Les théories des prédécesseurs de Ptolémée

La Terre et l'Univers créés par les Dieux. Une création nécessairement parfaite et idéale, composée de formes harmonieuses, mue par des mouvements parfaits.

- La Terre, oeuvre suprême des dieux est au centre de L'Univers.
- Les trajectoires que ces astres errants décrivent sont des cercles, forme parfaite.
- Les vitesses de ces astres sont constantes, puisque mues par les dieux.

Voir citation de Platon

Pour les Egyptiens, les Babyloniens et les Hébreux, par exemple, le monde est une huître : la Terre en est la coquille inférieure, le ciel la coquille supérieure, et l'huître est entourée d'eau ! Bien sûr, l'huître est une métaphore, et la voûte céleste comme terrestre pouvaient revêtir bien des formes.

C'est avec le développement de la civilisation grecque que sont apparus les premiers systèmes rationnels, qui obéissent aux dogmes précédemment montrés Nous en expliquerons certains dans la partie qui suit :

Pythagore
Philolaos
Héraclide de Pont
Aristarque de Samos
Eudoxe de Cnide



Pythagore (VIème siècle avant Jésus-Christ)

Le système imaginé par Pythagore est des plus simples : la Terre est au centre de l’Univers, et les cinq autres planètes (Uranus, Neptune et Pluton n’avaient pas encore été découvertes), le soleil et la lune tournent autour d’elle à vitesses constantes. La coquille externe est formée par les « étoiles fixes ». Les distances entres les planètes sont telles qu’en tournant, les astres produisent une musiques destinée à l’oreille des dieux. (Pythagore établit une similitude entre ces distances et celles qui séparent les cordes d’une lyre)

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Philolaos (Vème siècle avant Jésus-Christ)

Philolaos est un des élèves de Pythagore. C’est lui qui, le premier, s’est interrogé sur la position centrale de la Terre. Pour lui, le centre de l’Univers est occupé par un feu autour duquel tournent les astres. La plus proche du feu central est la Terre, puis vient la Lune, le Soleil et les cinq autres planètes. Ce feu central n’est cependant pas visible puisqu’une « contre-Terre » le cache en permanence à nos yeux. On remarque qu’ici, la Terre n’a plus de position privilégiée, si ce n’est qu’elle est la plus proche du feu central.

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Système de Philolaos :

Système de Philolaos



Héraclide de Pont (Vème siècle avant Jésus-Christ)

Avec Héraclide apparaît un concept qui se vérifiera des siècles plus tard et qui se généralisera : certains corps tournent autour du soleil.
Selon lui, la Terre tourne autour de son axe (encore une idée exacte) et est située au centre du monde.
Héraclide attribue cependant le Soleil comme centre de rotation de Mercure et Vénus, mais laisse les trois autres planètes et le Soleil tourner autour de la Terre

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Aristarque de Samos (275 avant Jésus-Christ)

Aristarque de Samos était un précurseur, un Copernic de l’Antiquité grecque.
C’est lui qui, le premier, a osé émettre la théorie d’un système solaire héliocentrique.

A vrai dire, ce système était proche de la réalité, il ne lui manquait que deux points qui seront découverts, des siècles plus tard, par Kepler : la trajectoire elliptique des planètes et leur vitesse de rotation variable.

Aristarque était en effet resté conforme à deux des trois dogmes vus précédemment : la vitesse constante et la trajectoire circulaire.

yoda

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L’apparition du mouvement rétrograde comme préoccupation majeure

Le premier a avoir réellement proposé un système expliquant le mouvement rétrograde des planètes est Eudoxe de Cnide (IVème siècle av. JC).
Selon une légende, dont la base historique est néanmoins certaine, Platon avait défié ses élèves d’imaginer un système qui rendait compte de certains phénomènes, en particulier le mouvement rétrograde, tout en conservant pour les orbites des astres des mouvements circulaires uniformes dont la Terre est le centre. L’un seul d’entre eux, Eudoxe, y réussit.
Le système d’Eudoxe consiste en un emboîtement de sphères homocentriques immatérielles dont les axes de rotations ne sont pas alignés.
La sphère la plus externe est celle des étoiles fixes, et chaque planète dépend d’une sphère différente.
Bien entendu, toutes les sphères ne portent pas de planète, et certaines contribuent seulement à faire correspondre le système aux observations.
Eudoxe avait ainsi perfectionné son système jusqu’à obtenir vingt-sept sphères concentriques (quatre par planète, trois pour le Soleil et la Lune). Callippos porta ce nombre à trente-quatre, et Aristote perfectionna encore le système afin de mieux correspondre aux observations en faisant tourner pas moins de cinquante-cinq sphères concentriques autour de la Terre.



Le système de sphères emboîtées d’Eudoxe :

Système de sphère d'Eudoxe



Le système des épicycles, partie intégrante du système de Ptolémée, fit son apparition avec Apollonios de Perga (240 – 174 av. JC), considéré comme l’un des plus brillants mathématiciens de l’Antiquité.
Nous sommes certains de l’importance des études d’Apollonios en astronomie puisque Ptolémée, dans l’Almageste, lui attribue l’antériorité absolue en ce qui concerne l’introduction du système épicycloïdale.

Le but d’Apollonios était en réalité de modifier le système des Anciens, qui fait appel à l’excentrique, qui possède des propriétés que nous verrons plus loin, qui expliquait maladroitement des variations de vitesse du mouvement des astres.
Ce système, cependant, nécessitait des excentricités si fortes qu’elles en détruisaient la symétrie de l’Univers si chère aux yeux des Grecs.

Apollonios se proposa d’apporter une autre solution au problème : le système des épicycles explique non seulement la variation de vitesse des corps astraux, mais apportait en outre une interprétation crédible du mouvement rétrograde des planètes. Nous ne nous étendrons pas plus sur ce système, puisqu’il a été repris et perfectionné, sans toutefois que le principe de l’épicycle soit modifié, par Hipparque de Nicée, puis par Ptolémée.

Bien qu’Hipparque de Nicée figure parmi les plus illustres astronomes de l’Antiquité, il n’a guère apporté à l’explication du mouvement des planètes.
Notons néanmoins que, d’après Ptolémée, Hipparque soutenait avec raison que la théorie d’Apollonios de Perga fournissait des arcs constants de rétrogradation, alors que les observations montraient une variation angulaire des rétrogradations.
C’est Ptolémée qui apportera les modifications nécessaires, notamment en usant de l’excentrique.
Hipparque ne proposera quant à lui rien de nouveau.
Bien qu’étant un astronome et un observateur de très grande valeur, il n’égale pas Apollonios ou Ptolémée en ce qui concerne la théorie.
C’est cependant justement l’autorité et l’habileté d’Hipparque en matière d’observations, jointes aux qualités de théoricien de Ptolémée, qui feront obstacle à l’établissement de la théorie héliocentrique.

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Voir le système de Ptolémé