Indéboulonnable Ptolémée ! En matière d’astronomie, malgré les progrès venus d'Orient, c'est toujours lui qui domine les conceptions sur lesquelles travaillent les savants européens de la fin du Moyen Âge. Il faut dire que l'Église a su faire sienne sa théorie d'une Terre trônant au centre de l'Univers pendant que Soleil et planètes se contentent de lui tourner autour de façon très disciplinée. Le Ciel, domaine de Dieu, ne doit-il pas être parfait et immuable ?
Aristote et les Saintes Écritures semblaient donc d'accord sur la position centrale de la Terre, et donc de l'Homme dans l'Univers. Tout change avec la publication posthume des travaux d’un obscur Polonais, un moine qui plus est ! À sa suite, la science occidentale va entrer en fusion et, de Galilée à Hubble en passant par Einstein, ses représentants vont réinventer l’Univers ou du moins la vision que nous en avions…
Révolution copernicienne
Chanoine de l’Église catholique, Nicolas Copernic (1473-1543) attend par prudence la veille de sa mort pour publier ses théories mathématiques.
Elles vont bousculer toutes les certitudes humaines en ramenant la Terre au rang de planète ordinaire. Voilà le Soleil qui s’attribue la place centrale dans l’Univers… en attendant de bientôt la perdre à son tour. Toute la hiérarchie du monde céleste mise en place par l'Antiquité et le Moyen Âge s'écroule d'un coup !
« Le fou qui voulait faire tourner la Terre » (Luther) ouvre la voie à d'autres audacieux, à commencer par Tycho Brahé (1546-1601), aristocrate danois qui fait construire son propre observatoire où il passe 20 ans à lever chaque soir la tête vers le Ciel pour le fouiller à l'oeil nu.
C'est un échec : loin d'y voir plus clair, il replace la Terre au centre de tout. Mais ses efforts ne sont pas totalement inutiles puisqu'il a bien repéré que les planètes tournaient autour du Soleil... Son assistant, Johannes Kepler (1571-1630), poursuit la réflexion en les faisant se mouvoir de façon elliptique et non plus circulaire : adieu, la ronde des cercles parfaits !
Pendant que l'Europe commence à peine à s'interroger sur la place de la Terre, de l'autre côté du globe les Chinois continuent à avancer à grands pas dans leur connaissance de l'Univers, notamment grâce leur absence de préjugés religieux. La conquête du pays par les Mongols, au XIIIe siècle, loin de ralentir les travaux, ne fait que les accélérer grâce à la compétition qui s'installe entre deux frères empereurs, Hulagu Khan en Perse et Kubilaï Khan à Pékin. À chacun son observatoire, à chacun ses savants !
Pour la Chine c'est Guo Shouling, le « Tycho Brahé » chinois, qui est chargé de créer des instruments de plus en plus perfectionnés. Il va ainsi doter le premier observatoire de Pékin d'un gnomon géant, tige permettant de noter le déplacement du Soleil, et d'une sphère équipée d'un tube de visée, ancêtre du télescope. Lorsque, en 1629, le Bureau astronomique impérial de Pékin voit s'annoncer une éclipse, il peut donc s'appuyer sur une longue tradition d'observation pour en déterminer la date. Les Jésuites, qui sont arrivés au pays en 1582 et qui s'enorgueillissent de leur savoir en sciences, peuvent-ils rivaliser ?
La compétition s'annonce farouche entre les spécialistes chinois, islamiques et occidentaux qui jouent des coudes à la Cour. Finalement les savants locaux seront les plus précis, mais les Jésuites y gagneront une belle renommée auprès de l'empereur qui, plus intéressé par leur bagage scientifique que théologique, leur ouvrira les portes de son royaume. Le missionnaire Ferdinand Verbiest, quelques années plus tard, ne s'y trompera pas : « Sous le manteau étoilé de l'astronomie, notre sainte religion s'introduit facilement ».
Des lunettes et des pommes pour y voir plus clair
Allez, encore un dernier effort et la Renaissance pourra se féliciter d'avoir enfin d'avoir remis l'Univers à l'endroit.
L'homme courageux qui va finir de pulvériser des siècles de fourvoiement et d'extravagances est avant tout un passionné de lunettes. C'est lui qui, le premier, pointe vers le Ciel une sorte d'ancêtre du télescope qu'il a bricolé avec l'aide des verriers de Venise.
Et ce que découvre alors Galilée (1564-1642) est révolutionnaire ! La preuve qui manquait à Copernic est sous ses yeux : 4 satellites tiennent compagnie à Jupiter et se montrent fort peu sensibles aux charmes de notre planète. La Terre n'est pas au centre de tout !
Cette révélation est loin d'être une bonne nouvelle pour l'Église qui ne peut imaginer que l'Homme soit relégué à la périphérie, et que les mondes terrestre et céleste ne soient pas différents. Mais l'arrogant Galilée a d'autres chats à fouetter : il lui faut maintenant comprendre comment tout cet ensemble est mis en mouvement. Il sent bien que la solution se trouve du côté de la physique, mais ses expériences sur la chute des corps ne lui permettent pas de trouver une solution vraiment acceptable.
Ce n'est pas René Descartes (1596-1650), avec ses histoires nébuleuses de tourbillons entraînant les planètes, qui va lever le mystère ! Pourtant la France est bien placée dans la course à la vérité, avec la création en 1667 de l'Observatoire de Paris.
Son premier directeur, Jean-Dominique Cassini, va faire honneur au roi Louis XIV en concrétisant son désir de développer les sciences en général, et l'astronomie en particulier. C'est à lui que l'on doit la découverte des satellites de Saturne, Japet et Rhéa : « Je présente à votre Majesté deux planètes qui ont été inconnues à tous les siècles passés... ». Un beau cadeau pour un roi qui savait apprécier les belles choses, si l'on en croit les immenses globes, terrestre et céleste, réalisés par Vincenzo Coronelli en 1683 et offerts au bien-nommé Roi-Soleil par le cardinal d'Estrées.
En 1687, c'est en Angleterre qu'une pomme décide de tomber aux pieds d'un savant attentif.
Isaac Newton (1642-1727) comprend que, comme le fruit est attiré par la Terre, les planètes subissent une force de gravité qui les maintient en orbite, comme si elles étaient attachées au Soleil par une ficelle qui tournait et leur donnait une vitesse qui les empêcherait de s'écraser sur l'astre et de s'échapper de son pouvoir d'attraction.
La confirmation ne se fit pas attendre. En 1759, l'apparition dans le Ciel d'une comète vite rebaptisée du nom de celui qui avait prévu sa venue, Edmond Halley, vient prouver qu'on pouvait calculer le mouvement des comètes. Ouf !
De grosses « boules de neige » sales : c'est ainsi que l'on peut définir les comètes composées d'une glace poussiéreuse qui devient vapeur d'eau, notamment lorsqu'elles se rapprochent du Soleil.
L'objet céleste à la belle chevelure n'a pas manqué de soulever bien des interrogations, voire des inquiétudes. Même le grand chirurgien Ambroise Paré, au XVIe siècle, les évoque avec terreur : « Cette comète étoit si horrible et si épouvantable et elle engendroit si grande terreur au vulgaire, qu'il en mourut aucuns de peur ; les autres tombèrent malades. [...] Aux deux costés des rayons de cette comète, il se voyoit grand nombre de haches, cousteaux, espées colorées de sang parmi lesquels il y avoit grand nombre de fasces humaines hideuses, avec les barbes et les cheveux hérissez. »
Non seulement l'aspect de la comète est donc abominable, mais en plus on ne comprend pas ce qu'elle vient faire dans un Ciel qui, selon la tradition chrétienne, est censé rester immuable. N'est-elle pas là, selon la volonté de Dieu, pour annoncer un grand malheur ? Triomphe des Ottomans pour la comète de 1456, suprématie de l'hérésie luthérienne pour celle de 1523, guerre civile pour celle de 1572 apparue juste après la Saint-Barthélemy...
Gare à ceux qui la voient au-dessus de leur tête ! Celle de 1682 eut le privilège de faire passer les comètes du domaine de la superstition à celui de la science grâce à Edmond Halley qui, s'appuyant sur les études de Newton sur la gravitation, réussit à en calculer l'orbite et donc la date de retour. Pas de chance, il mourut avant le jour prévu, en 1758...
La chasse aux planètes
On bouge ! Le XVIIIe siècle est celui des grandes expéditions. Croiser James Cook sur l'île de Tahiti n'est donc en rien étonnant, mais le voir s'activer à y créer un observatoire astronomique est plus intriguant…
En fait, le 3 juin de cette année 1769, Vénus doit passer entre la Terre et le Soleil, et donc permettre de calculer la distance qui les sépare. Mobilisation générale ! L'enjeu est scientifique, certes, mais aussi politique : en pleine guerre de Sept Ans, quel prestige pour la nation qui parviendra aux résultats les plus précis ! Ce seront donc 150 observations à travers la planète qui seront réalisées, preuve de la place désormais occupée par l'astronomie dans le monde du savoir.
On s'active aussi en 1781 chez l'Anglais William Herschel et sa sœur Caroline, deux simples amateurs qui viennent de repérer une faible lueur. Une comète ? Non, une nouvelle planète ! 2 000 ans après les dernières mises à jour, Uranus vient de rejoindre ses semblables dans notre inventaire du système solaire. Mais décidément, cette petite nouvelle n'en fait qu'à sa tête, s'ingéniant à ne pas suivre l'orbite déterminé par les tables élaborées d'après les lois de Newton. Subirait-elle l'attraction d'une autre planète ?
Après un an de calcul, en 1846, le Français Urbain Le Verrier relèvent le nez de ses feuilles pour s'entendre dire que, pile à l'endroit où il l'avait localisée, l'Allemand Johann Galle avait en effet repéré une planète. Bonne nouvelle ! La géante Neptune venait de démontrer l'efficacité conjuguée des calculs et de l'observation, et du même coup de valider les théories de Newton.
Voici une singularité qui sut faire parler d'elle : la comète de Kirch, qui traversa nos cieux entre 1680 et 1681, fut avec sa longue queue une des grandes attractions de l'époque. Tous les nez se levèrent vers le ciel au point de lancer une véritable astromania. Libérés du carcan de la pensée religieuse, les philosophes non seulement s’interrogèrent à leur tour sur les secrets de l'espace, mais tentèrent aussi de faire comprendre au plus grand nombre les dernières découvertes des astronomes.
Un an avant Isaac Newton, Fontenelle publie ainsi Les Entretiens sur la pluralité des mondes (1686) pour expliquer l'héliocentrisme de façon plaisante. Au XVIIIe siècle, les Lumières poursuivent ce travail de vulgarisation à la manière de Voltaire qui propose, en s'inspirant de ses conversations avec Émilie du Châtelet, les Éléments de la philosophie de Newton, mis à la portée de tout le monde (1738).
Voilà qui est bien sérieux ! D'autres préfèrent se servir de ces mondes inconnus pour s'amuser un peu en envoyant leur héros y faire un tour. La Lune est une des destinations favorites de ces plumes plus ou moins fantaisistes, depuis Lucien de Samosate (IIe siècle) en passant par Jules Verne et bien sûr Hergé. Et comme le voyage est toujours l'occasion de réfléchir sur la diversité des mondes, les explorations de l'espace à la façon de Savinien de Cyrano de Bergerac (Les États et empires de la Lune, 1657) ou Voltaire (Micromégas, 1752) sont autant d'invitations à examiner notre propre société. Regarder loin pour mieux voir de près !
Les yeux et les oreilles grand ouverts
La fin du XIXe siècle est le temps de la mondialisation avec une science astronomique qui se diffuse, par l'intermédiaire des colonies, dans le monde entier, quitte à balayer les connaissances locales en la matière. Il faut dire que l'Europe a fait des progrès majeurs en termes d'instruments mais aussi dans son étude de la lumière. Voilà la clé !
Armés d'un spectroscope pour étudier les interactions entre lumière et matière, nos savants s'attellent à observer luminosité et couleurs pour classer les étoiles en définissant leur température et leur distance.
À ce jeu, un groupe de jeunes femmes rebaptisées les Calculatrices de Harvard (1875-1950) font des étincelles au point d'identifier des centaines de milliers de spectres d'étoiles rassemblés dans le catalogue Henry Draper, publié à partir de 1924. Il faut dire que désormais l'oïl humain est secondé par l'appareil-photo qui, installé dans les télescopes, permet de faire des expositions prolongées, conserver les différentes apparences des états du ciel et réaliser des comparaisons.
C'est ainsi qu'en 1930 un ancien garçon de ferme texan, Clyde Tombaugh, repéra un point lumineux qui avait bougé de 3,5 mm entre deux clichés. Baptisée Pluton, la nouvelle planète, trop petite pour avoir un réel impact sur sa voisine Uranus, devait être rétrogradée au rang de planète naine en 2006.
Et pourquoi ne pas se servir aussi de ses oreilles ? C'est ce qui fit en 1931 l'ingénieur de téléphone Karl Jansky lorsqu'il comprit que les parasites qui gênaient ses réceptions radio venaient de bien plus loin qu'il le pensait... Pour en avoir le cœur net, l'Américain Grote Reber construisit quelques années plus tard un radiotélescope de 9 mètres de diamètre au milieu de son jardin. Il fallait bien un tel engin pour réceptionner les signaux radioélectriques venus tout droit de la Voie lactée !
Si ce type d'installations s'est révélé inutile pour attraper un message d'éventuels extraterrestres, ces grandes oreilles ont su se montrer sensibles, en 1963, à un bruit de fond inattendu, comme une sorte de boum...
Big Bang !
Ce bruit de déflagration n'est en fait pas complètement une surprise.
40 ans plus tôt, un prêtre belge, Georges Lemaître, inspiré notamment par la loi de la relativité d'Albert Einstein, avait émis une hypothèse inédite : il y a fort longtemps, un beau « jour sans passé », un atome primitif avait explosé et donné naissance à notre Univers qui, depuis, était en expansion. Quelle drôle d'idée !…
Pourtant, l’astronome américain Edwin Hubble a pratiquement la même au même moment. Après avoir commencé par étendre les frontières de notre univers en démontrant que notre galaxie, la Voie lactée, n'était pas unique mais accompagnée de milliards de cousines, ce dernier parvient à démontrer en 1929 que celles-ci s'éloignent de nous, et donc que la déflagration initiale a bien eu lieu.
Ignorant les moqueries contre ce que l'on surnomme le « Big Bang », Hubble arrive même à le dater en proposant le chiffre vertigineux de 13,7 milliards d'années. Désormais il est admis qu'observer les étoiles, c'est aussi reculer dans le temps.
Pendant que certains s'interrogent sur notre univers depuis leur bureau, d'autres décident d'aller y voir de plus près. À partir des années 1950 en effet, c'est la course à l'espace ! Américains et Russes jouent des coudes pour être les premiers sur la Lune, avant que les considérations politiques ne laissent place à une coopération davantage centrée sur la science, avec le développement des stations internationales.
Les astronomes dédaignent ces promenades spatiales. Ils ont déjà fort à faire avec les données que leur transmettent les machines, catapultées de plus en plus loin dans l'espace. C'est le télescope Hubble qui dans les années 2000 nous a permis de remonter dans le temps en photographiant des galaxies formées quelques millions d'années seulement après le Big Bang ; c'est aussi la sonde Cassini (1997-2017) dévoilant la surface des lunes de Saturne, et plus récemment le télescope James-Webb qui, parvenu à 1,5 million de kms de la Terre, nous a transmis à partir de 2022 des images magnifiques de galaxies de plus en plus lointaines, et donc de plus en plus anciennes.
L'astronomie et ses cadettes, l'astrophysique qui étudie les propriétés physiques des astres et la cosmologie qui étend son étude à tout l'Univers, ont encore du pain sur la planche. On aimerait ainsi en savoir davantage sur ces exoplanètes situées en dehors de notre système solaire, qui pourraient nous aider à lever les mystères de l'espace, et peut-être, qui sait ?, nous dévoiler une autre forme de vie.
Enfin, si on commence à cerner l'origine de l'Univers, on s'inquiète désormais de la fin de l’Univers : allons-nous vers un « Big Crunch », un effondrement total par contraction ? Les spécialistes ont heureusement du temps pour trouver la réponse...
Bibliographie
« Astronomie. Quand l'homme invente l'Univers », Cahiers de Sciences et Vie n°129, mai 2012,
Pierre Dethurens, Astres. Ce que l'Art doit au cosmos, éd. Flammarion, 2024,
Pierre Léna, Christian Grateloup, Atlas historique du ciel, éd. Les Arènes, 2024,
Marie-Christine de la Souchère, Histoire de l'astronomie. Des premières observations à la conquète de l'espace, éd. Ellipses, 2019,
Jean-Pierre Verdet, Une Histoire de l'astronomie, éd. du Seuil, 1990.
• Les astronomes réinventent l’Univers
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Bernard (21-09-2025 23:24:49)
Une anecdote sur les chemins tortueux de la Science. Comme Herodote.net le relate dans cet article, les anomalies de l'orbite d'Uranus ont conduit Le Verrier à les expliquer par l'existence d'une pl... Lire la suite
Pablo (21-09-2025 15:12:08)
"Quand je vois tes cieux, les œuvres de tes doigts, la lune et les étoiles que tu as préparées, me dis : « Qu’est-ce que le mortel pour que tu penses à lui, et un fils d’homme pour que ... Lire la suite