert, aux environs de -130, le phénomène de la précession. Le premier, il en a laissé une estimation. En comparant ses mesures de la position de Alpha Virginis (Spica), une étoile proche de l'écliptique, par rapport au point vernal avec celles effectuées par les astronomes des siècles précédents, comme Timocharis d'Alexandrie et les astronomes babyloniens et chaldéens, il montra que le point vernal s'était déplacé de 2° par rapport à α Virginis. Il montra aussi que ce mouvement concernait aussi d'autres étoiles et valait au moins 1° par siècle[1].

Au début du 20e siecle l'allemand Schnabel avance des arguments que c'est à l'astronome babylonien Kidinnu que la découverte appartient, mais son affirmation a été contestée[2]

La question si l'on devrait accorder la primauté de la découverte à quelque civilisation d'avant les Grecs a été largement débattue en dehors des cercles académiques[3]. Une certaine confusion entre le phénomène, qui est observé, et son explication persiste. Même sans témoignage explicite il est raisonnable d'admettre que là où s'est transmise la tradition d'observer le ciel nocturne, à la longue on a dû constater un certain décalage dans la position des étoiles proches de l'écliptique aux moments notables de l'année (solstices et/ou equinoxes) De même si l'on s'est servi des étoiles éloignées des pôles pour orienter les monuments après quelque siècles leurs alignements auront devié. Toutefois ces exemples ne permettent pas d'affirmer que la précession a été connue car différentes explications sont possibles: soit que le mouvement du ciel (s'arrête et) s'inverse, soit que seules les étoiles des constellations zodiacales, mais non toutes, se meuvent à la manière des planètes[4]

Notes et références

  1. ↑ Le livre d'Hipparque Περὶ τῆς μεταπτώσεως τῶν τροπικῶν καὶ ἐαρινῶν ἰσημερίων (Du changement des solstices et des équinoxes printanières) ne nous est pas parvenu. Nous en connaissons partiellement le contenu par l'intermédiaire de Ptolémée
  2. ↑ Schnabel P., Berossos und die babylonisch-hellenistische Literatur, Leipzig-Berlin, Teubner, 1923; Neugebauer O., The Alleged Babylonian Discovery of the Precession of the Equinoxes, J. Am. Oriental Soc., Vol. 70 (1950), pp. 1-8
  3. ↑ Le moulin de Hamlet (1969; trad. 2011), un livre de G. de Santillana et von Dachend, a proposé une relecture des toutes sortes de mythes comme l'expression archaïque de cette découverte. Auparavant dans son ouvrage Dieux, des tombeaux, des savants(1949), C. W. Ceram a affirmé que les Babyloniens avaient remarqué et consigné des observations pertinentes. Robert Bauval et divers auteurs de pseudohistoires ont donné de nouveaux développements à ce sujet
  4. ↑ Théon d'Alexandrie (4e s) rapporte que des 'astrologues anciens' auraient soutenu cette première contrehypothèse, tandis que Hipparque lui même aurait considéré (et rejeté) la seconde)

Voir aussi

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