Deux mille ans : une espèce d'odyssée

–Dis donc P'tit Prince, c'est quoi ce que tu as dessiné là ? C'est joli!
–C'est mon rêve.
–Ton rêve?
–Oui mon rêve... mon rêve d'aller sur la lune.
–...
–Tu crois que je pourrai aller sur la lune dis?
–Va savoir, certains l'ont fait il y a un certain temps...
–Ils l'ont fait quand? Tout à l'heure? [Note de Papa Hérisson : en langage gnome, "tout à l'heure" recouvre une période allant grosso modo de l'an dernier à l'an prochain]
–Euuuh... non. Avant que tu ne sois né. Un peu avant que moi je ne sois né en fait... Aujourd'hui, on n'y va plus. Pour le moment.
–Mais pourquoi on n'y va plus?Les fusées elles sont au garagiste? Elles sont cassées? Et d'ailleurs  pourquoi il faut des fusées pour aller sur la lune? Pourquoi pas un avion? Ou un vélo?
–Et bien...

Oui, le p'tit Prince a un joli coup de crayon pour son âge je trouve...

L'espace, les astres, la mécanique céleste, le fonctionnement du cosmos, l'infinité de l'univers, le choix discutable du nom d'Uranus... sans doute les plus grands mystères sur lesquels l'humanité se soit jamais penchée (mis à part l'énigme des chaussettes célibataires). Il faut dire l'observation du ciel et des astres soulève pas mal de questions :

• pourquoi la lune change-t-elle d'apparence?
• comment elle tient en l'air?
• c'est le soleil qui tourne autour de la terre ou l'inverse?
• les Bogdanoff sont-ils des extraterrestres?
• si on balance Nabilla sans combinaison depuis un sas de la Station Spatiale Internationale : combien de temps l'air contenu dans sa tête lui permet-il de survivre?
• Pluton, c'est une planète ou pas finalement?
• qui est le gros pervers qui a choisi le nom "Uranus"?
• est-il vrai qu'un mars et ça repart?

Et les questionnements et théories sur la question ne datent pas d'hier. Je vous propose un petit survol historique.

J'adorais ce dessin animé!

Le mégalithique, c'est pas automatique.

L'intérêt pour le ciel et les astres est sans doute aussi ancien que l'humanité, mais il est probable qu'il se soit encore renforcé lorsque les hommes de la préhistoire se sont sédentarisés au néolithique, et ont développé l'agriculture. En effet, rien de plus important pour un paysan que de pouvoir anticiper le climat pour ses cultures, et donc de mesurer l'écoulement du temps et les cycles saisonniers, et pouvoir pester sur les satellites qui détraquent la météo. C'est d'ailleurs sans doute pour ça que beaucoup de civilisations du néolithique ont plantés des gros cailloux bizarrement alignés dans des sites mégalithiques (menhir, dolmens et autre mégalithes) : pour servir d'instruments de mesure astronomique et de calendrier pour anticiper les phénomènes saisonniers. Notons d'ailleurs que l'abondance de sépultures près de ces sites semble montrer que la sympathique tradition consistant à lyncher les météorologistes dont les prévisions sont foireuses remonte donc à cette période antique. Une tradition qui se perd d'ailleurs, et c'est bien dommage car on voit que du coup, la météo se détraque. Surement la faute de tous les satellites là...

Cimetière des météorologistes aux prévisions douteuses.

Bref : pour mesurer correctement l'écoulement du temps et le cycle des saisons, il faut observer le mouvement des astres, et essayer de comprendre comment fonctionne tout ce bordel.

Philosophes antiques, philosophes en toc

Du coup, il y a environ 2500 ans, les philosophes grecs ont commencé à émettre plein de théories sur la question. Oui, à l'époque, ils étaient aussi mathématiciens, astronomes, savants... enfin bon, encore plus multiclassés que les scientifiques de films hollywoodiens qui savent synthétiser un vaccin entre deux piratages informatiques et la réparation d'une fusée. Tenez : imaginez qu'on confie le programme spatial à BHL, et vous aurez une idée du merdier dans lequel on serait...

Plusieurs d'entre eux, comme Thalès, imaginaient une terre plate, avec les astres (soleil, lune, étoiles, ) tournant autour. Bon ok, Thalès, il était surement meilleur en géométrie qu'en astronomie en fait. Du coup ce qui restera de sa vie/son œuvre c'est surtout son théorème sur les triangles (mais siiiii, vous savez : le truc qui emmerde les élèves en math depuis des générations!). Pour vous donner une idée du niveau, le père Thalès, grand fan du Luc Besson, était aussi partisan de la théorie des Quatre Éléments (l'eau, l'air, la terre, le feu), contrairement à son pote Démocrite (enfin façon de parler, Démocrite est plus jeune d'environ deux siècles hein) qui postulait déjà l'existence des atomes.

Et le cinquième élément alors?

Bref. Quelques temps après Thalès, ce gros complotiste de Pythagore (que les écoliers connaissent bien aussi) postule quant à lui qu'on nous ment, qu'on nous cache tout, que c'est encore un coup des Illumithalès et que la terre est ronde comme un testiboule (entre deux délires bien barrés sur les triangles rectangles).

L'un de ses disciples, Philolaos de Crotone, imagine quant à lui que la terre bouge, et tourne autour d'un "feu central" (mais qui n'est pas le soleil, c'est un feu central qu'on ne voit pas... oui, je... je pense aussi que les pythagoriciens fumaient le chanvre). Quelle bande de déconneurs!

Heureusement, le père Aristote (sorte de gros troll scientifique de l'époque, qui passe son temps à donner son avis sur tous les travaux de ses prédécesseurs) viendra tenter de mettre le holà à ce nawak ambiant, en réaffirmant via son compteTouïteur® que :
►primo : le soleil et tous les astres tournent autour de la terre (qui est ronde quand même, Erathostène calculera même sa circonférence quelques temps plus tard)
►secundo : ces histoires d'atomes c'est bien mignon, mais ça ne vaut pas les 4 éléments. Na!
Notons que ça ne met pas fin à la polémique, puisque Aristarque de Samos n'est pas d'accord, et prendra partie pour la thèse héliocentrique (la terre qui tourne autour du soleil) en s'appuyant sur les mesures qu'il a réalisées et les calculs qui en découlent.

Touït exumé par les archéologues : bel exemple de buzz antique.

Pour schématiser, selon Aristote la Terre est au centre de l'univers, tous les autres astres étant "fixés" sur des sphères concentriques de plus en plus grandes et qui tournent autour, la sphère et le cercle étant symbole de perfection.

Même Wolverine le dit.

Sauf que du coup, ça ne colle pas trop bien avec les observations.

–Ah bon?

Bah non. Pour les étoiles encore, ça irait à peu près (et encore parce que leur mouvement réel autour de l'axe galactique, et non de la Terre, est imperceptible à notre échelle de temps), mais pour les planètes, comme par exemple Mars, ça chie sérieusement dans la colle.

–Comment ça?

C'est simple à comprendre : comme en réalité, la Terre et Mars tournent toutes deux autour du Soleil (ce qu'Aristote réfute) mais pas à la même distance ni la même vitesse, le mouvement apparent de Mars vu de la Terre est un peu... bizarre. Un peu comme lorsque vous êtes dans un train qui en double un autre qui va moins vite, ce dernier semble avancer, puis reculer, puis avancer de nouveau. Comme ceci :

Oui, Mars a la démarche d'un mec bourré. C'est la théorie alcoolocentrique.

Des fois, ça ressemble même à des boucles. Voilà qui est ballot. Qu'à cela ne tienne : Aristote ne se démonte pas, il imagine le phénomène dit des "épicycles". Comme cela :

"♫ Tournent les vio... tournent les vio... tournent et s'en vont... tournent les vio... tournent les violoooooons ♪"

Les "épicycles" : des cercles dans les cercles. Pourquoi? Parce que. Epicétou. D'abord c'est plus joli, et puis sinon la théorie ne marche pas, et puis zut : Ta Gueule C'est Magique!  #TGCM

Comme nous aurons l'occasion de le voir par la suite : quand une théorie scientifique doit faire appel à des explications compliquées et tortueuses, elle a de bonnes chances d'être complètement foireuse. Ou si vous préférez : l'explication la plus simple est toujours la plus simple. Corollaire du Principe de la biscotte de Papa Hérisson.

Mais en attendant, les hashtags #teamgeocentrisme et #TGCM ayant été les plus retouïtés, ça sera donc l'ami Aristote qui remportera la bataille. Provisoirement.

Les tordus-ninjas de la Renaissance

La théorie d'Aristote est considérée comme la seule valide jusqu'au XVIème siècle, surtout que ça arrange bien l'Eglise, car ça colle pas trop mal aux Saintes Écritures (souvenez-vous, ce bouquin magique qui dit que la Terre a été créée il y a 6000 ans, et que Eve a été créée par dieu à partir d'une côte du père Adam).

C'est à cette époque que la bande des quatre : Copernic, Galilée, Kepler, et un peu plus tard Newton (Cowabunga!) commencèrent à redire que bon, finalement, tout compte fait, ça serait p'têt bien la terre qui tournerait autour du soleil quand même.

"Ou pas!" se dépêchera bien de répondre le Vatican. Galilée tentera alors d'effacer son post sur Facebouc® pour éviter des emmerdes, mais trop tard : rien ne s'efface jamais totalement sur la toile, le bad buzz ne fait que commencer...

Les historiens ont un peu enjolivé les choses...

Et c'est un hipster anglais, Isaac Newton qui va se pencher à nouveau sur la question quelques années plus tard. Je dis hipster, car il était plutôt du genre iconoclaste, touche-à-tout, et anticonformiste-tout-en-étant-conformiste-quand-même. Comme un hipster quoi. S'il avait vécu à notre époque, je ne doute pas qu'il aurait porté la barbe et mis des chemises de bûcheron en allant voir des films des frères Dardenne. Déjà qu'il kiffait la marque Apple®... bref, le genre de type à utiliser Gogole+ comme réseau social.

Honnêtement, vous saviez à quoi ça ressemblait Gogole+ vous avant?

Après s'être mangé une sorte de pomme dans la poire (sûrement son Ipad qui lui est tombé dessus) donc, ce brave Isaac commença à délirer sur une histoire d'attraction gravitationnelle. Surement la commotion cérébrale. Et du coup, non seulement ses équations et ses calculs confirmaient l'hypothèse copernicienne héolicentrique, mais en plus, ils donnaient raison à Kepler qui penchait pour des mouvements ellipsoïdaux et non circulaires. Bam!

D'après Newton, les corps s'attirent donc avec une force proportionnelle à leur masse mais qui diminue quand leur distance augmente. Du coup, si Galilée pensait que c'était une histoire des plus petits qui tournaient autour des plus gros (dit "principe de Carlos"), Il s'avère donc que ça serait en fait le plus léger autour du plus lourd (principe de "Justin Bieber" également appelé "principe du trou du cul noir"), ce qui est souvent la même chose, mais pas toujours (nous le verrons quand nous aborderons la question des trous noirs).

Tous en orbite (d'amarrage)

Plus récemment, ce grand déconneur d'Albert Einstein viendra un peu bousculer la physique newtonienne en expliquant que tout ça c'est du bullshit et que tout est question de courbure de l'espace-temps. Mais on va dire qu'on se contentera des idées de Newton, dont les équations restent valides à notre échelle...

–Oh. Oh! OH! Stop! J'pige plus là. Si les corps s'attirent, pourquoi ça tourne? Pourquoi on ne se mange pas la lune sur le coin de la margoulette? Hein? Alors?

Je vous aurais bien répondu que #TGCM, mais en fait, c'est plus Scientifique que Magique, donc, plutôt #TGCS. Mais comme je suis sympa, je vais vous expliquer. Selon Newton, en l'absence de frottement...

"–Dommage..."

Hum. En l'absence de frottement, comme c'est le cas dans la tête de Nabilla le vide spatial donc, tout mouvement entamé par un objet se poursuit indéfiniment en ligne droite et à vitesse constante tant que l'objet n'est pas soumis à l'action d'une force.

–Hein?

Dans les profondeurs de l'espaaaaaace, si toi lancer un caillou, ou un nain, caillou, ou nain, continuer tout droit à la même vitesse pour l'éternité.

–Ah ok.

Mais si on applique une Force à l'objet, cela va générer sur ce dernier une accélération allant dans le sens et la direction de cette Force.

"–La Force! Une poussée je sens qui... hum. Bon. Ma couche changer je vais."

–Euh...

Faites un effort bon sang! Bon :

• si un objet se déplace dans une direction donnée, et qu'une Force située pile derrière lui l'attire, il va progressivement ralentir (en physique, ça revient à accélérer dans le sens inverse) et finira par repartir en accélérant régulièrement dans le sens de la force qui l'attire. 
• si à l'inverse, la force s'applique pile devant lui, au lieu de rester à vitesse constante, il va accélérer.

Dans ces deux cas, il reste en ligne droite. Maintenant :

• si la Force s'applique à l'objet, mais de coté, l'objet va accélérer en direction de la force, tout en conservant son mouvement initial : il va donc progressivement dévier en tournant, jusqu'à ce que son mouvement soit dans la direction de la Force appliquée.

Exemple de force d'attraction.

Bon, pour résumer :

C'est plus clair comme ça?

Bon, revenons à la lune donc...

"–Hmmm... oui, j'aime bien qu'on s'occupe de la lune!"

Comme on vient de le voir, le mouvement d'un objet dépend donc :

1. de sa vitesse et de sa direction initiale (par défaut, une ligne droite)
2. de la ou des Forces qui s'appliquent à lui

Imaginons que vous lanciez très fort un caillou à l'horizontale. La Force de gravité (on parle aussi d'Accélération Gravitationnelle, en physique c'est pareil) est, quant à elle, dirigée verticalement vers le bas. La trajectoire du caillou va donc être courbe (parabolique en fait) et finir par toucher le sol. Plus vous lancez fort, plus le mouvement horizontal initial est rapide, plus la distance parcourue avant de toucher le sol est grande. Si vous êtes Chuck Norris, vous êtes super balaise et la vitesse de votre lancer sera telle que la distance parcourue par le caillou avant que la trajectoire ne soit complètement verticale, est supérieure au rayon de courbure de la Terre! Votre caillou va... continuer de tomber. Encore. Et encore. Il est en orbite.

Bon, ok, le deuxième triche, son tir n'est pas horizontal. Mais c'est l'idée.

Bin la lune c'est exactement ça : elle en permanence en train de tomber. Si vous voulez une autre analogie, imaginez que vous essayez de courir en ligne droite, en étant attaché par un gros élastique qui vous relie à un arbre : vous allez tourner comme un con autour de l'arbre.

–Ah ouaih... ok... je crois que... je vois...

D'accord. C'est bon, je vous ai perdu. On va stopper là pour aujourd'hui, la prochaine fois je vous causerai de ces grands objets profilés...

"–Je sens déjà que ça va me plaire!"

... je veux bien sûr parler des fusées. Sur ce, je vous laisse, vous pouvez débrancher votre cerveau.

Epilogue

On causera évolution une autre fois hein...