Jeremiah Horrocks

Jeremiah Horrocks
Jeremiah Horrocks
Image illustrative de l'article Jeremiah Horrocks
Observation du transit de Vénus en 1639
Naissance 1619 (?)
Lower Lodge, Otterspool, Toxteth Park, près de Liverpool (Angleterre)
Décès 3 janvier 1641
Toxteth Park, près de Liverpool
Nationalité Anglaise
Champs Astronome
Mathematicien
Mécanicien
Diplômé de Université de Cambridge
Renommé pour Transit de Vénus
Orbite elliptique de la lune

Jeremiah Horrocks est un astronome anglais du XVIIe (1619 (?) - 3 janvier 1641).

Sommaire

Biographie

Il nexiste plus de registre de baptême pour connaître avec précision le jour ou même lannée de sa naissance. Mais, à en croire le mathématicien John Wallis qui la connu, le jeune astronome serait en 1619, puisque, selon lui, il meurt soudainement lors de sa vingt-deuxième année, le 3 janvier 1641. La majorité des commentateurs sattache à ce témoignage, dautres, plus rarement, le font naître en 1618 ou 1617[1].

Passage à Cambridge

Jeremiah Horrocks rentre au Collège Emmanuel à Cambridge le 18 mai 1632, en tant que « sizar », cest-à-dire comme étudiant chargé dun travail en échange de la gratuité des cours. Horrocks y reste quatre ans, jusquen 1635, avant de retourner chez lui dans le comté du Lancastre, peut-être pour y exercer une activité religieuse. Horrocks entre à lUniversité à treize ans, comme ce fut le cas pour Tycho Brahe.

Les matières étudiées dans cette école sont principalement les langues classiques, la littérature et la théologie, et peut-être quelques éléments dastronomie et de géométrie anciennes. Mais Horrocks sattache à une activité hors programme, à savoir la lecture de la nouvelle astronomie, dont notamment Tabulae Motuum, du Flamand Philip Van Lansberg. Horrocks recense ainsi vingt-quatre auteurs dastronomie, tous continentaux, hormis lastronome anglo-irlandais Sacrobosco.

À cette difficulté de se procurer des ouvrages scientifiques, sajoute un autre problème, labsence de professeur compétent en astronomie. Jeremiah Horrocks sen plaint dailleurs en ces termes :

« Ces nombreux obstacles et mon inexpérience rendirent mon étude difficile. Le manque de moyen me décourageait et me désespéraitCe qui me chagrina le plus était le fait que personne ne pouvait minstruire sur cette discipline, personne qui pût maider avec sympathie dans mes efforts. Jétais pris de torpeur et de morosité. Mais que devais-je faire ? Il métait impossible dadoucir mon labeur et encore moins daugmenter mes moyens. Le pire de tout était que jétais incapable démouvoir quiconque à lastronomie. Mais, abandonner létude de la philosophie à cause de ces difficultés maurait semblé indigne. Je décidais, par conséquent, que la lassitude devait être vaincue par lassiduité, la pauvreté par la patience. Il ny avait pas dautre solution. Et, à défaut dun professeur, je devais recourir aux livres dastronomie. »

À Cambridge, il rencontre notamment John Wallis qui y entre la même année que lui, et qui, à la demande de la Royal Society, publia les œuvres dHorrocks en 1673, à titre posthume.

Après avoir quitté luniversité, il fait, en 1636, la rencontre décisive de William Crabtree, un marchand de textile qui habite le village de Salford, près de Manchester. Celui-ci fut un ami intime mais surtout un précieux correspondant scientifique.

La question de savoir si Horrocks, très pieux, a été ordonné homme dÉglise ou était simple vicaire, est encore sujette à controverse aujourdhui. Bien quaucun témoignage direct ou indirect de ses proches amis comme Wallis ou John Flamsteedeux-mêmes ecclésiastiquesne semble probant, une anecdote authentique le fait quitter son télescope plusieurs heures le dimanche 4 décembre 1639, jour du transit de Vénus, « pour des raisons fort importantes », cest-à-dire des raisons « professionnelles » et visiblement plus éminentes que le phénomène cosmique. Très croyant, Horrocks pouvait considérer la célébration de la messe comme un devoir supérieur, même si, de ce fait, il manquait la totalité du transit.

Travaux et découvertes

Pour marquer le transit de Vénus de décembre 1874, les astronomes de la Royal Astronomical Society décidèrent dériger une plaque commémorative à la mémoire de leur compatriote qui fut le premier à observer un passage de Vénus devant le Soleil. Présente dans lAbbaye de Westminster, cette plaque mentionne les problèmes de lastronomie sur lesquels le jeune Horrocks sest penché, à savoir :

  • la détermination de lorbite elliptique de la lune ;
  • son hypothèse physique des déplacements des planètes.

Elle ne mentionne toutefois pas :

  • son désir déliminer toute source derreur possible dans les observations ;
  • quil ait proposé une parallaxe solaire horizontale de 14" ;
  • quil ait corrigé, à la suite de sa lecture des tables rudolphines de Kepler, les inégalités des mouvements moyens des deux grandes planètes supérieures connues à lépoque ;
  • quil ait découvert que les comètes se déplacent autour du Soleil en suivant des orbites elliptiques ;
  • ou encore, quavant sa mort, Horrocks entreprit une étude des marées.

Signalons que tous les papiers concernant ces investigations sont à présent perdus.

Lobservation du transit de Vénus du 4 décembre 1639

Cest lœuvre majeure de Horrocks par laquelle il accédera à la postérité.

Prémices et calculs

Horrocks est très tôt déçu par les tables astronomiques de ses prédécesseurs, qui semblent toutes en conflit les unes avec les autres, et particulièrement avec celles de Lansberge et dHortensius.

Avec son ami Crabtree, que lesdites tables contrarient aussi, Horrocks entreprend deffectuer vers 1636 des observations minutieuses, récoltant ainsi des données sur les orbites lunaire et planétaires. Ce sont les propres calculs dHorrocks qui lui firent découvrir quun passage de Vénus devant le Soleil est toujours suivi dun second huit ans après, ce que navait pas prévu Kepler. De même, une combinaison moyenne des tables de Copernic, Longomontanus et de Kepler amène Horrocks à constater que Vénus est constamment placée à 8' trop au sud. Grâce à cette déduction, il détermine un passage de Vénus pour la fin novembre 1639.

Il écrit à ce sujet :

« Je me fiais aux mouvements de Vénus que javais recalculés, il me semblait impossible que le phénomène ait lieu avant 15h le 24 novembre. Et pourtant, selon la majorité des astronomes, la conjonction devait avoir lieu plus tôt, cest-à-dire la veille. Jétais réticent à dépendre de ma seule opinion, opinion qui nétait pas affermie. Un abus de confiance aurait pu mettre lexpérience en danger. Jétais anxieux en grande partie le 23 et toute la journée le 24 à cause de cette affaire, et ne manquai aucune occasion dobserver lentrée de Vénus devant le Soleil. »

Lhistoire de ce phénomène est relatée dans louvrage dHorrocks intitulé Venus in sole visa. Par ce travail, Horrocks vient de réaliser à la fois la toute première grande recherche aboutie de lhistoire de lastronomie britannique et la première coordination dobservations astronomiques anglaises. Dès la fin octobre, soit environ un mois avant lévénement, il avait sollicité ses amis pour participer à son travail. À cause du mauvais temps, son frère Jonas à Liverpool ne put lobserver. La mesure du diamètre de Vénus par Crabtree d1'03", soit 7/100e du diamètre apparent du Soleil, resta la mesure la plus utilisée pendant plus dun siècle.

La nouvelle mesure du monde

Observation du transit de Venus d'après Venus in sole visa de Jeremiah Horrocks imprimé en 1662

Le jeune Horrocks sapprête à modifier les valeurs des distances entre les astres dès quil constate lombre de Vénus, car, dès quil laperçoit, il est étonné de sa petitesse. Il lui trouve en effet un diamètre angulaire de 1'16", alors quon lui attribuait traditionnellement la taille de 3'.

Cest une observation qui intrigua aussi Pierre Gassendi lors du transit de Mercure :

« Jétais loin, en effet, de soupçonner Mercure de projeter une si petite ombreJe pensais que cétait plutôt une tache, qui, bien quelle nait pas été notée sur le Soleil le jour précédent, néanmoins aurait pu également naître depuis ce temps, et javais ailleurs appris ce fait. »

Il pensa également que le diamètre de Vénus devait lui aussi apparaître plus petit que ce que lon envisageait, ce que confirma Horrocks.

Les données collectées à 15h15, 15h35 et 15h45 doivent permettre à Horrocks de mesurer la taille apparente de Vénus, linclinaison de la planète, lexacte position du nœud, la durée totale du passage, tout comme les moments dentrée et de sortie, nayant pu en observer aucun. Horrocks a estimé que le diamètre apparent de Vénus était de 1'16" ± 4" et langle sous-tendu par Vénus depuis le Soleil de 28". Horrocks considérait, par erreur, que toutes les planètes connues avaient le même angle sous-tendu depuis le Soleil.
En partant de ce raisonnement, il calcula que la distance au Soleil était, en arrondissant les chiffres, environ de 15 000 rayons terrestres, alors que pour Kepler elle était de 3 500 fois le rayon de la Terre. LAnglais reste malgré tout encore loin de la véritable distance, des 23 000 rayons terrestres séparant notre planète du Soleil.

Une fin prématurée

Il est tentant de vouloir refaire l'histoire de l'astronomie de ce XVIIe siècle en imaginant quels travaux aurait pu mener encore Horrocks, et quelles découvertes il aurait pu faire, s'il n'était soudainement mort en pleine jeunesse, à 22 ans. (Isaac Newton naît deux ans plus tard, en 1643).

Tout ce que lon connaît de sa mort est ce quen a écrit William Crabtree sur une liasse de lettres quil avait reçues dHorrocks :

« Lettres de Jeremiah Horrocks des années 1638, 1639, 1640 jusquau jour de sa mort brutalement survenue, au matin du 3 janvier [1641] ; la veille il sétait arrangé pour passer me voir. Ainsi Dieu décide-t-il de la fin de toute chose. Jai perdu, hélas, mon cher Horrocks. Hinc illae lachrimae. [« Ainsi coulent les larmes »]. Perte irréparable. »

Notes et références

  1. (en) Bulpit, W. T., « Misconceptions concerning Jeremiah Horrocks, the astronomer », dans The Observatory, vol. Vol. 37, 1914, p. 335-337 

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