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Hubert Reeves est un astrophysicien de renom (docteur en astrophysique nucléaire), un très grand vulgarisateur, un environnementaliste, un fabuleux conteur, bref l’inspirateur de tout un peuple…

Hubert Reeves est largement connu dans le monde des médias (Télévision, Radio…) pour son étonnante faculté à rendre passionnantes des notions d’astronomie qui ne sont pas toujours simples à appréhender.

Hubert Reeves fait partie de ces rares personnalités que le monde aime pour sa gentillesse et son envie insatiable de dispenser le savoir. Il fait partie des personnalités qui ont créés, en 1991, la fameuse Nuit des Etoiles.

Astrofiles rend ici hommage à ce grand homme en lui consacrant une biographie. Plus qu'une biographie, c'est un morceau de l’histoire de ce grand Monsieur que vous allez découvrir…

Enfance de Hubert Reeves

Hubert Reeves est né un 13 juillet 1932 à Montréal, Québec. Enfant, Hubert Reeves est très attiré par le monde qui l’entoure, et ses parents vont l’encourager à attiser sa curiosité et lui inculquer l’importance des valeurs de la nature.

 

Le rôle de ses parents

Les parents d’Hubert Reeves ont joué un rôle important pour lui et sa découverte de la nature ; lorsqu’un coucher de soleil se profilait à l’horizon, ou qu’une nuit étoilée apparaissait, la famille Reeves sortait pour découvrir ensemble toutes ces merveilles. Enfant, le petit Hubert portait également un grand intérêt pour les plantes et les oiseaux.

Le rôle de sa grand-mère

Tous ceux qui connaissent Hubert Reeves le connaissent surtout pour ses grands talents de vulgarisateur et de conteur. Mais d’où peuvent provenir ces talents uniques ? La grand-mère maternelle d’Hubert Reeves est vraisemblablement la personne à qui il doit cette faculté de « savoir raconter ».

La grand-mère d’Hubert Reeves passait en effet beaucoup de temps à rassembler les enfants, et à leur raconter des histoires, et le petit Hubert en redemandait toujours plus ! Lorsqu’ Hubert Reeves se prépare à raconter une histoire, il se souvient toujours de la façon dont sa grand-mère racontait les histoires, toujours empreintes de suspense pour mieux garder l’auditeur en haleine…

A cette époque, il n’était pas toujours facile pour un enfant d’assouvir sa soif d’apprendre. Les parents du jeune Hubert pensaient qu’il perdait son temps de vouloir toujours tout apprendre, tandis que sa grand-mère, elle l’encourageait dans cette voie.

Photo de Hubert Reeves

Les études

Au collège (collège Jean de Brébeuf en 1950), Hubert Reeves était à l’aise en mathématiques, ce qui n’étonnera personne. Lorsqu’il est entré au Département de Physique de l'Université de Montréal, un véritable cataclysme s’est abattu sur le jeune Reeves : il ne comprenait absolument plus rien aux mathématiques !

Si bien que tous les rêves d’enfant du jeune Hubert Reeves commençaient à se volatiliser… Les mathématiques étant une science fondamentale pour étudier la physique, comment pourrait-il continuer dans cette voie ? Mais surtout, pourquoi le jeune Hubert Reeves ne comprenait plus rien aux mathématiques ?

Le premier semestre à l’université fut donc un cauchemar. Hubert Reeves allait-il devoir renoncer à ce qui depuis sa plus tendre enfance représentait le bonheur et le rêve ? Bien évidemment non.

Après les vacances de noël où il passa beaucoup de temps à réviser, Hubert Reeves découvrit un nouveau professeur, M. Albert Gauthier. Le cours de ce professeur changea la donne ; tout à coup, Hubert Reeves comprenait tout ! Les mathématiques lui apparaissaient maintenant claires comme du cristal. Le jeune Hubert était alors soulagé : il comprenait le cours, mais surtout son rêve d’enfant allait se poursuivre car il allait pouvoir devenir un scientifique.

Mais que s’était-il passé ? La réponse venait de la manière exceptionnelle qu’avait ce professeur d’enseigner. Selon Hubert Reeves, les enseignants n’utilisent pas tous la même méthode pour enseigner, la compréhension d’un sujet dépend donc beaucoup de celui qui dispense la connaissance…

La société saint Jean-Baptiste

Durant ses études de doctorat en astrophysique nucléaire, alors qu’il travaillait sur l’origine des éléments chimiques dans les années 1960 (nucléosynthèse), Hubert Reeves fut confronté à des problèmes financiers avec sa femme Francine à l’époque, et leurs trois enfants. Hubert Reeves risquait réellement à cette époque de ne pas pouvoir passer son doctorat en astrophysique, faute de moyens pour qu’il se rende aux Etats-Unis.

Finalement, la Société Saint-Jean-Baptiste de Montréal (Société québécoise dont l’activité est de soutenir et promouvoir le français au Québec) fit quelque chose d’absolument décisif pour les études d’Hubert Reeves. Elle lui octroya un prêt sans taux d’intérêt pour financer son doctorat !

Grâce à ce geste providentiel, Hubert Reeves restera toujours reconnaissant envers la Société Saint Jean-Baptiste…

La science ennuyeuse

Hubert Reeves a travaillé en tant qu’étudiant à Schefferville (Québec), dans les mines de fer, où il a rencontré la science du profit, la science programmée, la science de la routine, la science qu’il n’aime pas et qu’il combat. Hubert Reeves découvrit dans le laboratoire où il travaillait, le moyen de simplifier les activités, permettant ainsi de rationnaliser les processus d’analyse et surtout de gagner du temps.

Heureux de sa trouvaille, il présenta le projet à son supérieur en lui indiquant qu’il pouvait gagner une heure par jour sur le temps de travail (12 heures par jour, 7 jours par semaine). Mais son patron n’apprécia pas du tout et lui indiqua qu’il n’avait pas à modifier la façon de travailler, et que de surcroit il ferait mieux de parler en anglais qu’en français !

Cela fut une réelle épreuve pour Hubert Reeves, car cela représentait tout ce qu’il n’aimait pas dans ce qu’il appelle la « science ennuyeuse »

Déception

Hubert Reeves a connu une autre période douloureuse durant sa vie d’étudiant, lorsqu’il fit la connaissance d’un astrophysicien chevronné.

Cet astronome venait souvent le retrouver dans son bureau pour discuter de ses travaux en cours et de ce qu’il étudiait. Hubert Reeves était très impressionné d’intéresser autant un scientifique, et ils passaient beaucoup de temps à discuter ensemble.

Quelle ne fut pas sa déception lorsqu’il découvrit que ce fameux astronome publia le résultat de travaux dans une revue scientifique, ceux-là mêmes que le jeune Hubert allait publier ! Cet homme avait volé tout le travail de thèse d’Hubert Reeves, et cela le blessa profondément.

Hubert Reeves sût à ce moment que le monde des scientifiques ne pouvait pas toujours être rose, et qu’il pouvait cacher parfois des êtres sans scrupules…

La carrière scientifique d’Hubert Reeves

Une grande partie des travaux de Hubert Reeves a été dans les années soixante, le décryptage de l’origine des atomes, la nucléosynthèse. Le but était de faire des bilans et des relevés de l’origine des atomes, en sachant que ces derniers n’existaient pas au moment du Big-bang, et qu’ils ont été créés par les étoiles. Hubert Reeves à reçu le prix Albert-Einstein pour ces travaux.

M. Reeves a également fait beaucoup de recherches sur les réactions thermonucléaires présentes dans le noyau des étoiles ainsi que sur la densité de la matière.

Entre 1960 et 1965, Hubert Reeves aura été professeur au département de physique de l'Université de Montréal, consultant à la NASA (Etudes spatiales), conseiller scientifique à Saclay (Commissariat à l'énergie atomique) et directeur de recherche au CNRS de Paris !

Parmi les nombreux livres qu’il a écrits, seulement quelques uns seront vraiment destinés à des scientifiques. La plupart des autres visant un large public. Car M. Reeves estime que si l’on ne transmet pas la connaissance aux autres, la science n’a pas beaucoup d’intérêt.

Hubert Reeves commence, à partir des années 80, à donner beaucoup de conférences, à participer à des émissions de télévision, partageant ainsi tout le savoir qu’il aura acquis durant ses travaux.

Son combat pour la nature

Depuis son plus jeune âge, Hubert Reeves est transporté par les merveilles de la nature. Il est un grand amoureux de la Nature, et cela aussi c’est quelque chose qu’il veut transmettre.

Devant le mal que l’homme fait à la terre, Hubert Reeves s’indigne. De toutes les espèces vivantes, l’homme est le plus destructeur, c’est l’espèce qui aura détruit le plus d’autres espèces. Pour Hubert Reeves, l’homme est tout en bas de l’échelle de la préservation de la nature.

Il prend pour exemple les tortues, qui ont su autant donner que recevoir, qui n’ont pas détruit d’autres espèces, et cela leur a permis de vivre depuis 300 millions d’années ! Beaucoup d’indications montrent que la terre va de plus en plus mal, à cause de la pollution humaine, et selon Hubert Reeves, ce que l’homme prend à la Nature, il finira par le payer.

Malgré cette amertume et cette impression que notre planète va tellement mal qu’il est trop tard pour faire machine arrière, Hubert Reeves à décider d’agir et de donner de l’espoir à la planète bleue.

C’est pour cela que depuis 2001, Hubert Reeves est président de la Ligue R.O.C (Rassemblement des Opposants à la Chasse) pour la préservation de la faune sauvage et la défense des non-chasseurs. Cette association, reconnue d’utilité publique, a pour objectif de mener des actions de protection de la nature et de sensibilisation du public.

Lorsqu’Hubert Reeves a pris la présidence de cette grande association, il a déclaré à ses adhérents : « Notre association, en se préoccupant de l’animal, participe d’une sensibilité très ancienne qui n’est autre qu’une recherche civilisatrice et donc d’un rejet de la cruauté envers toute forme de vie. Humains, animaux : même combat. »

Protégez les animaux, soutenez l’association : http://www.roc.asso.fr
Pour agir et soutenir le grenelle de l’environnement, Hubert Reeves et la ligue ROC ont ouvert un nouveau site web : http://www.biodiversite2012.org
Hubert Reeves possède également un site web qui lui est entièrement consacré : http://www.hubertreeves.info
Sa biographie officielle : http://www.hubertreeves.info/bio.html

Titres et distinctions honorifiques

• 1976 : Chevalier de l'Ordre du Mérite (France)
• 1982 : Prix de la fondation de France
• 1986 : Chevalier de la Légion d'honneur
• 1991 : Officier de l'Ordre du Canada
• 1994 : Officier de l'Ordre national du Québec
• 1994 : Officier de la Légion d'honneur
• 2001 : Médaille Albert Einstein de la Société Albert Einstein
• 2003 : Commandeur de la Légion d'honneur
• 2003 : Compagnon de l'Ordre du Canada

• Académie des lettres du Québec

En 1999, l'astéroïde (9631) Hubertreeves a été nommé en son honneur par l'Union astronomique internationale.

 

Œuvres

• La Synchronicité, l'âme et la science
• Déchets : Le cauchemar du nucléaire
• La Plus Belle Histoire du monde
• La Terre, l'espace et au-delà
• Mal de Terre
• Poussières d'étoiles
• Je n'aurai pas le temps : Mémoires
• Patience dans l'azur
• Dernières nouvelles du cosmos
• Chroniques des atomes et des galaxies
• Sommes-nous seuls dans l'univers ?
• Voir tous les livres d'Hubert Reeves

Filmographie

• Les étoiles naissent aussi, 1979
• Le Soleil, notre étoile, 1980
• La vie dans l'univers, Série de 12 émissions de 15 minutes, 1982
• Un soir, une étoile, Série de 66 émissions de 2 minutes, 1984
• Hubert Reeves : Conteur d'étoile, ONF, 52 minutes version VHS, 89 minutes version DVD, 2003

 

 

 Sources : Radio Canada,Tqs.ca, Wikipedia

 

Audouin Charles Dollfus (12 novembre 1924) est un aéronaute et un astronome français, spécialiste du système solaire et découvreur de Janus, une petite lune de Saturne.

Il étudia à la faculté des sciences de l'Université de Paris où il obtint en 1955 son doctorat en Sciences Physiques. À partir de 1946, il travailla comme astronome à la section astrophysique de l'observatoire de Meudon où il succéda à Bernard Lyot, son Maître. Il y dirigea notamment le Laboratoire de Physique du Système Solaire. Il est actuellement astronome honoraire de l'Observatoire de Paris.

Une grande partie de ses travaux a été effectuée grâce à de nombreuses observations depuis l'observatoire du Pic du Midi. Sa méthode préférée de recherche est l'utilisation de la polarisation de la lumière. Son pragmatisme lui permit d'obtenir des résultats remarquables, grâce à des recherches patientes et persistantes ; il développa notamment des nouvelles techniques d'observation. Ses recherches sont réparties dans plus de 300 publications scientifiques, portant essentiellement sur l'astrophysique du système solaire.

Avant que les sondes Viking n'atterrissent sur Mars, la composition du sol martien était le sujet de nombreux débats.
En déterminant la lumière polarisée de plusieurs centaines de minéraux terrestres, Dollfus essaya de faire correspondre leur lumière à celle des étendues désertiques martiennes. Il trouva que seul la limonite (Fe₂O₃) pulvérisée correspondait. Il conclut que le sol martien pouvait être composé d'oxyde de fer. Toutefois, un autre astronome, Gerard Kuiper de l'université de Chicago, n'était pas d'accord avec cette conclusion ; dans ses travaux, l'oxyde de fer donnait des résultats médiocres et il détermina que le meilleur accord avec les données était obtenu avec des roches ignées brunâtre à grains fins.

 

En utilisant la polarisation de la lumière, il est possible de détecter une atmosphère autour d'une planète ou d'un satellite naturel.
En 1950, on pensait que la planète Mercure, à cause de sa petite taille, avait probablement perdu son atmosphère, par l'échappement dans l'espace des molécules la composant. Dollfus annonça qu'il avait détecté une très faible atmosphère à partir des mesures de polarisation menées à l'observatoire du Pic du Midi dans les Pyrénées françaises. Cette annonce était en contradiction avec les prévisions théoriques se basant sur la théorie cinétique des gaz. Dollfus estimait que la pression atmosphérique au niveau du sol était d'environ 1 mm de mercure. La nature du gaz composant cette atmosphère était inconnue mais cela devait être un gaz dense, lourd. Il était toutefois certain que l'atmosphère de Mercure ne représentait pas plus de 1/300^ème de celle de la Terre. Actuellement, on sait que l'atmosphère de Mercure est très ténue : seulement 10^-15 bar, la masse totale de l'atmosphère n'excèdant pas 1000 kg.

 

Mercure possède des zones sombres qui contrastent avec un fond blanchâtre ; elle furent observées en premier par Giovanni Schiaparelli en 1889. En utilisant le réfracteur de l'observatoire du Pic du Midi, Dollfus fut capable en 1959 de résoudre clairement des zones distantes de 300 km entre elles.

 

Dollfus étudia aussi la possibilité de la présence d'une atmosphère autour de la Lune. Le taux de dissipation thermique dans l'espace de tous les gaz de la Lune sauf les plus lourds (qui sont très peu abondants) est tellement élevé qu'une réelle atmosphère ne peut être envisageable. La présence d'une atmosphère devrait être détectable par la polarisation de la lumière qu'elle diffuserait mais Bernard Lyot et plus tard Dollfus, montrèrent qu'il n'y avait pas de polarisation détectable.

 

En 1966, Dollfus découvrit Janus, la lune de Saturne la plus interne. Il fit cette découverte à un moment où les anneaux, très proches de Janus, n'étaient visibles à partir de la Terre que par la tranche et donc pratiquement invisibles. À cette occasion, il observa probablement aussi Épiméthée, mais c'est à Richard L. Walker que revient le crédit de cette découverte.

L'astéroïde (2451) Dollfus a été nommé en son honneur.

 

Dollfus a notamment présidé la Société astronomique de France et l'Observatoire de Triel-sur-Seine entre 1995 et 2005.

Fils de l'aéronaute Charles Dollfus, il est détenteur de plusieurs records mondiaux en ballon, dont le premier vol stratosphérique en France. Il fut le premier à effectuer des observations astronomiques en ballon stratosphérique, notamment pour étudier Mars de façon détaillée.

Père de la journaliste Ariane Dollfus.

 

 

Edwin Powell Hubble (20 novembre 1889 - 28 septembre 1953) est un astronome américain, il a montré que l'Univers est en expansion.

Biographie

Hubble naît à Marshfield dans le Missouri le 20 novembre 1889. Il étudie les mathématiques et l'astronomie à l'université de Chicago où il obtient son diplôme en 1910. Titulaire d'une bourse d'étude, il passe ensuite 3 ans à l'université d'Oxford où il obtient un Master of Arts en droit.

Il revient rapidement à l'astronomie à l'observatoire Yerkes, où il reçoit son Ph.D. en 1917. Hale, le fondateur et directeur de l'observatoire du Mont Wilson, près de Pasadena en Californie, lui propose un poste de chercheur. Il y poursuit ses travaux jusqu'à la fin de sa vie. Le 28 septembre 1953, il meurt d'un accident vasculaire cérébral.

 

Travaux

Son arrivée au mont Wilson coïncide plus ou moins avec l'achèvement du télescope Hooker de 250 cm, le plus puissant télescope à l'époque. Les observations faites avec ce télescope par Hubble en 1923-1924 permettent d'établir que les « nébuleuses » observées précédemment avec des télescopes moins puissants ne font pas partie de notre Galaxie, mais constituent d'autres galaxies éloignées. Il annonce sa découverte le 30 décembre 1924. La première nébuleuse identifiée comme une galaxie n'est pas M31 (la Galaxie d'Andromède), mais la petite galaxie NGC 6822 située dans la constellation du Sagittaire (1925). Suivront ensuite M33 (la Galaxie du Triangle) en 1926 et M31 en 1929.

En 1929, en collaboration avec Milton Humason, Hubble établit, grâce à la spectroscopie, la relation entre la distance des galaxies et leur vitesse d'éloignement, connue actuellement sous le nom de loi de Hubble, à l'origine du concept d'expansion de l'univers.

Il est lauréat de la Médaille Franklin en 1939 pour ses travaux sur les nébuleuses. Il reçoit la médaille d'or de la Royal Astronomical Society en 1940. Le télescope spatial Hubble a été nommé en son honneur, ainsi que l'astéroïde (2069) Hubble. Il a découvert l'astéroïde (1373) Cincinnati le 30 août 1935.

En 1953, le télescope Hale de 5,08 m de l'observatoire du Mont Palomar est achevé. Hubble fut le premier à l'utiliser mais meurt peu de temps après.

 

Loi de Hubble

En astronomie, la loi de Hubble énonce que les galaxies s'éloignent les unes des autres à une vitesse (approximativement, voir ci-dessous) proportionnelle à leur distance. Autrement dit, plus une galaxie est loin de nous, plus elle semble s'éloigner rapidement.

 

Expansion de l'univers et mouvements propres

Il s'agit là d'un mouvement d'ensemble des galaxies de l'univers. À celui-ci se superposent les mouvements propres acquis par les galaxies du fait de leurs interactions gravitationnelles avec leurs voisines. Par exemple, la Voie lactée forme un système gravitationnellement lié avec la galaxie d'Andromède qui ont toutes deux une orbite elliptique très allongée qui fait qu'actuellement, la galaxie d'Andromède s'approche de nous. De même, la Voie lactée et la galaxie d'Andromède se rapprochent peu à peu du superamas de la Vierge. Néanmoins, au-delà d'une certaine distance, le mouvement général d'expansion l'emporte sur les mouvements propres, et toutes les galaxies lointaines s'éloignent de nous.

 

Genèse de la loi de Hubble

La loi de Hubble tire son nom de l'astronome américain Edwin Hubble qui la publia en 1929. Elle fut la première preuve de l'expansion de l'univers, un phénomène générique prédit par la relativité générale, et du Big Bang, le modèle cosmologique qui en résulte le plus naturellement. Hubble découvrit cette loi en observant un décalage vers le rouge presque systématique dans les galaxies dont il avait découvert auparavant la nature exacte à l'aide de l'observation d'un certain type d'étoiles variables, les céphéides. Ces étoiles sont sujettes à des variations de luminosité dont la période est reliée à la luminosité absolue suivant une loi établie par l'astronome Henrietta Leavitt au début du XX^e siècle. L'observation de la période de variation des céphéides dans une autre galaxie permettait ainsi de déduire leur distance relative. La vitesse de fuite de ces mêmes galaxies était, elle, mesurée par l'observation d'un décalage vers le rouge de leur spectre, effet interprété comme étant dû à leur mouvement de fuite (voir effet Doppler-Fizeau).

C'est en comparant ce décalage à la distance de ces galaxies, qu'il trouva une relation linéaire entre les deux, annoncée en 1929^[1]. Pour cette raison, la paternité de la loi de Hubble est attribuée à Edwin Hubble, d'où son nom. Cependant, deux ans plus tôt, Georges Lemaître avait prédit l'existence de cette loi en étudiant un type de modèle issu de la relativité générale. Dans son article écrit en français et publié dans les Annales de la société scientifique de Bruxelles, il indique clairement que cette loi, qu'il a prédite est vérifiée par les observations dont il dispose (pour la plupart œuvres de Hubble et Gustaf Strömberg)^[2]. Étant publié en français, et traduit en anglais par Arthur Eddington après la publication des résultats de Hubble (en 1931), ce résultat de Lemaître est resté inaperçu, d'autant que la traduction anglaise de son article par Eddington est étrangement amputée de la phrase clé qui énonce la relation^[3].

 

Formule de la loi de Hubble

La vitesse de récession apparente v des galaxies étant déduite de la formule Doppler et sa distance d mesurée par les céphéides, la loi de Hubble s'écrit simplement

 

,

 

où H₀ est la constante de Hubble, la lettre H étant bien sûr utilisée en l'honneur de Hubble. L'indice 0 est utilisé pour indiquer la valeur de la constante à l'instant présent. Celle-ci en effet n'est pas constante dans le temps. Elle était plus élevée par le passé (bien que certaines observations semblent indiquer qu'elle serait en augmentation depuis quelques milliards d'années).

On peut le cas échéant remplacer la vitesse v par sa valeur déduite du décalage vers le rouge z et la vitesse de la lumière c pour obtenir

 

.

 

Ces deux lois ne sont valables que pour de faibles valeurs de la vitesse, donc pour des distances relativement faibles. On sait de nos jours que l'interprétation du décalage vers le rouge en terme d'effet Doppler n'est pas correcte physiquement puisque l'augmentation de distance au cours du temps entre deux galaxies n'est pas due à la vitesse des galaxies dans un espace fixe mais plutôt à un étirement de l'espace lui-même, les galaxies restant fixes dans cet espace. Il faut donc faire une analyse différente. On trouvera plus loin des détails sur l'interprétation physique de la loi de Hubble et les modifications à la loi de Hubble qui en résultent.

 

Interprétation physique de la loi de Hubble

Si l'on se restreint à l'application de la loi de Hubble dans l'univers local (quelques centaines de millions d'années lumière), alors il est tout à fait possible d'interpréter la loi de Hubble comme un mouvement des galaxies dans l'espace. Néanmoins, la loi énonçant une vitesse de récession apparente proportionnelle à la distance, son extrapolation conduit à conclure que des galaxies suffisamment lointaines s'éloignent de nous à une vitesse plus grande que la vitesse de la lumière, en contradiction apparente avec la relativité restreinte. De fait, ce n'est pas dans le cadre de la relativité restreinte que l'on doit appliquer la loi de Hubble, mais celui de la relativité générale. Celle-ci stipule entre autres que le concept de vitesse relative entre deux objets (deux galaxies distantes, par exemple), est un concept purement local : on ne peut mesurer la différence de vitesse entre deux objets que si leur trajectoires sont « suffisamment proches » l'une de l'autre. Il convient bien sûr de préciser ce dernier terme, qui en l'occurrence dit essentiellement que la notion de vitesse relative n'a de sens que dans une région de l'espace-temps qui peut être correctement décrite par une métrique de Minkowski. Il est en effet possible de montrer (voir Expansion de l'univers) que l'échelle de longueur au-delà de laquelle on ne peut plus décrire localement un espace en expansion par une métrique de Minkowski est précisément le rayon de Hubble, soit la distance au-delà de laquelle les vitesse de récession apparentes sont précisément relativistes.

L'interprétation en terme de mouvement dans l'espace décrit par la relativité restreinte devient donc précisément invalide au moment où surgit le paradoxe d'une vitesse de récession supérieure à la vitesse de la lumière. Ce paradoxe est résolu dans le cadre de la relativité générale qui permet d'interpréter la loi de Hubble non pas comme un mouvement dans l'espace, mais une expansion de l'espace lui-même. Dans ce cadre-là, le postulat d'impossibilité de dépassement de la vitesse de la lumière fréquemment (et improprement) employé en relativité restreinte se reformule de façon plus exacte en énonçant qu'aucun signal ne peut se déplacer à une vitesse supérieure à celle de la lumière, les vitesses étant localement mesurées par des observateurs dans des régions où l'espace peut être décrit par la relativité restreinte (soit à petite échelle).

 

Valeur de la constante de Hubble

La valeur actuelle de la constante de Hubble est aujourd'hui (2006) mesurée à 72 kilomètres par seconde et par mégaparsec, avec une incertitude d'environ 10% (8 kilomètres par seconde et par mégaparsec)^[4]. Ce résultat est obtenu de façon consistante par de nombreuses méthodes :

• La méthode historique de Hubble à l'aide de céphéides ;
• Des méthodes similaires basées sur l'utilisation de supernovae de type Ia et de type II ;
• L'étude du plan fondamental des galaxies ;
• L'étude des décalages des fluctuations de luminosité des images multiples des quasars dont plusieurs images sont produites par des effets de lentille gravitationnelle.

La valeur actuelle est considérablement plus basse que la valeur initiale trouvée par Hubble (de l'ordre de 500 km s^-1 Mpc^-1). L'erreur commise par Hubble était due à une mauvaise estimation de la magnitude absolue des céphéides, aujourd'hui considérablement mieux connue (voir mesure des distances en astronomie).

 

Modifications à la loi de Hubble

Tant que l'on considère des galaxies dont la vitesse de récession est faible, leur distance à un observateur varie peu entre le moment où elles émettent leur lumière et le moment où celle-ci est reçue par l'observateur. De même tant que le temps de propagation du signal lumineux est petit devant le temps caractéristique de l'expansion, le temps de Hubble la vitesse de récession et le taux d'expansion varient peu sur cet intervalle. Ainsi, il n'y a pas d'ambiguïté dans la définition des quantité v, H₀, et d. À grande distance, il convient de préciser ce que l'on entend par distance, et vitesse de récession. De plus, rien ne garantit a priori que la relation linéaire mentionnée plus haut reste valable. Il existe en fait des corrections à la loi de Hubble. Celles-ci jouent un rôle crucial en cosmologie car elles permettent en principe de reconstituer directement l'histoire récente de l'expansion.

 

Cette relation est importante car elle permet de mesurer le paramètre de décélération et par suite déduire la pression moyenne des différentes formes de matière qui composent l'univers.

En pratique, la quantité d n'est pas mesurable directement. Ce que l'on mesure, c'est soit la distance obtenue en comparant la luminosité apparente d'un astre à sa luminosité intrinsèque supposée connue, d_L (on parle alors de distance de luminosité), soit la distance obtenu en mesurant son diamètre apparent, sa taille réelle étant dans ce cas supposée connue, d_A(on parle alors de distance angulaire). Dans ce cas, on exprime généralement les distances en fonction du redshift et non le contraire, et les formules s'écrivent :

 

,

.

 

 

En pratique pour des objets lointains, on n'utilise pas les formules ci-dessus, qui ne sont valides que pour des petits décalages vers le rouge. Voir les articles distance angulaire et distance de luminosité pour plus de détails.

 

Autres hypothèses proposées

Des réticences, initiées par Albert Einstein lui-même du fait de sa préférence pour un univers statique (voir univers d'Einstein), ont été formulées vis-à-vis de l'interprétation du décalage vers le rouge en terme de fuite des galaxies ou d'expansion de l'espace. Aucune des alternatives proposées n'est considérée comme viable aujourd'hui, en raison du manque de motivations théoriques sous-jacentes (il s'agit essentiellement de phénomènes ad hoc invoqués uniquement pour réinterpréter ces résultats, comme la lumière fatiguée) et qui échouent à proposer un modèle cosmologique rendant compte de l'ensemble des observations désormais disponibles (voir l'article expansion de l'univers). Par exemple, la théorie de la lumière fatiguée échoue à expliquer pour le fond diffus cosmologique a un spectre de corps noir.

 

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Max Karl Ernst Ludwig Planck (23 avril 1858 - 4 octobre 1947) est un physicien allemand, Prix Nobel de physique en 1918 et lauréat du prix Goethe en 1945.

Biographie

Max Planck né le 23 avril 1858 à Kiel, est issu d’une famille nombreuse et bourgeoise. Ses arrière-grand-père et grand-père paternels sont professeurs de théologie, son père professeur de droit (il participa à la rédaction du code civil allemand), tandis que sa mère est issue d'une famille de pasteurs.

 

Études et débuts

Max Planck fait ses études secondaires à Munich où son père enseigne. Il est un bon élève, sans plus.

Il hésite alors entre se consacrer à la science ou à la musique. En 1874, il entame des études de mathématiques et de physique à l’université. Il obtient son baccalauréat à dix-sept ans et, trois ans plus tard, il conclut son cursus universitaire à Berlin avec Hermann von Helmholtz et Gustav Kirchhoff comme professeurs.

En 1878, il soutient sa thèse de doctorat sur « le second principe de la thermodynamique » et la notion d'entropie. Ses professeurs ne sont guère convaincus. Il passe néanmoins son habilitation l'année suivante (1881) sur « les états d'équilibre des corps isotropes aux différentes températures », aboutissant aux mêmes résultats que ceux obtenus auparavant par l'américain Josiah Willard Gibbs, dont les travaux étaient restés confidentiels.

Jusqu'en 1885, il recherche un poste d'enseignant en physique théorique, discipline peu à la mode à l'époque. Il obtiendra enfin un poste de professeur adjoint à l'université de Kiel en 1885.

À la mort de Kirchhoff, et sur recommandation de Helmholtz, il est appelé à l’université Humboldt de Berlin comme professeur adjoint puis titulaire en 1892. Un poste qu'il gardera pour environ quarante ans.

 

Recherches

À Berlin, il poursuit des travaux en thermodynamique, en électromagnétisme et en physique statistique.

Planck rejette, dans un premier temps, le modèle atomiste des gaz de Maxwell et Boltzmann. Pour lui, la théorie atomique s’effondrera à terme en faveur de l’hypothèse de la matière continue. Il se rallie devant l'évidence à l'atomisme à partir des années 1890.

A cette même époque Lord Kelvin identifie le rayonnement du corps noir comme l'un des problèmes à résoudre. Jožef Stefan, Ludwig Boltzmann, Wilhelm Wien s'y attaquent ainsi que Otto Richard Lummer, Ernst Pringsheim, Heinrich Rubens, Ferdinand Kurlbaum, Friedrich Paschen et Lord Rayleigh.

Travaillant à formuler avec exactitude le second principe de la thermodynamique, Planck s’intéresse dès 1894 au rayonnement électromagnétique du corps noir. Il adopte les méthodes statistiques de Boltzmann.

En 1899, il introduit les constantes de Planck (h) et de Boltzmann (k) en même temps que la notion des quanta.

En octobre 1900, il détermine la loi de répartition spectrale du rayonnement thermique du corps noir, sans en maîtriser l'interprétation physique.

C’est à la fin de 1900 qu’il présente sa découverte à la société de physique de Berlin. C’est la naissance de la théorie des quanta, à l'approfondissement de laquelle il participera peu, laissant Einstein l'étayer solidement. Planck a du mal à accepter sa propre hypothèse, rendant la matière « discontinue ». Il devient, par la suite, l'un des premiers soutiens d'Einstein, bien que ce dernier fut très critique vis-à-vis des théories de Planck avant de reconnaître ses positions novatrices.

Il participe au premier congrès Solvay à Bruxelles en novembre 1911 qui réunit les sommités de la physique de cette époque. Vers la même époque, il s'oppose au positivisme logique d'Ernst Mach.

Il prend sa retraite universitaire en 1927 mais continue à enseigner par la suite.

 

Honneurs

Depuis 1894, il est membre de l'Académie de Prusse dont il est nommé secrétaire perpétuel du comité de physique en 1912, impulsant une certaine dynamique à cette institution. Il y fait notamment admettre Einstein.

Après avoir échoué deux fois en 1907 et en 1908, il reçoit pour son œuvre le prix Nobel de physique en 1919 (en fait, il s'agit du prix Nobel 1918, non décerné pour raison de guerre, celui de 1919 étant attribué à Johannes Stark, antisémite notoire et proche des idées des nazis par la suite).

En 1913, il est nommé recteur de l'université de Berlin.

En 1927, il est lauréat de la Médaille Franklin pour sa notion de quantum d'énergie, puis de la médaille Copley en 1929.

La médaille « Max Planck » de physique est créée, qui lui est conjointement attribuée avec Einstein en 1929.

L’année suivante, à la mort de von Harnack, Planck est nommé président de la société KWG (Kaiser Wilhelm Gesellschaft, en l'honneur du kaiser Guillaume) qui deviendra après la Seconde Guerre mondiale la Société Max Planck (Max-Planck-Gesellschaft), l'une des grandes institutions de la recherche allemande.

Dans le même temps, il rédige des traités de physique théorique, et travaille sur des ouvrages de vulgarisation réputés pour leur accessibilité. Il s'intéresse beaucoup à la pédagogie. Il a été le directeur de thèse de deux "Prix Nobel", Max von Laue en 1903 et Walther Bothe en 1914, mais également du philosophe Moritz Schlick (1904).

Max Planck meurt le 4 octobre 1947 à Göttingen.

Planck est reconnu par les plus grands scientifiques, même avant sa mort. Einstein dit de lui qu’il est « un homme à qui il a été donné de doter le monde d’une grande idée créatrice ». Quant à Louis de Broglie, il affirme : « l’œuvre qu’il a accomplie est de celles qui assurent à leur auteur une gloire immortelle et, si quelque cataclysme ne vient pas anéantir notre civilisation, les physiciens des siècles à venir parleront toujours de la constante de Planck et ne cesseront de répéter avec admiration le nom de celui qui a révélé aux hommes l’existence des quanta ».

 

La vie privée de Planck

Il se marie avec Marga en 1887 et devient père de famille dès 1888. Ils s'installent alors à Grunewald, dans la banlieue de Berlin. Il aura au total quatre enfants dont trois moururent lors de la première guerre mondiale, son fils aîné, Karl, devant Verdun en 1916 et ses deux jumelles en 1917 et 1919, de suites de couches. Erwin, son cadet, est fait prisonnier en France. Ce dernier est resté très proche de son père durant l'entre-deux-guerres, occupant des fonctions administratives importantes dans le régime de Weimar. Il est arrêté en 1944, accusé de tentative d'assassinat sur Hitler dans le cadre du complot du 20 juillet 1944. Erwin est exécuté en février 1945.

Sa première femme meurt en 1909 et il se remarie avec Marga von Hoesslon, la cousine de cette dernière.

Planck a toujours conservé de sa jeunesse un attrait marqué pour la musique : il a ainsi composé quelques pièces et maîtrise le piano avec lequel il joue parfois avec le violoniste Joseph Joachim, ou plus tard avec Albert Einstein.

 

Défenseur d'une certaine tradition ou progressiste ?

Planck a toujours été respectueux de la hiérarchie mais n'hésite pas à défendre ses convictions contre les opinions du moment. Il a témoigné à plusieurs reprises de son patriotisme et de son soutien à la monarchie avant et pendant la Première Guerre mondiale.

Il défend l'universitaire Léo Arons en 1895 dont la seule faute est d'appartenir à un parti d'opposition, et ce contre l'avis du ministre du Culte et de l'Éducation de l'époque. De même, il favorise l'accès à l'enseignement supérieur aux femmes, dont la plus célèbre reste Lise Meitner.

En 1914, il signe, avec quatre-vingt treize intellectuels allemands « L'Appel aux peuples civilisés du monde », proclamant sa solidarité avec l'armée allemande. Il réitère à plusieurs reprises des discours patriotiques mais modère dès 1915 son attitude en refusant le boycott des publications britanniques préconisé par Vienne. Il pense alors à l'après-guerre en évoquant la situation désastreuse de la science allemande en cas de défaite et lutte contre toutes les tentatives d'isolationnisme en faisant preuve de modération.

Dans l'entre-deux-guerres, il participe activement à la reconstruction de la vie intellectuelle allemande en réussissant à obtenir d'importantes subventions de l'état ou de fondations privées. Politiquement, il reste plutôt conservateur, défendant le pouvoir en place et étant défavorable au suffrage universel. Il refuse toutefois, à plusieurs reprises, de s'exprimer à propos de sujets en dehors de la sphère scientifique. Il plaide fortement en faveur de la recherche fondamentale, s'opposant en cela à Stark dont l'influence grandit avec l'influence des nazis.

La montée de l'antisémitisme commence à atteindre plusieurs grands savants dont le plus célèbre reste Einstein. En 1933, Hitler devient chancelier du Reich. Planck occupe alors des postes clé dans plusieurs institutions, dont l'institut Kaiser-Wilhem, société savante possédant un certain pouvoir financier. Il pense alors pouvoir modérer la politique du Führer par un certain degré de pragmatisme. Il ne s'oppose donc pas directement au pouvoir en place et prône la discrétion même si plusieurs de ses interventions publiques sont imprégnées de modération. En mars 1933, Einstein, en voyage aux États-unis, annonce qu'il ne retournera pas en Allemagne pour des raisons politiques. Planck manifeste en privé son désaccord avec cette décision, estimant que ses effets risquaient d'être délétères pour les scientifiques juifs encore sur place. Il rencontre en mai 1933 Adolf Hitler pour essayer de défendre ses collègues israélites dans l'intérêt de l'Allemagne, sans succès. Ses discours ultérieurs restent dans la ligne choisie, mêlant une certaine ambiguïté dans l'opposition : il fait ainsi plusieurs éloges sur la relativité sans en citer pourtant l'auteur. Les résultats sont néanmoins positifs dans les premières années : il fait échouer la nomination de Stark à la tête d'un institut important, parvient à obtenir des fonds pour la recherche et à conserver des membres juifs. Sous la pression, la société savante sous la direction de Planck doit cependant s'aligner progressivement sur le pouvoir, le savant étant obligé de discourir en l'honneur du Führer et de faire le salut Nazi. Planck finit par abandonner toute fonction officielle en 1938. Il continue cependant de donner des conférences sur des thèmes sensibles comme "Science et religion" où il avoue croire en Dieu mais pas en celui des chrétiens.

Sa maison, à Grunewald, est détruite par un bombardement aérien le 15 février 1944 alors qu'il résidait à Rogatz, près de Magdeburg. À plus de 80 ans, il est obligé de fuir les bombardements alliés. À la libération, il se réfugie à Göttingen avec sa femme et sa nièce. À la demande des survivants, il devient un temps le président de l'institut Kaiser-Wilhem, transformée en Institut Max Planck le 11 novembre 1946

 

Découvertes

En 1900, Max Planck découvre la loi spectrale du rayonnement d'un corps noir (publiée en 1901) en essayant de réconcilier la loi de Rayleigh-Jeans qui fonctionne aux grandes longueurs d'ondes (basses fréquences) et la loi de Wien qui fonctionne aux petites longueurs d'ondes (hautes fréquences). Il trouve que sa propre fonction correspondait remarquablement bien aux données pour toutes les longueurs d'ondes.

La correction de la loi de Rayleigh-Jeans est particulièrement importante, car elle est construite sur une base théorique forte : la thermodynamique telle qu'elle était connue à l'époque ; mais souffre d'un défaut majeur aux longueurs d'ondes courtes : la catastrophe ultraviolette. Ce point suggère que la thermodynamique est fausse. Planck essaye donc de produire une nouvelle théorie fondamentale destinée à remplacer la thermodynamique.

La loi de Rayleigh-Jeans et la loi de Planck utilisent le théorème d'équipartition et font correspondre un oscillateur à chaque fréquence. Rayleigh suppose que tous les oscillateurs sont également excités, sa loi prédit que les oscillateurs de très courtes longueurs d'ondes sont fortement excités même à température ambiante.

Planck déduit sa loi de façon empirique. Il la justifie en postulant que l'énergie émise ou absorbée par les oscillateurs ne se fait que par petits paquets d'énergie E. Ces paquets seraient directement reliés à la fréquence des oscillations selon la formule qu'il expose le 14 décembre 1900 :

 

 

où,

 

h est la constante de Planck

ν est la fréquence du rayonnement électromagnétique.

 

Cette hypothèse permet de limiter l'excitation des oscillateurs aux courtes longueurs d'ondes, puisqu'ils ne peuvent absorber qu'une énergie au moins égale à hν.

Bien qu'il soit facile maintenant d'interpréter cela en terme de quantification de la lumière en photons, Planck ne propose pas cette quantification.

Cela apparaît clairement dans son article de 1901, dans les références qu'il donne dans cet article sur le travail qu'il a effectué sur le sujet, ainsi que dans son livre Theory of Heat Radiation (Théorie du rayonnement de la chaleur) où il explique que sa constante concerne les oscillateurs.

À l'époque, cette relation n'est considérée que comme un artifice de calcul mathématique. L'idée de quantification est développée par d'autres, notamment Einstein qui en étudiant l'effet photoélectrique propose un modèle et une équation dans lesquels la lumière est non seulement émise mais aussi absorbée par paquets ou photons ; l'introduction de la nature corpusculaire de la lumière.

 

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Camille Flammarion (né Nicolas Camille Flammarion le 26 février 1842 à Montigny-le-Roi (Haute-Marne), France - 3 juin 1925 à Juvisy-sur-Orge, France) était un astronome français. Il fut un membre très actif de maintes sociétés savantes et d’associations pour la vulgarisation des sciences positives. Ses découvertes scientifiques l’ont placé et le maintiennent encore au XXI^e siècle au premier rang des vulgarisateurs français. Il met à la portée du grand public les problèmes de l'astronomie, mais aussi de l’atmosphère terrestre et du climat. Il a, par les côtés mystiques et spirites de certaines de ses œuvres, ajouté à la notoriété de son nom.

 

 

Biographie

Il était frère d'Ernest Flammarion (1846-1936), fondateur de la Librairie Flammarion / Éditions Flammarion. Il fut d’abord destiné par sa famille à l'état ecclésiastique et commença ses études au séminaire de Langres. Il les termina à Paris en 1858, année à laquelle il est reçu « élève astronome » à l'Observatoire impérial de Paris où il était attaché au bureau des longitudes. Il y demeura quatre ans avant d'être renvoyé par son directeur Urbain Le Verrier à cause de la publication de l'ouvrage : La Pluralité des mondes habités. Succédant ensuite à l’abbé Moigno, il entra à la rédaction de la revue Le Cosmos. C’est dans ce journal qu’il fit une campagne contre l’administration d’Urbain Le Verrier.

En 1865, il devint rédacteur scientifique du journal Le Siècle. Durant ce temps, il fit de nombreuses conférences publiques sur les principaux sujets de l’astronomie populaire. En 1868, il entreprit quelques ascensions en ballon afin d'étudier l'état hygrométrique et la direction des courants aériens de l’atmosphère. Le 2 avril 1869, il prononce l'éloge funèbre d'Allan Kardec et affirme que « le spriritisme est une science pas une religion ».

Il épouse Sylvie Petiaux en 1874.

 

En 1876 il observe le changement des saisons sur les régions sombres de Mars

De 1876 - 1880 il effectue plusieurs vols en aérostat pour étudier les phénomènes atmosphériques et en particulier l’électricité atmosphérique.

Il fonda en 1883 l’Observatoire de Juvisy-sur-Orge, où une rue a reçu son nom.

En 1887, il fonda la Société astronomique de France, dont il fut le premier président et dont il dirigea le bulletin mensuel.

En 1892 fut publié un de ses ouvrages, intitulé La Planète Mars et ses conditions d’habitabilité, dans lequel il montrait, par des analyses détaillées et des observations, que la planète Mars possédait des canaux et des mers, émettant même l’hypothèse que la planète rouge serait peut-être habitée par « une race supérieure à la nôtre ». Il y inclut également toutes les observations connues de la planètes effectuées depuis 1636.

En janvier 1881, il reçoit la Légion d'honneur pour ces travaux de vulgarisation de l’astronomie.

En 1919, il épouse Gabrielle Renaudot, son assistante, après la mort de sa première femme.

Son nom a été donné à un cratère sur la Lune.

Il fut le premier à suggérer les noms de Triton, lune de Neptune, et d'Amalthée, lune de Jupiter, alors que ces noms ne seront officiellement adoptés que des décennies plus tard.

 

Œuvre scientifique

Camille Flammarion étudie l’impact du Soleil sur les plantes et étudie le cycle solaire. Il démontre que les taches solaires apparaissent au moment où l’activée est maximum.

À l’Observatoire de Juvisy-sur-Orge, il embauche Eugène Antoniadi avec qui il étudie la planète Mars et ses « canaux ».

 

Œuvres

Camille Flammarion a écrit une cinquantaine d’ouvrages, parmi lesquels :

• Les habitants de l’autre monde ; révélations d’outre-tombe publiées par Camille Flammarion, communications dictées par coups frappés et par l'écriture médiumnique au salon Mont-Thabor, médium mademoiselle Huet, Chez Ledoyen, libraire éditeur, Paris. Première série 1862. Seconde série 1863
• La Pluralité des mondes habités (1862), ouvrage qui a été traduit dans une foule de langues (dans l'édition de 1877 parue chez Didier à Paris le titre est : La pluralité des mondes habités : étude où l’on expose les conditions d’habitabilité des terres célestes discutées au point de vue de l’astronomie, de la physiologie et de la philosophie naturelle. Cette édition, entre autres gravures, comporte en frontispice, les aspects de la Terre et de Mars. En table des matières : Études historiques, les mondes planétaires, physiologie des êtres, les cieux, l’humanité dans l’univers, appendice.)
• Les Mondes imaginaires et les mondes réels (1864)
• Des forces naturelles inconnues ; à propos des phénomènes produits par les frères Davenport et par les médiums en général, Étude critique par Hermès ( pseudonyme de l’auteur). Didier et Cie Paris, (1865)
• Les mondes célestes (1865)
• Études et lectures sur l’astronomie (9 volumes, 1866-1880)
• Dieu dans la nature (1866)
• Contemplations scientifiques (1870-1887, 2 séries)
• Voyages aériens (1870)
• L’Atmosphère (1871)
• Récits de l’infini (1872)
• Histoire du ciel (1872)
• Récits de l’infini, Lumen, histoire d’une comète (1872)
• Dans l’infini (1872)
• Vie de Copernic (1873)
• Les Terres du ciel (description physique des planètes de notre ciel) (1877)
• Atlas céleste (1877)
• Cartes de la Lune et de la planète Mars (1878)
• Catalogue des étoiles doubles en mouvement (1878)
• Astronomie sidérale (catalogue des étoiles doubles et multiples) (1879)
• Astronomie populaire (description générale du ciel) (1880, couronnée par le prix Montyon de l’Académie française)
• Les étoiles et les curiosités du ciel (1881), édition avec gravures
• Le Monde avant la création de l’homme, (1886), origine du monde, de la vie, de l’humanité, édition avec gravures
• Dans le ciel et sur la Terre (1886)
• Les Comètes, les étoiles et les planètes (1886)
• Au cours de ces années, il a publié une série de cartes, globes et planisphères donnant la position des étoiles. Un grand nombre de mémoires publiés dans les comptes rendus de l’Académie des sciences notamment sur les tâches du soleil, les montagnes de la lune.
• Uranie (1889)
• Centralisation et discussion de toutes les observations faites sur Mars (2 vol., 1892-1902)
• La fin du monde (1894)
• L’inconnu et les problèmes psychiques, manifestations de mourants. Apparitions. Télépathie. Communications psychiques. Suggestion mentale. Vue à distance. Le monde des rêves. La divination de l’avenir. E.Flammarion, Paris, (1900), édition complétée en (1911) et en (1917).
• Les Imperfections du calendrier (1901)
• Les Phénomènes de la foudre (1905)
• L’Atmosphère et les grands phénomènes de la nature (1905)
• Les Forces naturelles inconnues (1907)
• Mémoires biographiques et philosophiques d’un astronome (1911)
• La Mort et son mystère : t. I, avant la mort (1920) Ernest Flammarion éditeur
• La Mort et son mystère : t. II, autour de la mort (1921) Ernest Flammarion éditeur
• La Mort et son mystère : t. III, après la mort (1922) Ernest Flammarion éditeur
• Les Maisons hantées : en marge de « La mort et son mystère » (1923) Ernest Flammarion éditeur
• Discours présidentiel à la Society for Psychical Research suivi d'Essais médiumniques (1923)

En 2005, a été édité Fantômes et sciences d’observation ; cet ouvrage était pratiquement terminé lors de son décès et n'était pas paru à l'époque.

Il a également écrit un nombre incalculable d’articles dans diverses revues savantes, dont L'Astronomie, la Revue Scientifique, La Nature et La Science illustrée.

 

Urbain Jean Joseph Le Verrier (Saint-Lô, 11 mars 1811 — Paris, 23 septembre 1877) était un astronome et mathématicien français spécialisé en mécanique céleste.

Ses études

Après huit ans d'études au collège de sa ville natale Saint-Lô, il entre au Collège Royal de Caen où il étudiera les mathématiques de 1827 à 1830. Il poursuit ses études au Collège Louis-le-Grand à Paris et est admis en 1831 à l'École polytechnique dont il sort deux ans après comme ingénieur des tabacs. Il travaillera d'abord au laboratoire de chimie de Gay-Lussac.

Il demanda en 1837 la place de répétiteur de chimie à l'École polytechnique mais celle-ci lui sera prise par Henri Victor Regnault. On lui offrit en revanche une place de répétiteur de « géodésie, astronomie et machines » qu'il acceptera et où il se spécialisera en mécanique céleste. En 1839, il présenta à l'Académie des sciences son premier mémoire sur les variations séculaires des orbites des planètes. C'est d'ailleurs dans ce mémoire qu'on trouve la première description de l'algorithme de Faddeev-Leverrier.

Urbain Le Verrier devint membre de la section d'astronomie de l'académie des sciences en janvier 1846.

 

La découverte de Neptune

Urbain Le Verrier devient célèbre lorsque la planète dont il a calculé la position est découverte par l'astronome Johann Galle à l'observatoire de Berlin, le 23 septembre 1846. On baptisera cette nouvelle planète, Neptune. La planète Uranus découverte par William Herschel en 1781 présentait en effet des irrégularités par rapport à l'orbite qu'elle aurait dû avoir suivant la loi de la gravitation universelle de Newton. Encouragé par François Arago, Le Verrier se lance en 1844 dans le calcul des caractéristiques de cette nouvelle planète (masse, orbite, position actuelle), dont il communiquera les résultats à l'Académie des Sciences le 31 août 1846. Ils seront confirmés (à peu de choses près) par l'astronome allemand Johann Galle qui le 23 septembre observa le nouvel astre, Neptune, le jour même où il reçut en courrier sa position par Le Verrier. Devant l'Académie des Sciences, Arago prononcera la célèbre phrase : « M. Le Verrier vit le nouvel astre au bout de sa plume ». La Royal Society lui décerne la médaille Copley la même année avec pour éloge « …un des plus grands triomphes de l'analyse moderne appliqué à la théorie de la gravitation… » En 1846, est créée pour lui une chaire de mécanique céleste à la Faculté des sciences de Paris, Pierre-Ossian Bonnet lui succédera en 1878.

Une découverte qui sera le sujet de nombreuses polémiques à l'époque, puisque ces calculs ont été menés en même temps par John Adams mais sans qu'aucun d'eux ne connaisse les travaux de l'autre. Les caractéristiques de la planète avaient été déterminées par Adams un an plus tôt mais n'avait pas été publiées.

Plus tard il tenta de répéter le même exploit pour expliquer les perturbations de Mercure. Après plusieurs observations par d'autres astronomes de taches rondes passant devant le Soleil (dont celle, célèbre, du docteur Lescarbault en 1860) , Le Verrier en déduit la présence d'une autre planète, Vulcain, dont il prédit le passage devant le Soleil en 1877. Ces prédictions se révéleront inexactes, et ces anomalies seront expliquées un demi-siècle plus tard par Albert Einstein avec la théorie de la relativité générale.

 

Astronome, météorologue et politicien

En 1854, Le Verrier est nommé directeur de l'Observatoire de Paris, succédant à François Arago. Il y entreprend alors une réorganisation totale qu'il n'arrivera pas à mener à terme par manque de crédits. Il y fera établir un catalogue de 306 étoiles fondamentales.

Cependant, il s'y montra si odieux qu'il fut relevé de ses fonctions en 1870 par décret impérial, suite à la démission de quatorze astronomes de l'Observatoire de Paris. Il démissionna en même temps du conseil général. Il reprendra son poste de directeur de l'Observatoire à la mort de son successeur, Charles-Eugène Delaunay, en 1873 jusqu'à sa mort.

En devenant directeur de l'Observatoire de Paris, il hérite également d'un petit service météorologique. La météorologie, encore peu développée, dépendait de l'Observatoire de Paris. Le 14 novembre 1854, une terrible tempête, survenant sans la moindre alerte, traverse l'Europe d'ouest en est, causant la perte de 41 navires dans la Mer Noire. Le Verrier entreprend alors de mettre en place un réseau d'observatoires météorologiques sur le territoire français, destiné avant tout aux marins afin de les prévenir de l'arrivée des tempêtes. Ce réseau regroupe 24 stations dont 13 reliées par télégraphe, puis s'étendra à 59 observatoires répartis sur l'ensemble de l'Europe en 1865. C'est la naissance de la météorologie moderne.

À la tête d'une commission qui porta son nom, il réforma l'enseignement de l'École polytechnique^[1] en introduisant plus de science appliquée.

Parallèlement, il mène aussi une vie politique. Élu député de la Manche en 1849, il deviendra sénateur et inspecteur général de l'enseignement supérieur pour les sciences à partir de janvier 1852. En 1852, il est élu conseiller général du canton de Saint-Malo-de-la-Lande. Il restera élu de ce canton jusqu'en 1870 et présidera le conseil général de la Manche de 1858 à 1870.

Bien que souffrant d'une maladie pénible et douloureuse, il consacre la fin de sa vie à l'achèvement de son travail sur le mouvement des planètes. Il proposa de revoir à la baisse la distance Terre-Soleil et la vitesse de la lumière. La Royal Astronomical Society lui décerna la médaille d'honneur en 1876 pour ses mémoires sur les planètes gazeuses Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.

Urbain Le Verrier a eu deux fils, Jean Charles Léon et Louis Paul Urbain, et une fille, Lucille Le Verrier (épouse de Lucien Magne), musicienne et élève de composition de César Franck, dont le journal intime a été publié^[2].

 

Hommages

• Son nom est inscrit sur la tour Eiffel.
• L'astéroïde (1997) Leverrier a été nommé en son honneur ainsi qu'un des lycées de sa ville natale.

 

Notes et références

 

Edmond (ou Edmund) Halley (29 octobre 1656, Haggerston, borough de Hackney à Londres - 14 janvier 1742, Greenwich)^[1] est un astronome et ingénieur britannique.

Ingénieur et scientifique pluridisciplinaire, il est surtout connu pour avoir le premier déterminé la périodicité de la comète de 1682, qu'il fixa par calcul à 76 ans environ. Lors du retour de cette comète en 1758, elle fut baptisée de son nom. C'est l'une des rares comètes qui portent un autre nom que celui de leur découvreur.

Biographie

 

Enfance

La date de sa naissance est incertaine : Halley croyait pour sa part qu’il s’agissait du 29 octobre 1656. Il naquit dans le village de Hackney, petit village des environs de Londres, aujourd’hui absorbé par la capitale. De sa mère nous ne connaissons que le nom, Anne Halley, née Robinson. Son père se prénommait également Edmond, et c’était un riche savonnier et marchand de sels qui avait bâtit sa fortune sur les récentes horreurs de la peste bubonique, qui avait donné aux londoniens le goût de l’hygiène corporelle. Cet homme n’eut jamais peur de consacrer tout l’argent nécessaire à l’éducation de son fils, qui se révéla très tôt un garçon curieux et plein d’intérêt pour la science.

De son enfance, on ne sait que peu de choses, hormis ce qu’Halley lui-même a bien voulu confesser : « Dès mes plus tendres années, je me suis adonné à l’étude de l’astronomie », écrit-il dans ses mémoires. « [Elle m’apportait] un plaisir si grand qu’il est impossible de l’expliquer à qui n’a pas fait cette expérience. »

Sans en avoir aucune preuve indirecte, il est toutefois probable que Edmund Halley, à peine âgé de 10 ans, fut amené à s’intéresser à l’astronomie – et plus particulièrement aux comètes – suite à l’apparition spectaculaire dans le ciel londonien des deux grandes comètes de 1664 et 1665, que la superstition populaire rendit responsable, pour la première, de la grande peste de Londres, et pour la seconde, du grand incendie qui ravagea la capitale.

Quelques années plus tard, Edmund Halley, toujours grâce aux largesses et à l’encouragement de son père, entra à l’école Saint-Paul, une des meilleures de toute l’Angleterre, où le jeune homme se fit remarquer par ses brillantes aptitudes. En 1672, il entra au Queen’s College d’Oxford - où il se fera remarquer de la même façon -, mais où il a le malheur d’apprendre la mort de sa mère quelques mois plus tard, le 24 octobre 1672, peu avant son seizième anniversaire.

Le 10 mars 1675, Edmond Halley eut la hardiesse d’écrire à l’Astronomer Royal d’Angleterre, John Flamsteed, pour lui signaler des erreurs dans les tables officielles des positions de Jupiter et de Saturne. Impressionné par les capacités et surtout l’enthousiasme du jeune homme – dont les calculs se sont révélés justes, mais qui a su dans sa lettre montrer tout à la fois le respect dû à ses aînés et l’enthousiasme de sa jeunesse -, John Flamsteed l’aidera, l’année suivante, à publier, à l’âge de dix-neuf ans, son premier article scientifique dans les Philosophical Transactions, revue de la Royal Society de Londres, aujourd’hui encore première société savante du Royaume-Uni.

 

Astronome, scientifique, ingénieur

Fort de la reconnaissance ainsi obtenue par la communauté scientifique, Halley décide de quitter Oxford sans passer son diplôme, et cela pour s’embarquer pour l’île Sainte-Hélène, afin d’y dresser la première carte du ciel austral. Il est soutenu dans cette expédition par la Royal Society, qui a réussi également à obtenir le soutien du roi Charles II. Son départ a lieu pour ses vingt-et-un ans, en novembre 1676. Il y restera dix-huit mois.

Durant ces longs mois d’observation, Halley non seulement rapportera en Angleterre la carte plus précise qui avait jamais été tracée du ciel austral, mais aussi plusieurs observations riches d’enseignements, dont notamment l’influence de la latitude sur la période des horloges à balancier (dû à une différence infime de force centrifuge au niveau de l’équateur), et un recensement de nébuleuses encore jamais observées par les européens. Après l'observation d'un transit de Mercure devant le Soleil, il publia un exposé sur la méthode à utiliser pour déterminer la distance Terre-Soleil lors d’un transit de Vénus, sans hélas avoir l’occasion d’y procéder de son vivant.

Marin hors pair, il étudia, lors de ses voyages à bord du Paramore, la circulation atmosphérique, les courants océaniques, et établit une carte détaillée de la déclinaison magnétique. Il conçut également la première carte météorologique, ancêtre de celle qui sont présentées chaque soir à la télévision. Passionné de la mer, il étudia les mœurs de beaucoup de créatures aquatiques, dont notamment la seiche et l’esturgeon. Il conçut même une méthode pour conserver vivant les carrelets, afin de les vendre en plein hiver.

Au contact de Isaac Newton, Halley se demanda si l’attraction d’une comète passant trop près de la Terre pourrait déplacer les océans jusqu’à inonder des régions continentales : par cette hypothèse, il fut également un des premiers à essayer d’expliquer rationnellement le déluge biblique. Il fut également le premier à s’interroger sur les conséquences d’une collision d’une comète avec la Terre.

Il tenta de mesurer la taille de l’atome, mais sans succès. Esprit curieux de tout, il étudia également l’histoire romaine et les mécanismes d’horlogerie. Enfin, et c'est sans doute ce pour quoi il était le plus connu de son vivant, il conçut et fabriqua la première cloche à plongeur. « Grâce à ce moyen, j'ai laissé trois hommes pendant une heure trois quarts sous dix brasses d’eau, sans le moindre inconvénient pour eux, et dans une liberté d’agir aussi parfaite que s’ils avaient été à l’air libre. » Cette invention fonctionna si bien qu’il fonda une société de récupération des marchandises des navires naufragés.

De son propre aveu, Halley goûta assez régulièrement à l’opium, mais sans toutefois tomber dans une dépendance physique ou psychique.

 

Traducteur

Halley traduisit de l'arabe le septième livre de la Collection mathématique de Pappus d'Alexandrie et les deux livres du traité d'Apollonius de Perge Sur la section de rapport, que l'on croyait perdu. Sur la base du septième livre de Pappus, il proposa en outre une reconstitution du livre perdu d'Apollonius intitulé Sur la section d'aire^[2].

 

Edmund Halley et les comètes

 

Les comètes à l'époque de Edmund Halley

Pythagore fut un des rares savants de son époque à émettre l’hypothèse que les comètes étaient non seulement de nature identique à celle des planètes (c’est-à-dire un corps céleste en mouvement), mais qu’elles avaient une orbite propre :

« Quelques uns des Italiens appelés Pythagoriciens disent que la comète est l’une des planètes, mais qu’elle n’apparaît qu’à des intervalles très longs et ne se lève que très peu au-dessus de l’horizon »
— Aristote, Météorologie, Livre I, chapitre VI

Bien que cela ne soit pas clairement exprimé, cette opinion contient en germe l’idée de retour périodique des comètes, astres célestes par nature.

Aristote, pour sa part, voyait dans les comètes des phénomènes purement atmosphériques (« sublunaires »), parce que le ciel - constitué de la « sphère des étoiles fixes » - était déclaré comme « fixe et immuable » dans son système du monde. Cette conception aristotélicienne de l'univers perdura plusieurs siècles, jusqu’à ce que Tycho Brahé la remette en question lors de l’observation de la supernova de 1572 : de toute évidence, contrairement à l’affirmation d’Aristote et de l’Église, les cieux n’étaient pas immuables. Le coup fatal fut porté à cette conception du monde 5 ans plus tard, lors de l’apparition de la grande comète de 1577, qui demeura visible pendant de longs mois, permettant à Brahé d’échafauder avec ses collègues les hypothèses les plus diverses sur ces nouveaux corps célestes.

Toutefois, si l’Église se vit obligée de reconnaître la nature « planétaire » des comètes, leur raison d’être, elle, n’était pas remise en cause : les comètes étaient toujours considérées comme des signes divins, annonciateurs le plus souvent du courroux du Créateur. À ce titre, les comètes se devaient donc d’être des phénomènes imprévisibles, comme pouvait l’être tout message divin motivé en réponse à une quelconque action humaine.

À ce titre également, on considéra donc que, « par nature », l’orbite des comètes se devait d’être parabolique - hypothèse formulée par Johannes Hevelius dès le XVII^e siècle -, chaque comète n’effectuant qu’un seul et unique passage autour du Soleil. Cette théorie s’accommodait aux observations de l’époque : en effet, au voisinage du système solaire interne (donc du point de vue d’un observateur terrestre), il est très difficile de différencier une ellipse très allongée de l’extrémité d’une parabole. Or la précision des instruments de l’époque était insuffisante pour pouvoir différencier deux orbites si proches. L’orbite parabolique des comètes était donc la norme lorsque le jeune Edmund Halley commença à observer le ciel…

 

Le défi du savant

La première observation « officielle » d’une comète par Halley est celle qu’il fit en 1680 - celle-là même qui inspira à Pierre Bayle ses pensées sur la comète - sur un bateau qui traversait la Manche pour l’amener en France. C’est Jean-Dominique Cassini, découvreur de la division des anneaux de Saturne, qui l’accueillit chaleureusement à l’observatoire royal de Paris, et qui aiguillera le jeune homme sur l’hypothèse d’un retour périodique des comètes :

« Monsieur Cassini m’a fait la faveur de me confier ses relevés de la comète alors que je me préparais à quitter la ville ; en plus des observations qu’il effectua à la date du 18 mars (1681), il m’a soumis une théorie sur son mouvement, à savoir que la comète est celle-là même qui apparut à Tycho en l’an 1577, que sa révolution décrit un grand cercle dans lequel est comprise la Terre. »

Cassini avait en effet remarqué que trois comètes venaient de la même partie du ciel avec des vitesse similaires : si la paternité de l’hypothèse d’un retour périodique des comètes revient à Cassini, c’est Halley qui prendra le sujet suffisamment à cœur pour tenter de la valider scientifiquement. Mais, bien que le sujet semble passionner le jeune homme, ce n’est que dix ans plus tard qu’il s’attellera à sa démonstration.

En 1682, il observe la comète peu spectaculaire qui devait plus tard porter son nom, mais n’en laisse que quelques notes dans son carnet d’observation. Sa rencontre avec Isaac Newton, en août 1684, semble ranimer l’ardeur scientifique de Halley, qui avait quelque peu sombré dans la routine après sa rencontre et son mariage avec Mary Tooke auprès de laquelle – tous les témoignages s’accordent sur ce point – il vivra une idylle sincère et passionnée pendant près de cinquante-cinq ans.

Il mentionnera maintes fois dans sa correspondance l'immense intérêt qu'il portait à ce sujet d'étude :

« L’opinion d’Aristote […] à savoir que les comètes n’étaient rien d’autre que des vapeurs sublunaires ou des météores aériens […] prévalut à ce point chez les Grecs, que cette partie la plus sublime de l’astronomie fut totalement négligée ; depuis ce temps, nul ne trouve digne d’intérêt d’observer et de relater les errements et le trajectoires incertaines des vapeurs flottants dans l’éther. »

Halley et Newton se vouent une amitié profonde, et c’est ensemble qu’il vont nourrir leur passion pour les comètes. Ainsi, reprenant point à point les observations déjà faites, et s’appuyant sur les travaux de Newton sur la loi de gravitation, ils démontreront que les comètes devaient avoir les mêmes orbites que les planètes. Quand paraît l’œuvre majeure de Newton en 1687, Principia - sans doute l'une des œuvres scientifiques les plus remarquables du XVII^e siècle - Halley rédige en guise de préface un vibrant hommage au génie de Newton.

C’est donc à l’âge de 39 ans que Halley s’attaqua au problème qui plus tard allait lui assurer son plus grand titre de gloire. Pour cela, il entreprit de recenser tous les passages cométaires d’un passé récent et lointain. Il fut en cela aidé par la chance, son siècle se trouvant par un caprice de la nature plus fourni en comètes que les siècles précédents. Son enquête le fit remonter jusqu’aux témoignages de Pline l'Ancien ou de Sénèque. Il recalcula les orbites de 24 comètes ayant effectué un passage au périhélie entre 1337 et 1698. Ce fut un travail de titan, méticuleux et de longue haleine. Il parvint au bout de plusieurs années à isoler trois passages ayant eu lieu en 1531, 1607 et 1682.

	Longitude du périhélie	Inclinaison de l'orbite	Distance du soleil au périhélie (UA)
1531	301°39'	17°56'	0,587
1607	302°16'	17°2	0,5868
1682	302°53'	17°56'	0,583

Bien que la correspondance semblât parfaite entre ces données, Halley s’inquiétait des légères différences qui ne pouvaient s’expliquer uniquement par des imprécisions de mesure. De plus, l’intervalle variait de plus d’une année. Halley formula l’hypothèse qu’une force quelconque, encore inexpliquée, était responsable de tels écarts, mais ne pouvait s’en persuader, faute d’explication scientifique rigoureuse. S’en ouvrant à Newton, celui-ci lui suggéra de calculer les éventuelles perturbations gravitationnelles entre sa comète et d’autres comètes. Quelques calculs lui montrèrent la fausseté de cette hypothèse, mais celle-ci suffit à lui échauffer suffisamment l’esprit pour qu’il entreprit de calculer les perturbations provoquées par Jupiter et par Saturne (alors dernière planète connue du système solaire). Les calculs montrèrent alors une corrélation presque parfaite entre sa théorie et les passages observés.

Fort de ces résultats, il publia en 1705 les résultats de son travail dans un ouvrage intitulé Synopsis de l’astronomie des comètes, et dans lequel il faisait la prophétie – entièrement scientifique – du retour de sa comète pour Noël 1758. Halley savait ainsi, en rédigeant cette étude, qu'il ne verrait jamais de son vivant la confirmation de ces calculs, le prochain passage devant se réaliser l'année de ses 102 ans.

Il mourut le 14 janvier 1742, après avoir vu mourir sa femme 4 ans plus tôt, et son fils dans la même année.

 

Triomphe posthume

Quand Halley avait prédit le retour de la comète pour 1758, sa prophétie ne souleva guère l’enthousiasme : en effet, celle-ci se situait plus d’un demi-siècle dans l’avenir. Et quand Halley mourut en 1742, les notices nécrologiques insistèrent longuement sur ses expéditions maritimes, ses découvertes et sur la cloche à plongeurs dont il était l’inventeur, et passèrent sous silence sa prévision cométaire, qui tomba dans l’oubli.

Toutefois, en 1757, un mathématicien français, Alexis Clairaut, prit la décision de reprendre les calculs de Halley afin, en améliorant la précision des calculs, de prédire plus finement la date de retour de la comète. Les délais étaient courts, les calculs devant être refaits avant la réapparition de celle-ci, afin de couper court à toute accusation de tromperie. Les calculs d’interaction gravitationnelle de la comète avec la Terre, Jupiter et Saturne étaient colossaux pour le faible délai dont il disposait, un peu plus d’un an. Il fit donc appel à Joseph Jérôme Lefrançois de Lalande, et à une troisième personne dont l’histoire méconnaît le nom, alors qu’elle mena à bien la majeure partie de l’entreprise : la mathématicienne Nicole-Reine Etable de la Brière Lepaute. En effet, les préjugés de l’époque firent qu’une femme, même de bonne naissance, de parfaite éducation, de grande rigueur scientifique, n’eût jamais droit à la considération qu’un homme aurait pu tirer des mêmes talents. L’escamotage historique du nom de Madame Lepaute est aussi principalement dû à Clairaut, qui supprima toute mention de son nom afin de « plaire à une femme jalouse du mérite de Madame Lepaute, prétentieuse mais dépourvue de quelque connaissance que ce fût. Elle parvint à faire commettre cette injustice par un homme de science judicieux mais faible, qu’elle avait subjugué », selon le témoignage de Lalande.

Après des mois de calculs, l’équipe des trois astronomes "officiels" annonça en novembre 1758 que la comète effectuerait son passage au périhélie le 13 avril 1759. La communauté astronomique mondiale – mettant en doute pour une partie d’entre elle la prédiction de Halley, ne voyant toujours rien venir pour la Noël 1758 – se remit donc à fiévreusement scruter le ciel. Quelques semaines plus tard, la comète apparut à l’endroit exact où l’avait prédit Halley, et atteignit son périhélie le 13 mars 1759, exactement un mois avant la date fixée par Lepaute, Lalande et Clairaut.

Trois ans avant sa mort, E. Halley indiqua : "Si le retour prévu par nous pour l'année 1758 se réalise, l'impartiale postérité ne se refusera pas à reconnaître que ce fut un Anglais qui l'annonça pour la première fois." Ce vœu fut largement exaucé, puisque la communauté des astronomes décida à la suite de ce succès posthume, de donner le nom de Halley à cette comète.

 

Divers

• L'astéroïde (2688) Halley a été nommé en son honneur.
   
• L'astéroïde (7720) Lepaute honore la mémoire de Madame Lepaute.
• L'astéroïde (9592) Clairaut a été baptisé l'honneur de Clairaut.

 

Bibliographie

• "Le tour de France d’Edmond Halley". Revue l’Astronomie, février 2004, pp. 78-80, par Jean-Michel Faidit.
• Le retour de la comète de Halley, 1984, ISBN 2-904184-26-0, Londreys (Paris), par P. Moore et J. Mason
• Mémoire d'une comète, Plon, 1985, ISBN 2-259-01403-8, par Albert Ducrocq
• Comète, 1985, par Carl Sagan, en collaboration avec Ann Druyan
• Halley, le roman d'un comète, Denoël, 1985, ISBN 2-207-23160-7, par A.C. Levasseur-Regourd et Ph. de La Cotardière
• Les comètes, mythes et réalités, 1985, Flammarion, ISBN 2-08-064805-5, par M. Festou, Ph. Veron et J-C. Ribes
• Le retour de la comète, Imago, 1985, ISBN 2-902702-27-2, par Jean-Marie Homet
• Asimov's Guide to Halley's Comet,Walker and C° (New York), 1985, par Isaac Asimov

 

Notes et références

Sélection vidéo

Introduction

Isaac Newton (1642-1727) est un physicien, philosophe, astronome, et mathématicien anglais, considéré comme l’un des plus grands scientifiques de tous les temps. Newton a formulé des lois sur la gravitation universelle et sur les corps en mouvement. Ces lois fondamentales expliquent de quelle façon les objets se déplacent sur terre comme dans les airs. Il a fondé l’optique moderne, étudié le comportement de la lumière, et a construit le premier télescope à miroirs.

Ses travaux en mathématiques l’ont conduit à l’invention d’une branche des mathématiques nommée calculus (calcul différentiel et intégral, également développé par le mathématicien Allemand Gottfried Wilhelm Leibniz). Newton a exposé ses idées dans plusieurs publications, et deux d’entre elles, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Principes mathématiques de la philosophie naturelle, en 1687) et opticks (traité d’optique, en 1704) sont considérées parmi les plus grands travaux scientifiques jamais réalisés. Les contributions révolutionnaires d’Isaac Newton ont permis d’expliquer une grande partie du monde qui nous entoure en termes mathématiques, et ont permis de se rendre compte que la science était également en mesure d’expliquer un grand nombre d’autres phénomènes.

Newton était capable de formuler des théories mathématiques pour expliquer des faits connus. Il utilisait ses théories mathématiques pour prédire le comportement d’objets dans diverses situations, puis comparait ses prédictions avec ce qu’il avait observé dans les expériences qu’il avait mené. Puis, Newton utilisait ses résultats afin de vérifier, et modifier si besoin, ses théories. Il a réussi à faire de l’explication de propriétés physiques un moyen de prédiction ! Newton a commencé avec les lois sur le mouvement et la gravitation qu’il avait observé dans la nature, puis il a utilisé ces lois pour transformer la physique en un système mathématique général constitué de règles et de lois. Ses expériences ont permis de comprendre le phénomène de la lumière et des couleurs, et sont à la base des développements modernes sur la théorie de la lumière. De plus, son invention du calculus a donné à la science l’un de ses plus puissants outils.

Enfance et études

Isaac Newton est né à Woolsthorpe dans le Lincolnshire en Angleterre. Son père est mort avant sa naissance. A trois ans, sa mère s’est remariée, et sa grand-mère maternelle à pris en charge son éducation. Il a commencé l’école dans les villes voisines, et à dix ans il a été envoyé dans un lycée prés de Grantham.

Durant ses études, il vivait chez un pharmacien nommé Clark, qui lui transmit sont intérêt pour la chimie. Le jeune Newton semble avoir été un garçon calme doué de ses mains. Il fabriquait des cadrans solaires, des éoliennes, des appareils de transport mécanique, ou encore des cerf-volants avec des lanternes attachées à leur queue. Cependant, il était très inattentif en classe (c’est lui-même qui le dit plus tard dans sa vie).

En 1656, à la mort de son second mari, la mère d’Isaac Newton retourna à Woolsthorpe et retira son fils de l’école avec l’espoir d’en faire un fermier. Newton ne démontra aucun talent de fermier, mais selon la légende, on le trouva un jour sous une haie plongé dans des reflexions au lieu de faire le marché de Grantham.

Heureusement, l’ancien professeur d’Isaac Newton à Grantham reconnu les facultés intellectuelles du jeune garçon, et réussit à persuader la mère de Newton de lui permettre de le préparer à entrer à l’université de Cambridge. En juin 1661, le Trinity College de Cambridge accepta de faire entrer Newton en tant que subsizar (un étudiant qui au lieu de payer des droits d’inscription accomplissait des tâches domestiques pour le compte de l’établissement).
Les matières qu’il étudia furent l’arithmétique, la géométrie, la trigonométrie, et, plus tard, l’astronomie et l’optique. Une grande partie de son inspiration semble avoir été insufflée par Isaac Barrow, un mathématicien et théologien de renom, alors professeur de mathématiques au collège. Barrow reconnu le génie en Newton et fit tout ce qu’il pu pour le cultiver. Newton obtenu son diplôme en janvier 1665.

Premières idées scientifiques

Lorsqu’une épidémie de peste bubonique eût lieu en 1665, l’université de Cambridge ferma temporairement ses portes, et Newton retourna à Woolsthorpe. Il y resta presque deux ans.
Ce fut une période intellectuellement riche pour Newton. Il profita de cette période pour travailler sur des sujets scientifiques qui le tenaient à cœur, et qu’il allait explorer pour le reste de son existence : mouvement, optique, et mathématiques. On raconte qu’un jour, pour étudier les effets d’optique, le jeune newton s’enfonça une brindille de bois dans l’œil, pour observer les effets de la déformation rétinienne !

D’après Newton, c’est à cette période qu’il fut des progrès majeurs dans ce qu’il appela « la méthode des fluxions » (que nous appelons aujourd’hui calculus, ou calcul différentiel et intégral).

La légende de la pomme

Il fit également ses premières découvertes sur la gravitation, inspiré (selon la légende) par l’observation de la chute d’une pomme dans un verger. Selon une conversation rapportée par Newton dans ses vieux jours, il déclara qu’il tentait alors de déterminer quelle force était à l’origine du maintien de la Lune dans son orbite autour de la Terre.

 

 
La chute d’une pomme l’amena à penser que la force d’attraction gravitationnelle agissant sur la pomme devait être la même que celle qui agissait sur la Lune. Newton croyait que cette force, bien qu’affaiblie par la distance, maintenait la Lune sur son orbite.
Newton conçu une équation pour vérifier ses idées sur la gravitation. Cette équation s’appelle la loi en carré inverse, et elle indique que la force de gravité dépend du carré inverse de la distance entre deux objets. Newton pensait que cette loi pouvait également s’appliquer au soleil et aux planètes. Il n’alla pas plus loin dans l’étude du problème de la pomme qui tombe, car il lui semblait trop complexe de calculer l’attraction engendrée par la Terre entière sur un si petit objet proche de sa surface. Il réintroduit ces premières pensées des années plus tard dans son travail majeur, les Principia.

Travaux sur la lumière

Newton commença également à s’interroger sur la nature de la lumière. La lumière blanche, selon la vision de son époque, était uniforme, homogène. Les premières expériences de Newton avec un prisme remis cette idée de lumière blanche en question.
En faisant passer un rayon de soleil à travers un prisme, il observa que le rayon de soleil se trasforma en une bande de lumière colorée, appelée spectre. Alors que d’autres avaient sans doute mené des expériences similaires, Newton démontra que les différences de couleurs étaient causées par les divers degrés d’une propriété qu’il appela réfrangibilité. La réfrangibilité définit la possibilité aux rayons lumineux de se réfracter, ou se tordre sous l’effet d’une certaine matière.
Par exemple, lorsqu’un rayon de lumière violet passe à travers un élément réfractant tel que du verre, il va se tordre de façon plus prononcée qu’un rayon de lumière rouge.

Newton conclut au travers de ses expérimentations que la lumière du soleil constitue une combinaison de toutes les couleurs du spectre et que cette lumière se disperse lorsqu’elle passe à travers le prisme car les couleurs qui la compose ont chacune une réfrangibilité différente. Cette propriété découverte par Newton dépend directement des longueurs d’onde émises par les composantes de la lumière du soleil. Un réfracteur tel qu’un prisme tord chaque longueur d’onde de lumière dans des proportions différentes.

Le télescope réflecteur

En octobre 1667, peu après son retour à Cambridge, Isaac Newton fut élu membre du Trinity College, puis fut nommé Master of Arts. Durant cette période, il consacra la plupart de son temps à effectuer des travaux sur l’optique. Ses expériences avec le prisme lui on permit de comprendre que la résolution d’un télescope est moins limitée par la difficulté de concevoir des lentilles parfaites que par les différences de réfraction entre les différents rayons de couleurs.

Réflexion & réfraction

Newton observa que les lentilles réfractent ou tordent les rayons lumineux de manière légèrement différente selon leur couleur. Il entreprit alors de construire un télescope réflecteur, c’est-à-dire un télescope qui utilise des miroirs plutôt que des lentilles. Les miroirs réfléchissent toutes les couleurs à puissance égale.
Le mathématicien écossais James Grégory avait eut l’idée d’un télescope réflecteur en 1663, mais Isaac Newton fut le premier à en construire un. Il fabriqua un reflecteur avec un mirroir de 3.3 cm en 1668.
Ce télescope avait un facteur de grossissement d’environ 40, et différait légèrement de celui imaginé par J. Gregory. Trois ans plus tard, la Royal Society, association officielle des savants et mathématiciens, invita Newton à lui prêter son télescope pour étude. Il envoya un télescope identique à l’original, et la société reconnu la suprématie de Newton en publiant une fiche technique de l’instrument.

La méthode des fluxions

En 1669, Isaac Newton donna à Isaac Barrow, son professeur de mathématiques de Trinity, un important manuscrit, généralement connu sous son appellation latine, De Analysi. Ce document contenait un grand nombre de conclusions tirées par Newton au sujet du calcul intégral et différentiel (ce que Newton appelait sa « méthode des fluxions »).

Un grand scientifique

Bien que ce manuscrit ne fût pas immédiatement publié, Barrow en fit connaître les résultats à un grand nombre de savants mathématiciens d’Angleterre et d’Europe. Ce document fît de Newton l’un des plus grands mathématiciens de son époque, ainsi que le fondateur du calcul intégral et différentiel (avec Leibniz).

Le calcul intégral et différentiel ouvre des concepts tels que le taux de changement de quantité, l’inclinaison des courbes sur un point donné, le calcul de valeurs minimum et maximum dans les fonctions, et le calcul de superficies comportant des courbes.
Lorsque Barrow pris sa retraite en 1669, il suggéra au collège que Newton devrait être son successeur. Newton devint le nouveau professeur de mathématiques et choisît l’optique comme premier sujet de ses cours.

Les première publications

Début 1672, Newton fut élut membre de la Royal Society. Peu de temps après, Newton soumît un document détaillant sa découverte au sujet de la nature de la lumière blanche.

Les premières critiques

Très impressionnée par son compte-rendu, la Society publia le document. Cette publication attira les foudres d’un grand nombre de scientifiques européens, qui contredisaient les idées de Newton. La plupart de ces critiques furent plus tard démontées. La plus grande controverse à l’égard du travail de Newton concernait ses travaux sur la théorie de la gravitation et provenait de l’inventeur Anglais Robert Hooke. Hooke déclara que Newton lui avait volé ses lois fondamentales sur la gravitation. Au début Newton répondit à ces critiques avec calme et retenue, mais au fur et à mesure, son irritation à ce sujet se montrait grandissante. Tout cela aggrava la sensibilité de Newton face aux critiques, et il arrêta de publier ses travaux durant plusieurs années.

Principia Mathematica

Vers 1679, Newton se remis à étudier le phénomène des orbites planétaires. L’idée d’une attraction planétaire basée sur le carré inverse de la distance entre le Soleil et les planètes (qu’il avait calculé beaucoup plus tôt, à Woolsthorpe) fut à l’origine d’un grand débat au sein de la communauté scientifique.

Cette loi sur l’attraction fait suite, pour le cas simple d’une orbite circulaire, à la troisième loi de l’astronome allemand Johannes Kepler, qui considère que le temps de révolution d’une planète autour du Soleil dépend de la taille de l’orbite de la planète. La loi sur l’attraction prend également en compte l’accélération centripète d’un corps en mouvement autour d’un cercle, établie par l’astronome Danois Christiaan Huygens en 1673. Le problème pour déterminer l’orbite à partir d’une loi sur la force avait déconcerté tout le monde avant Newton, qui trouva la solution vers 1680.

Rencontre avec Edmond Halley

En août 1684, l’astronome Anglais Edmond Halley se rendit à Cambridge pour discuter avec Newton du problème des orbites. Lors d’une conversation avec Halley sur la forme d’une orbite dans la loi du carré inverse de l’attraction, Newton suggéra que cela pouvait être une ellipse. Incapable de trouver le calcul qui l’avait amené à cette affirmation, Newton promit de l’envoyer à Halley, ce qu’il fît quelques mois plus tard.

Lors d’une seconde visite, Halley reçut ce qu’il appela « un curieux traité de motu » (de motu signifie « en mouvement »), qui à la demande de Halley fut enregistré à la Royal Society en février 1685.
Ce document sur les lois du mouvement forma la base du premier livre intitulé Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Les savants et scientifiques considèrent ce livre comme une œuvre majeure, et sa rédaction en l’espace de 18 mois fut un exploit intellectuel sans précédant à l’époque. Halley joua un rôle considérable dans le développement de Principia. Il usa de tact et de diplomatie concernant les différends qui opposaient Newton et Hooke, qui pensait que Newton lui avait volé des idées.
Newton décida avec colère de supprimer la troisième section de son travail, mais Halley le persuada de le publier. Halley pris en charge la gestion de la publication du travail de Newton.

Le chef-d'oeuvre

Les Principia sortirent finalement durant l’été 1687. La communauté scientifique considéra ce travail comme un chef-d’œuvre, bien que Newton l’ait volontairement rendu compliqué pour « éviter les critiques des petits matheux ». L’idée magistrale de la gravitation étendue à tout le système solaire captiva la communauté scientifique. Ce travail utilisait un seul des principes pour expliquer divers phénomène comme le mouvement des marées, les irrégularités du mouvement lunaire, et les légères variations dans le changement des saisons.

Le Travail d’Isaac Newton

Les travaux d’intérêt public de Newton apportèrent du changement dans son rythme de vie, qui l’obligeait à se rendre fréquemment à Londres, ou il fit la connaissance de célèbres écrivains et intellectuels, dont le philosophe John Locke.

Querelles & dépression

Au début des années 1690, probablement à cause de l’effort intellectuel accompli pour rédiger les Principia, Newton connu une période de dépression. Les opinions diffèrent entre les biographes de Newton quand à la permanence de cette dépression.
Dans les années suivant sa maladie, Newton rassembla son énergie pour attaquer l’épineux problème du mouvement de la lune. Ce travail fut à l’origine d’une correspondance avec John Flamsteed, premier astronome d’Angleterre, dont les observations lunaires étaient nécessaires pour Newton. Cependant, de l’incompréhension et des querelles mirent rapidement fin à leur relation. En 1698 Newton entreprit de continuer son travail sur la Lune, et repris la collaboration avec Flamsteed, mais les difficultés reprirent et Newton accusa Flamsteed de ne pas partager ses observations. Les deux scientifiques ne se réconcilièrent jamais. Flamsteed mourra en 1719.

Politique

En 1696, les amis de Newton au gouvernement le nommèrent Directeur de la Monnaie (warden of the mint). Cette situation l’obligeait à vivre à Londres, où il résida jusqu’à sa mort. Le travail de Newton inclua la réforme complète de la monnaie. Afin de combattre la contrefaçon, il introduisit des standards de poids et de composition. Newton accomplit sa tâche avec une grande réussite jusqu’en novembre 1699, tâche qui demandait de grandes compétences techniques et administratives.

Le génie

En 1701, Newton renouvela son adhésion à Cambridge, et en 1703 il fut élu président de la Royal Society. En 1704, un an après la mort de son rival Hooke, il publia son deuxième grand traité, Opticks (traité sur l’optique), qui contenait ses théories sur la lumière et les couleurs, ainsi que ses découvertes en mathématiques. L’une des choses les plus intéressantes de cet ouvrage, c’est une série de spéculations en tous genres ajoutées dans la seconde édition en 1717, sous la forme de « requêtes », ou questions, qui témoignent de son incroyable génie. Un grand nombre de ces questions préfiguraient les développements de la physique moderne, l’ingénierie, et les sciences naturelles.

En 1705 la Reine Anne le fit Chevalier. A cette époque, Newton était la figure dominante de la science anglaise et européenne. Durant les deux dernières décennies de sa vie, il rédigea les seconde et troisième éditions des Principia (1713,1726) et publia les seconde et troisième éditions de son traité d’optique (1717,1721).

Controverse avec Leibniz

Durant ces deux dernières décennies, Newton fut empêtré dans une longue et violente controverse avec Leibniz au sujet de celui qui avait inventé le calcul intégral et différentiel. Cette controverse rendit les relations scientifiques difficiles entre les communautés de Grande-Bretagne et d’Europe. Cela eut également pour effet de ralentir les progrès des mathématiques en Angleterre. La plupart des savants sont d’accords sur le fait que Newton fut le premier à inventer le calcul différentiel et intégral, bien que Leibniz fût le premier à publier ses travaux. Par la suite, les mathématiciens ont adopté les symboles de Leibniz, qui aujourd’hui encore sont utilisés.

L’impact de Newton sur la science

La place d’Isaac Newton dans l’histoire des sciences repose sur son application des mathématiques à l’étude de la nature et son explication d’un grand nombre de phénomènes naturels avec un principe général: la loi sur la gravitation.

Il a utilisé les fondements de la dynamique, ou les lois de la nature gouvernant le mouvement et ses effets sur les corps, comme la base d’une image mécanique de l’univers. Ses travaux sur l’utilisation du calcul intégral sont allés si loin en comparaison de découvertes précédentes que les savants et scientifiques le voient comme le pionnier de cette branche des mathématiques.

Le travail de Newton a grandement influencé le développement des sciences physiques. Durant les deux siècles suivant la publication des Principia, les scientifiques et philosophes trouvèrent un grand nombre de champs d’application des méthodes et analyses de Newton. Si bien que les scientifiques n’ont pas exprimé le besoin de réviser les conclusions de Newton jusqu’au début du 20ème siècle.

Dans les systèmes impliquant des vélocités inférieures à la vitesse de la lumière, les principes que Newton formula il y a presque 300 ans restent toujours valables.

En plus de son travail scientifique, Newton nous a laissé un nombre considérable d’écrits sur la théologie, la chronologie, l’alchimie et la chimie. En 1725 Newton est parti de Londres pour se rendre à Kensington (alors un village en dehors de Londres) pour des raisons de santé.

Il y meurt le 20 mars 1727. Il fut enterré dans l’abbaye de Westminster, le premier scientifique à recevoir cet honneur.

Source : Encyclopédie Encarta

 

Christiaan Huygens (14 avril 1629, La Haye — 8 juillet 1695 dans la même ville) est un mathématicien, un astronome et un physicien néerlandais. Il est le fils de Constantijn Huygens.

Huygens est généralement crédité pour son rôle appréciable dans le développement du calcul moderne, en particulier pour avoir développé les techniques de sommation et d'intégration nécessaires à la découverte de l'isochronisme de la cycloïde. Il s'est opposé à Leibniz, à la fin de sa vie, dans la mesure où il lui a semblé que le calcul infinitésimal n'était au fond qu'une affaire de langage, la géométrie devant seule intervenir dans la mise en forme mathématique des phénomènes. Le calcul ne serait en quelque sorte que l'automatisation de procédures de démonstrations qu'un géomètre avisé sait produire par d'autres moyens. Le développement du calcul infinitésimal à la fin de sa vie lui montrera tout de même (on le sait par sa correspondance avec Leibniz et l'Hospital) la puissance de cet outil dont il avait cependant raison de dénoncer l'obscurité et l'absence de rigueur mathématique.

Les premiers travaux du jeune Huygens touchent à l'élucidation des règles du choc. Il conteste très vite, dès 1652, les règles exposées par Descartes dans les Principes de la philosophie. Prenant appui sur la conservation cartésienne de la quantité de mouvement mv, il a l'idée de résoudre algébriquement le problème du choc en comparant les quantités mv ² qui ne sont introduites que pour le bien du calcul, sans signification physique particulière. Découvrant alors que ces quantités se conservent avant et après le choc, il peut écrire les règles dans le cas général, ce que Descartes n'avait pu faire. Il ne publie ces règles qu'avec retard, en 1669 lors d'un concours lancé par la Royal Society, où John Wallis et Christopher Wren donnent eux aussi des règles satisfaisantes, quoique moins générales.

Lorsque Leibniz découvre à Paris, en 1671, les démonstrations de Huygens qui utilisent les quantités mv ², il est d'abord sceptique, puis reconnaît, dans ses écrits de 1677, qu'il y a là un principe général de physique : le principe de conservation des forces vives.

En 1655, Huygens découvrit Titan, la lune de Saturne. Il examina également les anneaux planétaires de Saturne et donna une interprétation correcte de la forme de ceux-ci. En 1656, il découvrit que ces anneaux sont constitués de roches. La même année, il observa la nébuleuse d'Orion. En utilisant son télescope moderne, il put séparer la nébuleuse en différentes étoiles. La partie interne la plus lumineuse de la nébuleuse s'appelle actuellement la région de Huygens en son honneur. Il découvrit également plusieurs nébuleuses et quelques étoiles doubles.

Après que Blaise Pascal l'eut encouragé à le faire, Huygens écrivit le premier livre sur la théorie des probabilités, qui fut publié en 1657.

Entre 1658 et 1659, Huygens travaille à la théorie du pendule oscillant. Il a en effet l'idée de réguler des horloges au moyen d'un pendule, afin de rendre la mesure du temps plus précise. Il découvre la formule de l'isochronisme rigoureux en décembre 1659 : lorsque le pendule parcourt un arc de cycloïde, la période d'oscillation est constante quelle que soit l'amplitude (voir aussi pendule cycloïdal). Contrairement à ce que Galilée avait cru démontrer dans les Discours et démonstrations mathématiques de 1638, l'oscillation circulaire du pendule n'est pas parfaitement isochrone si l'on excède une amplitude de 5 degrés par rapport au point le plus bas.

Pour appliquer cette découverte aux horloges, il faut placer près du point de suspension du pendule deux « joues » cycloïdales qui contraignent la tige semi-rigide à parcourir elle-même une cycloïde. Bien évidemment l'ouvrage intitulé Horologium que Huygens publie en 1658 ne porte pas encore les fruits de cette découverte théorique et se contente de décrire un modèle innovant par sa régulation (et son système d'échappement) mais auquel il manque encore une maîtrise théorique qui ne sera publiée que dans l'Horologium Oscillatorium de 1673.

Huygens fut élu « fellow » de la Royal Society en 1663. En 1666, Huygens devient un membre éminent de l'Académie royale des sciences fondée par Colbert à Paris.

Participant à la réalisation de l'Observatoire de Paris, achevé en 1672, il y effectuera encore d'autres observations astronomiques.

Huygens est également connu pour ses arguments selon lesquels la lumière est composée d'ondes (voir : dualité onde-particule).

En réponse aux articles d'Isaac Newton sur la lumière, en 1672, il se lance dans l'étude de la nature de la lumière, à la suite de savants tels que Bartholin. Il découvre en 1677, grâce aux propriétés des cristaux et de leur coupe géométrique (et en particulier grâce au spath d'Islande), que les lois de réflexion et de réfraction de Snell-Descartes sont conservées si l'on suppose une propagation de la lumière sous la forme d'ondes. En outre, la double réfraction du spath d'Islande peut être expliquée, ce qui n'est pas le cas avec une théorie corpusculaire.

La théorie ondulatoire, dans une forme encore très peu développée et vite éclipsée par les succès newtoniens, voyait alors le jour sous la plume d'auteurs tels que le P. Pardies^[1]. Augustin Fresnel en retrouvera le sens, plus tard, en toute indépendance puisqu'il ne semble pas avoir connu, pas plus que Young, les travaux de Huygens.

Huygens retourna à La Haye en 1681 après une sérieuse maladie. Le décès de son protecteur Colbert en 1683 ne lui permet plus d'échapper à la révocation de l'Édit de Nantes aux courants de contre-Réforme qui agitent la France. Lui qui demeurait à Paris au moment même où Louis XIV avait déclaré la guerre aux Provinces-Unies, doit se résoudre à demeurer en sa résidence de Hofwijck et sur le Plein de La Haye pour les dernières années de sa carrière scientifique. C'est à cette époque qu'il rédige plusieurs manuscrits portant sur la nécessité de saisir d'une manière synthétique son œuvre.

Il est aussi conduit à méditer sur les relations entre la science et la croyance en général. C'est à ce moment qu'il s'interroge sur la manière de conforter l'hypothèse copernicienne. Dans son livre Cosmotheoros, sive de terris coelestibus, earumque ornatu, conjecturae (La Haye, 1698) il illustre en deux parties les conséquences de la thèse copernicienne. Il se situe en cela dans la tradition ouverte par Pierre Borel, Cyrano de Bergerac, Galilée ou Gassendi. D'une part, il se livre à des conjectures relatives à la possibilité d'autres formes de vie dans un univers où chaque soleil est un autre monde. Cette réflexion le conduit à justifier l'existence de planéticoles au titre d'une conséquence de la grâce divine qui doit nécessairement s'étendre à l'ensemble de l'univers et ne pas se limiter à notre Terre.

Créationniste, Huygens récuse toute possibilité d'évolution ou de transformation des espèces et il ne peut concevoir de vie intelligente que sous une forme nettement anthropoïde. D'autre part, Huygens examine ce que pourraient être les « apparences » telles qu'elles seraient perçues par un observateur situé sur un autre centre de référence que le nôtre. Il s'aide alors du principe de relativité pour reconstruire géométriquement ces apparences.

C'était le climat libéral aux Pays-Bas en ce temps qui non seulement ont permis mais ont encouragé une telle spéculation. On se rappellera que le philosophe italien Giordano Bruno, qui pensait aussi que beaucoup d'autres mondes étaient habités, fut brûlé sur un bûcher en 1600 pour cela.

Il meurt le 8 juillet 1695.

Le module faisant partie de la sonde Cassini et qui a atterri sur Titan a été baptisé du nom de Huygens. L'astéroïde (2801) Huygens a également été nommé en son honneur.

 

Notes et références

 

Bibliographie

• Expérience et raison. La science chez Huygens, numéro spécial de la Revue d'histoire des sciences (Paris 2003, ISSN 0151-4105). ISBN 2-13-053769-0. Voir articles ci-dessous :
  • Chareix (Fabien), Experientia ac ratio: L'œuvre de Christiaan Huygens, in : Revue d'histoire des sciences 56-1 (2003), p. 5-13.
  • Chareix (Fabien), La découverte des lois du choc par Christiaan Huygens, in : Revue d'histoire des sciences 56-1 (2003), p. 15-58.
  • Charrak (André), Huygens et la théorie musicale, in : Revue d'histoire des sciences 56-1 (2003), p. 59-78.
  • Radelet-de Grave (Patricia), L'univers selon Huygens, le connu et l'imaginé, in : Revue d'histoire des sciences 56-1 (2003), p. 79-112.
  • Mormino (Gianfranco), Le rôle de Dieu dans l'œuvre scientifique et philosophique de Christiaan Huygens, in : Revue d'histoire des sciences 56-1 (2003), p. 113-133.
  • Mormino (Gianfranco), Sur quelques problèmes éditoriaux concernant l'œuvre de Christiaan Huygens, in : Revue d'histoire des sciences 56-1 (2003), p. 145-151.

• Vilain (Christine), La loi galiléenne et la dynamique de Huygens, in : Revue d'histoire des mathématiques, 2-1 (1996), p. 95-117.

• Vilain (Christiane), La mécanique de Christian Huygens. La relativité du mouvement au XVIIe siècle. Paris, A. Blanchard, 1996. (Sciences dans l'histoire). 287p. ISBN 2-85367-201-8.

• Blay (Michel), Christiaan Huygens et les phénomènes de la couleur, in : Revue d'histoire des sciences 37-2 (1984), p. 127-150.

• Parrochia (Daniel), Optique, mécanique et calcul des chances chez Huygens et Spinoza, in : Dialectica-Lausanne 38-4 (1984), p. 319-345.

• Huygens et la France. Table ronde du Centre national de la recherche scientifique, Paris, 27-29 mars 1979. Paris, J. Vrin, 1982. (L'Histoire des sciences. Textes et études). 268p. ISBN 2-7116-2018-2.

 

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Giovanni Domenico Cassini, connu en France sous le nom Jean-Dominique Cassini, dit Cassini I^er (8 juin 1625, Perinaldo, alors petite commune du Comté de Nice , Duché de Savoie - 14 septembre 1712, Paris), est un astronome et ingénieur niçois, naturalisé français en 1673.

Biographie

De 1648 à 1669, il travaille à l'Observatoire de Panzano et enseigne la géométrie euclidienne et l'astronomie de Ptolémée (selon la doctrine de l'Église Catholique) à l'Université de Bologne, où il remplace en 1650 Bonaventura Cavalieri. Il obtient bientôt une telle réputation que le sénat de Bologne et le pape le chargent de plusieurs missions scientifiques et politiques.

Attiré en France par Colbert en 1669, il s'y fait naturaliser et il est reçu membre de l'Académie des sciences fondée deux ans plus tôt. Il dirige, à la demande de Louis XIV, l'Observatoire de Paris à partir de 1671.

Il participe à la découverte de la variation d'intensité de la pesanteur en fonction de la latitude au cours d'un voyage à Cayenne.

Il découvre la grande tache rouge de Jupiter en 1665, et détermine la même année la vitesse de rotation de Jupiter, Mars et Vénus. Il découvre également quatre satellites de Saturne (Japet en 1671, Rhéa en 1672, Téthys et Dioné en 1684), ainsi que la division de Cassini des anneaux de Saturne en 1675. En 1673, il fait la première mesure précise de la distance de la terre au soleil, grace à un transit de vénus devant le soleil.

En 1683, il détermine la parallaxe du Soleil. Vers 1690, il est le premier à observer la rotation différentielle dans l'atmosphère de Jupiter. Devenu aveugle en 1710, il meurt deux ans plus tard à Paris, le 14 septembre 1712.

Il publie de 1668 à 1693 les Éphémérides des satellites de Jupiter et rédige un grand nombre de mémoires, dont une partie a été réunie sous le titre d' Opera astronomico en 1666.

Jean-Dominique épousa Geneviève Delaistre, fille du lieutenant général de Clermont en Beauvaisis, et achèta la terre de Thury (Oise).

En 1701, il fait construire une résidence d'été au hammeau de Fillerval à Thury-sous-Clermont.

L'astéroïde (24101) Cassini et la sonde Cassini-Huygens ont été nommés en son honneur. L'astéroïde (24102) Jacquescassini a été nommé en l'honneur de son fils, Jacques Cassini, né en 1677.

 

Bibliographie

• Bernard Le Bovier de Fontenelle, Éloge de M. Cassini (1712) Texte en ligne
• Anna Cassini, Gio. Domenico Cassini. Uno scienziato del Seicento, Comune di Perinaldo, 1994 (italian)
• Giordano Berti (a cura di), G.D. Cassini e le origini dell’astronomia moderna, catalogue de l'exposition realisée à Perinaldo -Im-, Palais de la Mairie, 31 aout - 2 novembre 1997 (italian)
• Giordano Berti e Giovanni Paltrinieri, Gian Domenico Cassini. La Meridiana del Tempio di S. Petronio in Bologna, Arnaldo Forni Editore, S. Giovanni in Persiceto, 2000 (italian)