Livre d'Astronomie

Partie I. Le développement de l’Astronomie

Chapitre I: De l’antiquité au Moyen-Âge


Séance I: Le mouvement apparent des planètes



Pendant la majeure partie de son histoire, de l'antiquité jusqu'au XIXe siècle, les astronomes ont été limités à l'étude du mouvement apparent des planètes dans le ciel. Avant d'aborder l'histoire de l'astronomie, il n'est donc pas inutile de brièvement rappeler quelques notions sur les mouvements qui animent les corps du système solaire, afin de mieux comprendre le casse-tête auquel les astronomes durent faire face.

Notre système est dominé de tous les points de vue par une étoile, le Soleil, qui peut être considérée pour simplifier comme son centre. Cette étoile est accompagnée d'un cortège de huit planètes : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Aux époques que nous allons considérer ici, seules cinq d'entre elles étaient connues : Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne - la Terre n'étant pas reconnue comme telle.

A. Révolution et rotation

Chaque planète tourne autour du Soleil, dans un mouvement appelé la révolution. Dans le cas de la Terre, c'est la période de ce mouvement, c'est-à-dire la durée d'un tour complet, qui définit une année. A la révolution autour du Soleil s'ajoute la rotation de chaque planète sur elle-même. La période de cette rotation définit la longueur d'un jour. Pour nous, le principal mouvement apparent des astres dans le ciel est dû à la rotation de la Terre sur elle-même. C'est cette rotation, qui s'effectue en 24 heures, qui nous donne l'impression que le Soleil tourne autour de la Terre pendant la journée et que la voûte étoilée est en rotation au cours de la nuit.

B. Mouvement apparent

Supposons maintenant que l'on gèle le mouvement de rotation de la Terre. C'est alors la révolution des planètes autour du Soleil qui provoque des déplacements apparents. En effet, si les planètes se déplacent par rapport au Soleil, leur position dans notre ciel va légèrement changer au cours du temps, une dérive observable grâce au fond fixe constitué par les étoiles. Ainsi, par exemple, la position apparente de la planète Mars par rapport au fond étoilé change petit à petit et la planète semble légèrement dériver vers l'est. Remarquons que les étoiles apparaissent fixes car elles se trouvent à des distances énormes et leurs éventuels mouvements sont indétectables. Le cas de Mercure et de Vénus est encore compliqué par le fait que les orbites de ces planètes sont à l'intérieur de celle de la Terre. Les deux astres ne peuvent donc pas se trouver dans n'importe quelle direction du ciel, mais restent confinées au voisinage du Soleil et semblent osciller lentement autour de lui.

C. Mouvement rétrograde

La situation générale est rendue encore complexe par le fait que la Terre tourne également autour du Soleil. Ceci donne naissance à un phénomène appelé le mouvement rétrograde des planètes. Pour le comprendre, faites l'expérience suivante. Levez un doigt devant vous et bouger le lentement vers la gauche. Déplacez alors rapidement votre tête dans le même sens. Par un effet de projection, votre doigt semble se déplacer vers la droite.

C'est le même phénomène qui explique le mouvement rétrograde de Mars par exemple. La plupart du temps, cette planète se déplace vers l'est dans le ciel du fait de son mouvement de révolution. Cependant, lorsque la Terre passe entre elle et le Soleil. Le déplacement de notre planète, plus rapide, crée un effet de projection qui nous donne l'impression que la planète rouge se déplace dans l'autre sens, vers l'ouest. Ceci continue jusqu'à ce que la Terre s'éloigne et que Mars reprenne son cheminement apparent normal. Comme nous le verrons plus tard, le mouvement rétrograde des planètes a été le plus grand casse-tête des premiers astronomes.