HÉLIOCENTRISME

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Limites d'une révolution

S'il est vrai que l'œuvre scientifique de Copernic est déroutante – déroutante par sa minceur même, par les conditions de son apparition et, il faut bien l'avouer, par certaines de ses faiblesses –, s'il est vrai que Copernic a été ignorant de ses propres richesses, la simple objectivité oblige à cette constatation : avec Copernic, et avec lui seul, s'amorce un bouleversement d'où sortiront l'astronomie et la physique modernes. Les jugements et les choix de Descartes, de Galilée et de Kepler, pour ne citer que les plus grands, pèsent plus lourd dans la balance que les arguties des compteurs d'épicycles ! Il y a, sinon révolution, amorce certaine d'une révolution par l'ouverture profonde pratiquée dans l'enceinte de la forteresse aristotélicienne qui paraissait pourtant inexpugnable.

Les articles consacrés à l'héliocentrisme notent très souvent cette conséquence évidente que la Terre devient une planète comme toutes les autres, mais oublient généralement d'attirer l'attention sur la réciproque, d'une tout autre importance : si la Terre est une planète, alors les planètes sont des Terres ! Or la Terre est habitée, et donc, par analogie, pourquoi les planètes ne seraient-elles pas, elles aussi, habitées ? À partir du xviie siècle, la croyance en l'habitabilité des planètes du système solaire est largement répandue, Huygens y consacre son Cosmotheoros et Fontenelle, cartésien bon teint, ses... Entretiens sur la pluralité des mondes ; Kant, dans son Histoire universelle de la nature et théorie du ciel de 1755, consacre un long chapitre à la « psychologie » des habitants des différentes planètes, et Laplace lui-même, bien que son positivisme lui interdise d'aborder un problème qu'il n'a pas les moyens de résoudre, n'est pas choqué par cette croyance. Et, à la fin du xixe siècle, Camille Flammarion croira encore à l'habitabilité des planètes.

Autre conséquence, encore plus importante, de l'héliocentrisme proposé par Copernic : la réflexion sur la finitude ou l'infinitude de l'univers. La rotation du ciel tout entier dans le système géocentrique implique que le monde soit nécessairement de dimension finie. Tous les physiciens d'Aristote à Einstein refusent d'envisager des vitesses infinies. Une impossibilité qu'Aristote résumait en ces termes : l'infini ne peut pas être parcouru en un temps fini ; or les étoiles font le tour du ciel en vingt-quatre heures, temps manifestement non seulement fini mais particulièrement court ; il ne peut donc pas y avoir d'étoiles à l'infini puisqu'elles auraient à parcourir en une journée un cercle de circonférence infinie. Parmi les coperniciens le débat sur l'infinitude de l'univers s'ouvre très vite : le premier astronome à postuler un monde infini infiniment peuplé d'étoiles est l'Anglais Thomas Digges. En 1576, lors de la réédition de la Prédiction éternelle de son père, Leonard Digges, Thomas y ajoute un petit appendice, La Parfaite Description des orbes célestes, où l'on trouve la traduction en anglais de plusieurs passages importants du De revolutionibus et son propre schéma d'un univers héliocentrique. On y constate un éclatement de la sphère des étoiles et sa dispersion dans l'espace infini. Entre la sphère de Saturne et l'orbe étoilé, on lit : « Cet orbe des étoiles fixes qui possède une extension infinie en hauteur est ainsi le Palais immuable de la félicité, paré d'innombrables et glorieuses lumières à l'éclat perpétuel, la cour des anges célestes surpassant de loin, en quantité comme en qualité, notre Soleil, dépourvue de douleur, emplie d'une joie parfaite et infinie, séjour des élus. » Dans le texte lui-même, Digges précise : « Nous pouvons facilement apprécier la petitesse occupée, dans l'architecture divine, par notre monde élémentaire et corruptible, mais nous ne pourrons jamais admirer suffisamment l'immensité du reste. Particulièrement de cet orbe fixe paré de lumières innombrables et s'élevant sans fin dans la hauteur de la sphère. De ces lumières célestes, nous devons considérer que nous voyons seulement celles qui sont dans les régions inférieures de ce même orbe, et que, de celles plus élevées, nous paraissant alors moins brillantes et en moindre quantité, jusqu'à ce que notre regard ne puisse les atteindre ou concevoir, la plus grande part nous reste invisible en raison de leur merveilleuse distance. »

Mais l'essentiel est ailleurs. Chez Copernic l'univers s'harmonise. Au centre le Soleil, puis viennent Mercure, Vénus, la Terre, autour de laquelle tourne la Lune, Mars, Jupiter et Saturne, enfin la sphère des fixes, dont Copernic n'ose pas dire qu'elle est infinie, mais en tout cas beaucoup plus vaste que celle du cosmos antique, comme l'atteste l'absence de parallaxe annuelle. Dans ce système, point de rupture ; il y a un lien simple, comme Copernic le fait remarquer, entre les distances des planètes au Soleil et les durées des révolutions : de celle de Mercure, quatre-vingt-huit jours, à celle de Saturne, trente ans, pour finir par l'immobilité de la sphère étoilée. Un lien que Kepler explicitera mathématiquement par sa troisième loi des mouvements planétaires – les carrés des périodes de révolution des planètes sont proportionnels aux cubes de leurs distances moyennes au Soleil – et qui mettra Newton sur la voie de la loi de la gravitation universelle.

Autre simplification : dans le système héliocentrique, les stations et les rétrogradations s'expliquent par le jeu des mouvements des planètes et de la Terre. Toutes les planètes ont le même statut cosmologique : si le comportement de Mercure et de Vénus diffère de celui de Mars, de Jupiter et de Saturne, c'est à cause de leur position entre la Terre et le Soleil, et point n'est besoin de croiser les rôles des déférents et des épicycles, comme chez Ptolémée. Ces déférents et épicycles constituent un ensemble complexe de trajectoires circulaires décrites d'un mouvement uniforme : les déférents, autour de la Terre, et les épicycles, autour de centres parcourant les déférents (cf. Nicolas copernic, fig. 1 et fig. 2). Dans une première approche, le monde se déchiffre sans l'intervention du premier épicycle, les déférents y suffisent : le premier épicycle, de dimension modeste, n'est là que pour affiner la précision des prédictions et, nous le savons maintenant, pour rendre compte des écarts entre le mouvement circulaire, supposé échoir aux astres, et le mouvement réel qui est elliptique. Car le principe du mouvement circulaire uniforme est maintenu et sort même renforcé de la bataille : l'une des fiertés de Copernic, outre le sentiment de donner aux hommes une cosmologie nouvelle plus harmonieuse que l'ancienne, est l'abolition de l [...]

Épicycle de sens direct

Dessin : Épicycle de sens direct

Epicycle de sens direct. Le mouvement de l'épicycle sur le déférent permet d'interpréter les rétrogradations apparentes de la planète. 

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Pour citer l’article

Jean-Pierre VERDET, « HÉLIOCENTRISME », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 01 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/heliocentrisme/