L'ASTRONOMIE DANS L*ANTIÛU1TÉ

Pour la Lune, par exemple, trois cercles, ou si l'on veut, trois rouages étaient absolument requis. Certaines inégalités n'en demeuraient pas moins des mystères. Notre satellite circulait donc sur son épicycle, dans un sens contraire au mouvement diurne; le centre de Tépicycle se déplaçait, ^n même temps sur l'excentrique, mais dans la direction de la rotation du globe terrestre; enfin, le centre de l'excentrique tournait, lui aussi, autour de la Terre, mais en sens opposé.

Il en était ainsi des autres planètes. Chacune d'elles avait son épicycle circulant sur un excentrique dont le centre tournait, à une distance plus ou moins grande, autour de la Terre, centre des centres, et centre du monde.

Cette théorie était fort ingénieuse, il faut l'avouer ; mais elle était aussi d'une complication embarrassante. La nature, on s'en est aperçu peu à peu, à mesure qu'on l'a mieux connue, procède toujours par les moyens les plus simples.

Entre plusieurs hypothèses, la meilleure, toutes choses égales, sera toujours la moins complexe !

Combien est supérieure, sous ce rapport, la théorie de la gravitation universelle! Sous une loi générale, exprimée en deux lignes, viennent se ranger toutes les variations si nombreuses dont la marche des astres est affectée.

Il n'en est aucune, même des plus petites, ou des plus singulières^ dont elle ne rende raison parfaitement; elle en a même fait deviner plusieurs qui avaient échappé à de minutieuses observations.

Plus les découvertes se multiplient, plus le principe de Tattraclion est justifié.

Au contraire, plus les conquêtes de la Science astronomique s'étendaient loin, plus le système cosmolojjique de Ptolémée se montrait insuffisant et défectueux. Il fallait, pour le sauver, user d'expédients et de subterfuges. Plus les observations gagnaient en exactitude, plus l'hypothèse se compliquait, et devenait impuissante.

Sans cesse, on était contraint de modifier les épicycles, les déférents et les excentriques, afin de répondre à de nouvelles exigences, et d'expliquer, vaille que vaille, les faits constatés.

Le mécanisme de TUnivers fut alors constitué par une inextricable série d'engrenages et de cercles, empiétant les uns survies autres. On en compta bientôt soixante-dix-neuf, ainsi enchevêtrés.

Cela n'était rien auprès de tout ce qu'il aurait fallu encore, pour expliquer, de la même façon, la course échevelée des comètes *.

Tant d'efforts étaient dépensés en pure perte, pour conserver aux planètes et au Soleil leur mouvement uniforme, et à la Terre sa majestueuse immobilité.

Ne disons cependant pas trop de mal des excentriques. Ils mirent, plus tard, Kepler sur la vraie voie, et l'aidèrent (une vingtaine de siècles après l) à découvrir que les planètes, en parcourant leur orbite, décrivent non des cercles, mais des ellipses dont le Soleil occupe l'un des foyers.

i . Aux yeux de certains philosophes anciens, les comètes étaient de simples feux transitoires, s'aliumant dans le ciel, et s*éteignant ensuite, à peu près comme la foudre. Mais beaucoup d'autres les croyaient de Yéritables astres, ayant un cours régulier d'une grande étendue, de sorte qu'elles étaient visibles seulement lorsqu'elles se rapprochaient de la Terre. Elles disparaissaient, en s'éloigoant, et redevenaient visibles & leur retour, après des intervalles plus ou moins considérables.

Proprium sidu$ Comètes est, sicut Solis et Lunae. Talis forma est non in rotundum restricta, sed proceiHor et in longum producta, Ceterum noii est ilU palam cursus; altiora mundi secat, et tune demum apparet, quum in imum cursus sui vcuit,.. Quidam aiunt fmhere cursum suum, et post ceria lustra in couspectum mortalium exire.,, etc. ^Senec. {mxst. natur.<, lib. VII» c. i7-20.)

l'astronomie dans l'antiquité 137

Grandeur de f Univers d'après les anciens.

CoxmaisBance de la forme et des dimensions de la Terre.

L'idée de la rondeur de la Terre fut, dit-on, émise la première fois par le philosophe et physicien Parménide d'Élée, né en 519 et mort en 440 avant J.-C.

Auparavant, Anaximandre (610-547) l'avait crue cylindrique comme une colonne, et Anaximène (510-449) plate et mince comme un disque, semblable en cela, d'après lui, au Soleil et à la Lune.

Peu à peu, cependant, la conception de Parménide se répandit et fut assez communément reçue. Au temps d'Aristote, on avait déjà démontré la sphéricité de la Terre par la rondeur de son ombre projetée sur notre satellite au moment des éclipses.

S'appuyant sur ce fait, le célèbre mathématicien Bion d'Abdère (né vers 300) prouvait qu'il y a sur notre globe des contrées peu fortunées, où l'année se compose d'un seul jour et d'une seule nuit, ayant, l'un et l'autre, une égale durée de six mois entiers.

Les anciens admettaient aussi l'existence des antipodes. Par ce mot, ils entendaient des peuples habitant une région de la Terre diamétralement opposée à celle où nous nous trouvons et, par suite, ayant à sa surface une position inverse de la nôtre. Cicéron lui-môme se rangea à cette opinion *.

i. Dicilis etiam esse e regionc nobis, e contraria parle Terrse, qui

Quant aux dimensions du globe terrestre, Aristole avait essayé de les évaluer, mais sans beaucoup de succès. Dans ce problème assez ardu, il s'était grandement trompé et avait obtenu un résultat presque deux fois trop fort.

D'après ses calculs, la Terre aurait eu 400. OUO stades de circuit. Le stade olympique, dont il se servit très probablement, étant de 180 mètres, cela faisait 72 millions de mètres, au lieu de 40 millions. L'erreur était énorme.

On s'en étonnera moins, si l'on considère que le moyen employé jusqu'alors pour apprécier les distances, consistait à compter les journées de marche des voyageurs ou des armées.

La question s'était posée après les lointaines expéditions d'Alexandre. Il avait conduit ses soldats jusqu'aux Indes. L'Orient s'était ouvert devant lui. La Grèce, qui auparavant n'était guère sortie de ses étroites frontières, atait traversé l'Asie presque jusqu'à la Chine. ^

Le conquérant trouvait le monde trop petit pour son ambition. Il voulut, du moins, apprendre de son ancien maître quelle portion il en avait conquise; mais les documents si peu exacts sur lesquels se basait Aristote furent cause d'une colossale erreur.

Dans le courant du ni« siècle avant J.-C, Eratosthènes reprit le problème et le résolut d'une façon fort satisfaisante. L'arc de méridien qu'il tenta de mesurer était très grand. Il s'étendait entre les limites extrêmes de l'Egypte, depuis la ville d'Alexandrie jusqu'à celle de Syène.

Ces deux cités furent choisies, parce qu'elles étaient suj) posées à peu près sur le même méridien, quoique leur dilfcrence en longitude atteignît presque trois degrés.

Il s'agissait d'apprécier la différence de latitude. Eratosthènes trouva 7° d2'. L'erreur commise était petite et no dépassait pas cinq minutes d'arc. La véritable valeur, en effet, est de 7° 7'.

L'arc compris entre Alexandrie et Syène était donc la

&dversû vesUg4Û-4i«iit eoQtpa Dostra vesUgia, quos Aniipodas vocatîs... ista non asperaor. (Acad. quaest.^ lib. H, § 39.)

l'astronomie DAKS L*AiNT1QU1TÉ 131)

cinquantième partie de la circonférence. D'un autre côté, d'après les documents officiels, la âistance entre ces deux villes était de 5.000 stades K

Eratosthènes en conclut que le globe terrestre avait environ 250.000 stades de tour.

D'après plusieurs auteurs, le stade égyptien équivalant à peu près à 160 mètres, 250.000 stades donneraient un peu plus de 39.000.000 de mètres. L'écart serait donc presque négligeable.

Cependant, si l'on remarque combien étaient élémentaires les moyens dont les arpenteurs de cette époque se servaient pour leurs évaluations, un résultat d'une telle précision paraîtra bien surprenant.

Cette opération, toutefois, fut conduite avec une réelle habileté. Elle honore grandement celui qui l'avait entreprise et menée à bonne fin. Une œuvre d'une si haute portée scientifique aurait suffi à illustrer un homme.

Grâce à elle, Eratosthènes peut être regardé comme le véritable créateur de la Géographie générale.

11 attribuait au vaste continent européo-asiatique une longueur égale à 180"^ de longitude environ. Toute une moitié du globe terrestre, il le savait, était donc inconnue de ses contemporains.

Ces idées, plus tard, guidèrent Christophe Colomb dans ses grands voyages d'exploration. Mais, en traversant les longs siècles du moyen âge, les notions de Géographie générale, dues à Eratosthènes, s'étaient un peu affaiblies. Le célèbre navigateur pensait, en effet, qu'il lui suffirait de parcourir sur l'Atlantique une centaine de degrés à l'ouest de l'Europe pour atteindre l'Asie et les Indes orientales.

1 . Depuis très longtemps, à cause des inondations périodiques du Nil, les rois avaient institué en Egypte des corporations d*arpcnteurs. Us et aient chargés officieUcment de mesurer toutes les distances, et de faire un relevé exact des propriétés, dont les limites exposées à être sans cesse c onf ondues après ces inondations, donnaient lieu à des litiges toujours r enaissants. Ce cadastre régulier et fait avec soin, fournit à Eratosthènes des documents précieux dont il usa pour ses calculs.

Dimensions relatives de la Terre et des astres. Proportions

de leurs distances.

Sous ce double rapport, les idées des anciens varièrent aussi beaucoup.

D'après Anaximandre, le Soleil était vingt-huit fois plus volumineux que la Terre, et la Lune dix-huit fois seulement.

Plus tard, Anaxagore (500-428) croyait le Soleil un peu plus grand que le Péloponèse. Il eut le malheur de le dire. Cette assertion le fit décréter d'impiété, et il faillit être condamné à mort.

Selon Eudoxe (409-356,) le diamètre du Soleil valait neuf fois celui de la Lune ; et, selon Eratosthènes, vingt-sept fois celui de la Terre.

On mit longtemps à reconnaître, dans Tétoile du matin et dans celle du soir, la même planète. Pythagore et Parménide d'Élée furent les premiers à s'en apercevoir. Ils expliquèrent comment Vénus, passant alternativement devant et derrière le Soleil, paraissait tantôt avant Taurore et tantôt après le crépuscule.

Les distances entre les astres étaient évaluées par Pythagore au moyen de considérations tirées de la progression des sons musicaux. Il ne pouvait en résulter, évidemment, une bien rigoureuse précision.

Les calculs, à ce sujet, revêtirent une forme plus scientifique avec Aristarque de Samos (né vers 310.) Il composa un livre intitulé : Traite des grandeurs et des distances du Soleil et de la Lune.

Pour résoudre ce problème si important en Astronomie, il essaya de déterminer l'angle formé par deux lignes venant se rencontrer au centre de la Terre, en partant du

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centre du Soleil et de celui de la Lune, quand celle-ci est en quadrature, c'est-à-dire à son premier ou à son dernier quartier.

Les trois centres de ces astres sont alors les trois sommets d'un triangle rectangle, dont l'angle droit a pour sommet le centre de la Lune. Il suffit, alors, de trouver l'angle dont le sommet est sur la Terre. Après cela, il est très facile de construire géométriquement un triangle semblable, dont les côtés seront respectivement proportionnels aux distances cherchées.

Le procédé était bon, mais il aurait fallu posséder des instruments assez délicats pour mesurer, avec une approximation suffisante, des angles dont la petitesse rend l'évaluation peu commode en pratique.

On devait apprécier sous quel angle on voit la distance du Soleil à la Lune, à l'instant précis où notre satellite paraît à moitié éclairé et à moitié obscur. Cet angle est de 89° 51'. Il fut supposé de 87°. En d'autres termes, la différence entre l'angle examiné et le quadrant de la circonférence est de 9' seulement. Aristarque la crut de 3°, c'est-àdire vingt fois plus grande qu'elle n'est en réalité.

Par suite, il faisait la distance beaucoup trop petite.

Quant au rapport entre les distances des deux astres à la Terre, il le pensait sensiblement égal à 19. En effet, disaitil, la distance entre le Soleil et la Terre est plus de dix-huit fois et moins de vingt fois celle de la Terre à la Lune.

Une erreur ne va jamais sans une autre. De cette première conclusion fausse, Aristarque tira les corollaires suivants : Le diamètre du Soleil est à peu près dix-neuf fois plus grand que celui de la Lune, et le diamètre de celle-ci est compris entre la trentième et la quarantième partie de la distance de notre globe à son satellite.

Le diamètre de la Terre est plus petit que les ^g et plus

grand que les ^ de celui du Soleil.

Le diamètre de la Lune est plus petit que les il et plus

grand que les ^ de celui de la Terre.

Ce n'était pas assez pour Aristarque de connaître les relations entre les distances et les diamètres des astres ; il aurait voulu évaluer en nombres ces diamètres et ces distances.

La question était évidemment plus difficile. Il réussit moins encore à la résoudre d'une manière satisfaisante.

A son tour, Hipparque s'en occupa. Il était en possession de méthodes bien supérieures, et l'invention de la Trigonométrie avait décuplé leur puissance pour les recherches théoriques. Malheureusement, les instruments alors en usage ne permettaient pas encore de donner aux observations, base inévitable des calculs, un degré suffisant d'approximation. On savait toutefois que le diamètre terrestre n'est pas une quantité négligeable dans l'étude des phénomènes célestes, car ceux-ci paraissent différents, selon l'endroit d'où on les considère K

Les Globes célestes et l'Obliquité de l'écliptique.

Les premières ébauches d'une carte du ciel furent esquissées, au vi^ siècle de notre ère, par Anaximandre, disciple de Thaïes. Il avait imaginé aussi les globes célestes. Mais, selon toute vraisemblance, il ne calcula jamais lui-mênae aucune latitude ou longitude, quoiqu'il fût l'introducteur du gnomon en Grèce.

Nous ne devons pas trop nous en étonner.

Plus d'un siècle et demi après, un disciple de Platon qui, à l'exemple de son maître, était allé apprendre l'Astronomie en Egypte, Eudoxe de Cnide, à son retour dans sa

i. On avait déjà soupçonné à celle époque la relation epstant entre le mouvemenl de la Lune el le phénomène des marées. Le marseiUais Pj'théas en fit le premier la remarque, au iv« siècle avant J.-G.