De L'Antiquité au Moyen-âge

Les débuts de l’astronomie:

Les hommes observaient déjà le ciel il y a des dizaines de milliers d’années.
Des phénomènes tels que le déplacement du Soleil dans le ciel ou les changements d’aspects de la Lune leur étaient familiers.

Des calendriers

Peu à peu, ils commencèrent à utiliser ces phénomènes à leur avantage.
Le mouvement du Soleil dans le ciel, depuis l’est à l’aube jusqu’à l’ouest au crépuscule, pouvait leur servir à mesurer le temps au cours de la journée.
Le cycle des phases de la Lune leur permettait d’établir un calendrier très utile pour fixer la date de fêtes religieuses.

Un autre phénomène plus lent s’avéra également d’une grande utilité.
L’aspect du ciel nocturne n’était pas le même tout au long de l’année, certaines étoiles n’étaient visibles qu’en été, d’autres uniquement en hiver.
De plus, si l’on examinait la position apparente du lever de Soleil par rapport aux étoiles, il apparaissait clairement que cette position n’était pas fixe, mais dérivait lentement d’un jour à l’autre.

Les Anciens avaient compris que ce mouvement était lié au cycle des saisons.
Après un cycle complet, le lever de Soleil retrouvait la même position par rapport aux étoiles.
Le phénomène permettait ainsi de créer un calendrier extrêmement utile pour l’agriculture, qui permettait de prévoir la période la plus favorable aux semences et aux récoltes.

A ses débuts, l’astronomie était donc essentiellement un outil de mesure du temps.
Son développement fut probablement accéléré par le problème suivant. Les premiers astronomes se rendirent compte que les trois intervalles de temps de base, le jour, le mois – défini par le cycle lunaire – et l’année, n’étaient pas compatibles entre eux.
En particulier, l’année ne correspondait ni à un nombre entier de mois, ni à un nombre entier de jours.

L’établissement de calendriers fiables nécessitait en conséquence une observation très attentive du ciel.
C’est ainsi que l’observation des astres dans le ciel se développa et atteignit un très haut niveau, comme en témoignent les écrits des grandes civilisations anciennes, en particulier en Mésopotamie, en Égypte et en Chine.
C’est à cette époque, pour se repérer plus facilement dans la voûte étoilée, que les astronomes regroupèrent certaines étoiles – de façon totalement arbitraire – pour former des figures reconnaissables : les constellations.

La mécanique céleste

L’un des premiers succès de la mécanique céleste fut le fruit des travaux d’Edmond Halley.
Cet astronome anglais utilisa la nouvelle loi pour déterminer les orbites de plusieurs comètes.
Il s’aperçut alors que les comètes brillantes observée en 1531, 1607 et 1682 étaient en fait différentes apparitions d’un seul et même corps.
Il put prédire en 1705 que la comète qui porte désormais son nom réapparaîtrait en 1759.
Ceci se produisit comme prévu et confirma avec éclat la justesse de la théorie de Newton.
La mécanique céleste et l’étude du système solaire continuèrent à se développer au XVIIIe et XIXe siècles sous l’impulsion de nombreux astronomes, en particulier les Français Pierre Simon de Laplace et Joseph Louis Lagrange.
Mais c’est en 1846, avec la découverte de la planète Neptune, qu’elle connut son succès le plus prestigieux.

La prédiction d’une nouvelle planète : Neptune

En 1781, l’astronome anglais William Herschel découvrit par hasard un astre qui se déplaçait lentement dans le ciel.
Des observations continues montrèrent qu’il s’agissait d’une nouvelle planète qui venait s’ajouter aux six connues depuis l’antiquité, et que l’on nomma plus tard Uranus.
L’étude du mouvement de ce corps sur des dizaines d’années montra que son orbite semblait ne pas obéir tout à fait aux lois de Newton, mais dérivait légèrement par rapport aux prédictions.
Le seul moyen d’expliquer ce phénomène était de supposer qu’une huitième planète encore inconnue perturbait le mouvement d’Uranus par son influence gravitationnelle.
Deux experts de la mécanique céleste, le Français Urbain Le Verrier et l’Anglais John Couch Adams, se lancèrent alors dans des calculs extrêmement compliqués et cherchèrent à déterminer la position de cette planète inconnue à partir des perturbations du mouvement d’Uranus.
Tous deux arrivèrent à des résultats similaires en 1846, mais c’est Urbain Le Verrier qui réussit à faire vérifier ses calculs en premier.
Le Verrier envoya son estimation de la position de la planète à Johann Gottfried Galle, un astronome de l’observatoire de Berlin.
Celui-ci fut en mesure, dès la première nuit d’observation, de confirmer la présence d’une nouvelle planète, bientôt baptisée Neptune, très près de la position prédite.
Ce fut un triomphe pour la mécanique céleste, capables de prédire théoriquement l’existence et la position d’un corps, ce qui n’avait jamais été accompli auparavant.