Des étoiles plein les yeux

L’astronomie au commencement de toutes les sciences

Uranie, muse de l'astronomie, fresque de Pompéi, Ier siècle ap. J.-C., Paris, musée du Louvre.C’est en observant les étoiles que les chasseurs-cueilleurs du Paléolithique et, plus près de nous, les bergers mésopotamiens et les agriculteurs chinois ont pour la première fois songé à mettre en équation le monde.

L’astronomie (« loi des astres » en grec) est née avec eux. Elle est la mère de toutes les sciences. Elle a engendré la mesure du temps et de l’espace, les calendriers modernes, le système duodécimal, l’algèbre. Elle a aussi offert aux marins européens les outils - boussole ou encore astrolable -, qui leur ont permis de sillonner les océans et unifier le monde…

Isabelle Grégor (avec la relecture scientifique de Marine Joly)

Néophytes mais fins observateurs !

Ce sont de petites encoches bien modestes, dont la disposition laisse rêveurs les spécialistes : et si les plaquettes en os de l'Abri Blanchard, en Dordogne (30 000 av. J.-C.), avaient l'honneur d'être la première représentation du trajet de la Lune ? On pourrait donc situer les prémices de l'astronomie au temps les plus anciens, lorsque les hommes choisissaient, semble-t-il, les grottes à orner suivant leur disposition par rapport au Soleil.

Calendrier lunaire (?), 30 000 av. J.-C., Saint-Germain-en-Laye, musée d'Archéologie nationale.

Représentation (?) de l'amas des Pléïades (à droite au-dessus de la hallebarde), vallée des Merveilles, Alpes-Maritimes. Agrandissement : Disque de Nebra, 1600 av. J.-C., Halle-sur-Saale, musée de la Préhistoire.Un autre indice gravé plaide pour cette hypothèse : au Néolithique, des groupes d'étoiles auraient été représentés dans la Vallée des Merveilles (Alpes-maritimes), notamment celui des Pléiades.

Présent dans le ciel au moment des équinoxes, cet amas était d'une importance telle pour l'agriculture qu'on le retrouve figuré sur l'étonnant disque en bronze dit de Nebra, créé vers 1 600 av. J.-C. en Allemagne. Il y côtoie la Lune et le Soleil dont les angles parcourus entre les solstices étaient déjà étudiés dans l'observatoire de Goseck, dans le même pays, 5 000 av. J.-C.

Moins discrets, nombre de mégalithes sont disposés de manière à mettre en valeur les rayons du Soleil lors du solstice d'hiver. C'est le cas pour le tumulus de Newgrange (3200 av. J.-C.) ou encore le célèbre ensemble de Stonehenge (3000 av. J.-C.), construction colossale qui montre sans aucun doute l'importance de l'observation des astres pour les premiers agriculteurs du Néolithique, bien contents de pouvoir repérer le début de la saison favorable. Une occupation bien utile aussi pour les experts en la matière qui avaient tous les atouts en main pour devenir l'élite religieuse et sociale de leur société.

Gravure à l'entrée de Newgrange, l?un des plus célèbres sites mégalithiques d'Irlande. Agrandissement : Stonehenge, monument mégalithique construit à l'âge du bronze dans le sud de l'Angleterre.

Du haut de cette tour de Babel...

MUL.APIN : ces lettres mystérieuses sont les premières d'une tablette gravée à Ninive au VIIe siècle av. J.-C. et forment deux mots, « étoile » et « champ », qui servent d'introduction à un catalogue d'étoiles et de constellations.

Stèle akkadienne du roi Melishipak Ier, Sumer, vers 1100 av. J.-C., Paris, musée du Louvre. Agrandissement : Liste d'étoiles, Uruk (Irak), 320-150 av. J.-C. La liste donne pour chaque constellation le nombre d'étoiles et les informations de la distance jusqu'à la constellation suivante en aunes.Rien que de très banal pour les Babyloniens qui étaient déjà des pointures en astronomie, heureux héritiers d'un savoir remontant au IIe millénaire av. J.-C. Il faut dire que, nuit après nuit, ils multipliaient les relevés pour mettre un peu d'ordre dans le ciel en classant les étoiles fixes et les « étoiles mobiles », c'est-à-dire les planètes. Avaient ainsi été repérés Ishtar, Marduk et Nebo, qui deviendront sous d'autres cieux Vénus, Mars et Mercure.

Ce sont les dieux en effet qui sont derrière tout cela, ces dieux qui envoient des signes aux hommes en provoquant des éclipses ou en envoyant des comètes. Celui qui peut prévoir ces phénomènes aura le pouvoir ! Pionniers en astronomie, les Mésopotamiens vont ainsi devenir des adeptes de l'astrologie, cet art de l'étude de l'influence supposée des phénomènes célestes sur les destinées humaines.

D'ailleurs, pendant longtemps, le terme de « chaldéens » restera synonyme d'« astrologues ». Indispensables aux autorités politiques, ces hommes de l'art vont multiplier les observations jusqu'à parvenir à une bonne maîtrise du Ciel mais aussi de l'espace, avec les points cardinaux, et surtout du temps, avec la division en 360 jours et 24 heures. Si la tour de Babel n'eut pas le temps d'atteindre le Ciel, il est certain que les astronomes de l'époque ont largement rapproché les hommes des étoiles !

Char solaire de Trundholm, vers 1400 av. J-C., Copenhague, musée national.

Bien pratiques, ces étoiles !

Un peu plus loin, en Égypte, l'objectif est autre : peu de divination mais du pragmatisme ! Si le Soleil y occupe bien une place à part, les étoiles secondaires n'y sont que des flammes ou les âmes des morts. L'important est de rapprocher le rythme de la vie sur Terre de celui du Ciel, et donc d'analyser les cycles temporels.

Signe astrologique, temple de Khnoum, IIe siècle av. J.-C., Esna, Égypte.Découvrir de nouvelles étoiles ? Pas passionnant, mieux vaut s'efforcer d'organiser le temps. Pour mesurer les étapes de la nuit, voici donc les décans, ces étoiles qui apparaissent à l'horizon avant le Soleil. Elles aideront aussi à guider dans son dernier voyage le souverain qui aura eu la précaution de les faire représenter dans sa tombe.

Ce système de repérage servira notamment pendant la période gréco-romaine où l'astrologie prend un nouvel essor en associant connaissances babyloniennes et grecques, comme l'illustre le célèbre zodiaque du temple de Denderah.

Vivan Denon, Zodiaque de Dendera (version colorisée), illustration publiée dans la Description de l'Égypte, 1809.

C'est également pour les mêmes questions d'ordre pratique que les Chinois se tordirent le cou pour observer le Ciel. Il leur fallait en effet absolument se rendre maîtres des cycles de la nature pour être capables d'annoncer sécheresses, inondations ou éclipses. Comment, sinon, le souverain pouvait-il se prétendre « Fils du Ciel » s'il n'en comprenait pas les caprices ?

Bouddha aux Lumières Flamboyantes et les Cinq Planètes, Chang Huai-hsing, 897, Londres, Bristish Museum. Les cinq planètes sont Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne.Dès 2600 av. J.-C. est donc construit un observatoire qui va permettre d'établir un calendrier mais aussi de compléter la liste des étoiles. Cette collecte ne fait alors que commencer : 22 siècles plus tard, ce sont plus de 800 d'entre elles qui ont l'honneur d'apparaître dans un des plus anciens traités d'astronomie, rédigé par Maître Shi Shen. Belle moisson !

Les Chinois ne vont pas s'arrêter en si bon chemin, faisant de l'astronomie une science de toute première importance, puisque indissociable de la politique. Quelle autre civilisation peut s'enorgueillir de compter près de 600 personnes affectées à l'observatoire impérial des Tang, dès le VIIIe siècle ? Une supernova, autrement dit une implosion d'étoile, est décrite sur une carapace de tortue en 1400 av. J.-C., soit 30 siècles avant que les Européens ne décrivent à leur tour ce phénomène.

Carte de Dunhuang, première représentation chinoise des étoiles, VIIe siècle, Londres, British Museum.

Une petite famille de « chèvres sauvages »

Quelles remuantes ! Alors que les étoiles semblent bien tranquilles, accrochées à leur place dans le Ciel, les planètes elles ne cessent de se déplacer, telles les chèvres capricieuses des Babyloniens. On a quand même fini par les repérer et par les baptiser du nom des divinités romaines qu'évoquait leur apparence : rouge sang pour Mars, dieu de la guerre et du feu. Un embonpoint imposant pour Jupiter, roi des dieux. De la rapidité dans les déplacements, pour Mercure le messager. De la lenteur pour Saturne qui incarne le temps qui passe lentement. Et une lumière éclatante pour Vénus, l'Amour. Comme leurs prédécesseurs de l'Antiquité, les savants modernes ont suivi la tradition, même si Uranus a échappé de peu au nom de Georgium Sidus que William Herschel voulait lui donner en hommage au roi George d'Angleterre. C'est une petite fille de 11 ans qui a baptisé Pluton, appellation acceptée à l'unanimité parce qu'elle rappelait les initiales de son découvreur, Percival Lowell. Enfin, n'oublions une exception importante : la Terre, dont le nom est issu du latin désignant une « partie sèche ». Étrange pour une planète couverte d'océans, non ?

L'Univers, un tas de pelures d'oignon ?

Chez les Grecs, on ne plaisante plus ! Fini les superstitions, on veut comprendre l'organisation et la marche de l'Univers.

Pour Aristote (IVe siècle), influencé par son maître Platon, c'est tout vu : la Terre est immobile, bien installée au cœur d'un emboîtement de sphères de cristal dans lesquelles sont enchâssées les planètes et une partie des étoiles, qui tournent ainsi autour d'elle. Ce modèle géocentrique, qui n'est pas sans rappeler le principe des pelures d'oignon, est repris un peu plus tard par Euxode de Cnide qui tente à l'aide de la géométrie d'en démontrer la réalité.

Papyrus d'Euxode, Sérapeum de Memphis, entre le IIIe et le Ier siècle av. J.-C., Paris, musée du Louvre.

Pas d'accord pour Aristarque de Samos (IIIe siècle av. J.-C.) qui préfère placer le Soleil au centre avec une Terre en rotation, idée validée seulement 18 siècles plus tard par Nicolas Copernic. En attendant, l’hypothèse révolutionnaire d’Aristarque est malheureusement réfutée par Hipparque de Nicée (IIe siècle av. J.-C.) qui, s'appuyant sur les données mésopotamiennes transmises grâce aux conquêtes d'Alexandre le Grand, n'en développe pas moins plusieurs théories capitales comme le changement de direction de l'axe de rotation de la Terre lors des équinoxes. Celui qui a gagné le titre de « plus grand astronome de l'Antiquité » réussit également à faire le relevé de près de 1000 étoiles, sans bien sûr aucune longue-vue !

Joos van Wassenhove, Claude Ptolémée avec sa sphère armillaire équatoriale, XVe siècle, Paris, musée du Louvre. Agrandissement : Andreas Cellarius, Présentation du système solaire selon les hypothèses de Ptolémée, illustration tirée de Harmonia macrocosmica, 1661, Paris, BnF.C'est sûr désormais : le déplacement des planètes autour de la Terre n'est plus le jeu du hasard ou des dieux, mais peut être calculé. C'est le but des recherches de Claude Ptolémée, au IIe siècle de notre ère. À Alexandrie, il s'interroge sur les trajectoires a priori irrégulières des astres pour mieux en montrer la logique. Il propose un nouveau modèle de déplacement sous formes d'épicycles, c'est-à-dire de petites boucles tournant autour de la Terre, stable au milieu du monde.

Certes, son ouvrage L'Almageste (« Le Plus grand », en arabe) s'appuie toujours sur le géocentrisme, mais il n'en reste pas moins un exercice virtuose de géométrie appliquée à l'étude du vagabondage des astres. Au début de la Renaissance, il était encore considéré comme la Bible de l'astronomie avec son relevé de 48 constellations, relevé qui a traversé les siècles sans aucune modification, tant le travail était précis.

Une bien curieuse machine...

C'est comme « trouver un avion à réaction dans la tombe de Toutânkhamon ! » (Dereck de Sola Price, historien des sciences) Et en effet, lorsque les archéologues des années 1900 se sont penchés sur l'étrange agglomérat de bronze que des pêcheurs d'éponges venaient de remonter d'un navire échoué devant l'île grecque d'Anticythère, ils ont regardé cet objet inconnu avec un œil plus que dubitatif... Comment les Grecs auraient-ils pu créé ce mécanisme entraînant une trentaine de roues crantées, bien rangées dans une structure en bois ? C'est une plaisanterie ! Plus d'un siècle plus tard, on sait qu'il n'en est rien.
Machine d'Anticythère, Ier siècle, Athènes, musée National. Agrandissement : Modélisation numérique du fonctionnement théorique de la machine d'Anticythère, University College London.La machine d'Anticythère date bien du 1er siècle av. J.-C. Il s'agit d'une sorte d'horloge ou plutôt de calculateur astronomique portatif qui permettait de connaître la position, passée ou future, du Soleil, de la Lune et des 5 planètes connues alors. Ce n'est pas tout : elle prédisait également les éclipses. « Le plus ancien ordinateur analogique » du monde nous oblige à reconsidérer notre vision des techniques des Grecs anciens, plus avancées que l'on ne le pensait. Il faudra ensuite attendre 14 siècles pour que des savants parviennent à nouveau à créer des horloges astronomiques avec un tel savoir-faire !

Des Romains à la traîne

La passion des Grecs pour les astres en faisait rire certains, comme Socrate : « Je parle par exemple de Thalès étudiant les astres, [...] et regardant vers le haut, tombant dans un puits » ! Pas de risque de chute pour les Romains qui étaient loin d'avoir la même curiosité pour le ciel, même si leur modernisation du calendrier à l'initiative de Jules César nous est toujours utile.

Pragmatiques, ils préféraient plutôt inciter leurs savants à travailler à des fins utilitaires. Certains, cependant, comme l'épicurien Lucrèce, ont su apprécier la beauté du Ciel et s'interroger sur son mécanisme. Non sans peine, comme on peut le voir dans cet extrait de son ouvrage De la Nature : « Déterminer exactement celle de ces causes qui agit dans notre monde est chose difficile ; mais indiquer ce qui est possible et ce qui s’accomplit dans le grand tout parmi ces divers mondes créés si diversement, voilà ce que j’enseigne ; et je m’attache à exposer tour à tour les multiples causes qui, à travers le grand tout, peuvent être à l’origine du mouvement des astres ; entre toutes il ne peut y en avoir qu’une, en ce monde comme ailleurs, qui fasse mouvoir nos étoiles : mais laquelle ? L’enseigner n’est pas donné à notre science, qui n’avance que pas à pas » (VIe siècle).

Codex aztèque représentant probablement une éclipse de soleil, copie du XVIIIe siècle d'un document du XVIe siècle, Paris, BnF.

La malédiction du voile noir

« Tu as entendu ma prière... Voici que tes rayons déclinent... » Quel rusé ce Tintin ! Rien de tel qu'une éclipse (du grec « abandon ») pour faire croire que l'on sait parler au Soleil. Mais ce n'est pas un hasard si dans Le Temple du Soleil (1948), Hergé choisit de situer son prodige chez les descendants des Incas. Il sait bien en effet que l'astronomie, chez les anciens peuples de l'Amérique, avait une place prépondérante.
Si l'on ne peut encore affirmer que les géoglyphes des Nazcas, au Pérou, ont bien un lien avec les étoiles, il ne fait aucun doute que de véritables observatoires permettaient aux prêtres-astronomes incas et aztèques d'élaborer leurs calendriers.
Crucifixion du Christ, illustration d'un manuscrit éthiopien, XVIe siècle, Baltimore, Walters Art. Agrandissement : La comète dite de Halley, vue du 24 avril au 1er mai 1066, quatre mois après l'avènement du roi Harold, Tapisserie de Bayeux (scène 32), musée de la Tapisserie de Bayeux. Inscription : Ceux-ci admirent l'étoile.Chez les Mayas, non seulement on vivait suivant le rythme des astres, mais on savait également prévoir les éclipses, maîtrise impressionnante quand on connaît le peu de moyens techniques qu'ils avaient à disposition. Il leur en a fallu, des heures d'observation pour arriver à un tel résultat !
Sous d'autres cieux, les Babyloniens avaient bien compris le phénomène, au contraire des Lydiens et des Mèdes qui, en pleine bataille au moment de l'éclipse de 585 av. J.-C., préférèrent jeter les armes plutôt que de continuer à énerver les dieux. On ne sait jamais... D'ailleurs, quelques siècles plus tard, les Évangélistes à leur tour n'évoquent-ils pas l'arrivée de « ténèbres sur toute la Terre » au moment de la Crucifixion ? Décidément, ces monstres qui avalent le Soleil, comme le croyaient Égyptiens et Chinois, ne peuvent nous mener qu'à la catastrophe. Les calculs de Halley, qui parvint en 1715 à prédire à quelques minutes près le phénomène, n'y changent rien : aujourd'hui encore, où qu'on soit, chaque éclipse apparaît bien comme un tour de magie !

De l'Andalousie à Samarcande : quand théorie et observation se télescopent

Pas d'islam sans astronomie : elle est en effet indispensable à la pratique religieuse puisqu'elle permet de définir le calendrier lunaire, les dates du ramadan tout comme l'heure et l'orientation de la prière.

Miniature extraite de Abd al-Rahman, Catalogue des étoiles fixes, XVe siècle, Paris, BnF. Agrandissement : Miniature de la Maison de la Sagesse à Bagdad sous le règle d'Al Mamun, 1574-1595, Istanbul, bibliothèque de l'Université.Rien d'étonnant donc à ce que ses savants se soient empressés de collecter, traduire et développer le savoir de leurs prédécesseurs grecs mais aussi indiens, perses et chinois, grâce aux échanges sur les routes de la soie. Ils commencent par développer les mathématiques, en particulier l'algèbre avec Al-Kwarismi pour établir des tables astronomiques, mais aussi la trigonométrie que l'anatolien Al-Battâni utilise dès le IXe siècle pour apporter de la précision à son étude du Ciel.

Dans le même temps, les instruments de mesure sont perfectionnés comme l'indispensable astrolabe qui permet de définir la hauteur des astres sur l'horizon. Les astronomes peuvent pour cela compter sur le soutien de différents souverains, dont le calife el-Mamoun qui crée une Maison de la Sagesse à Bagdad au IXe siècle.

Nasir al-Din al-Tusi (école de Marâgha), extrait de l'Aide-mémoire astronomique, 1389, Paris, BnF.

D'autres mettent à leur disposition des observatoires de plus en plus développés parce que lieux de prestige : citons celui de Marâgha (XIIIe siècle) en Iran, construit sur ordre de Hulagu Khan, petit-fils de Genghis Khan, et celui de Samarcande, voulu par le roi-astronome Ulugh Beg (XVe siècle).

Astrolabe, Bagdad, Xe siècle, Paris, BnF. Agrandissement : Astrolabe d'al-Shali, Tolède, 1067, musée archéologique national de Madrid.Et les progrès vont être impressionnants ! On commence par étudier sous toutes les coutures l'Almageste du très respecté Ptolémée. Première étape : compléter son catalogue d'étoiles, tâche à laquelle se consacre au Xe siècle le perse Al-Sufi.

Puis des experts installés d'un bout à l'autre de la zone arabo-musulmane, armés d'instruments désormais plus puissants, multiplient les relevés pour les comparer aux affirmations du Grec. Et on se rend vite compte qu'il y a certaines choses qui clochent... Cela devient une évidence : il faut faire descendre Ptolémée de son piédestal et remettre en cause certaines de ses hypothèses, ou du moins les corriger.

C'est ainsi qu'au XIIe siècle, l'Andalou Al-Bitrûjî (ou Alpetragius) commence à évoquer un mouvement en spiral des planètes avant que les astronomes de l'école de Marâgha ne proposent à leur tour une rotation uniforme basée sur des principes mécaniques. C'est tout un petit monde qui se déplacerait donc en cercles autour de la Terre...

Observer le Ciel pour connaître la Terre

Attention, la Terre n'a pas toujours été vue comme une jolie bille ! Pour les Mésopotamiens, elle avait l'apparence d'un de leurs bateaux ronds, flottant tranquillement sur l'eau, idée que rependra en quelque sorte Thalès de Millet vers 650 avant J.-C. en évoquant la rotondité de la Terre. Le futé Aristote (IVe siècle), observant l'ombre de notre planète sur la Lune lors des éclipses, met les choses au point : elle est ronde ! Moins d'un siècle plus tard, son compatriote Eratosthène parvient, grâce à un simple bâton planté dans le sable d'Alexandrie, à en calculer la circonférence. Un coup de maître ! Ne reste plus qu'à partir à la découverte de cette sphère...
Et pourquoi ne pas suivre simplement une étoile, et si possible la plus brillante ? C'est ce que firent, dit-on, les Rois mages, avec le succès que l'on sait. À l'autre bout du monde, les Polynésiens se servirent également de leur grande maîtrise du Ciel pour partir à la conquête du Pacifique. En Occident, les marins adoptent au Xe siècle la boussole magnétique, inventée en Chine au IVe siècle av. J.-C., et l'astrolabe d'origine grecque (IIIe siècle av. J.-C.) perfectionné au IXe siècle par les Arabes. S'il faut attendre le XVIIIe siècle et l'horloge de John Harrison pour maîtriser la longitude, les navigateurs savaient dès l'Antiquité repérer la latitude. C'était largement suffisant pour donner à quelques audacieux de la Renaissance l'envie d'aller voir de l'autre côté des océans.

Publié ou mis à jour le : 2025-09-19 18:24:04
Erik (20-10-2025 12:37:41)

J'ai du mal avec l'idée que l'on puisse qualifier l'astronomie de science à partir d'une cosmogonie géocentrique.

Matt (21-09-2025 15:15:10)

"Les cieux proclament la gloire de Dieu ; la voûte céleste proclame l’œuvre de ses mains." Psaume 19

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