Terre plate : Ptolémée et le modèle géocentrique #3

Portrait de Ptolémée

Artiste : Justus van Gent (Joos van Wassenhove) (1410-1480), Collection : Musée du Louvre, Paris, France

Qui était Ptolémée ?

Claudius Ptolémée était un érudit grec qui vécut au IIe siècle de notre ère. Bien que les informations sur sa vie soient limitées, les dates des observations qu'il a consignées dans ses ouvrages indiquent que sa période la plus productive se situe entre 127 et 141 de notre ère. Ses dates de naissance et de décès exactes sont inconnues, mais on suppose généralement qu'il est né vers 100 de notre ère et mort vers 170 de notre ère.

La plupart des observations astronomiques de Ptolémée ont été effectuées à Alexandrie, ce qui suggère qu'il a passé une grande partie de sa vie dans cette ville. Son nom latin, Claudius, indique qu'il avait la citoyenneté romaine, probablement parce qu'un membre de sa famille l'avait obtenue pendant l'Empire romain.

Au-delà de l'astronomie, il a écrit des ouvrages sur la géographie, l'optique, la théorie musicale et l'astrologie. Ses écrits les plus remarquables comprennent l'Almageste, le Tetrabiblos, la Géographie et l'Optique. Ces textes ont eu une influence profonde sur la pensée scientifique tant dans l'Antiquité qu'au Moyen Âge. Ptolémée est souvent considéré moins comme un théoricien original que comme un organisateur et un interprète systématique des connaissances antérieures. Il s'est notamment appuyé sur les travaux d'astronomes tels qu'Hipparque, affinant leurs modèles pour en faire des systèmes qui ont acquis une place durable dans l'histoire scientifique.

Le modèle géocentrique

Le modèle géocentrique (centré sur la Terre) est un système cosmologique basé sur l'idée que la Terre est au centre de l'univers et que tous les autres corps célestes tournent autour d'elle. Les origines de ce concept remontent à la pensée grecque antique. Au VIe siècle avant J.-C., les philosophes pythagoriciens ont proposé des idées sur les mouvements circulaires ordonnés des corps célestes, suggérant que l'univers avait une nature structurée et mathématiquement définissable.

Au IVe siècle avant J.-C., Eudoxe tenta d'expliquer les mouvements célestes à l'aide d'un modèle de sphères concentriques. Il affirmait que le mouvement de chaque planète pouvait être décrit par un système de sphères en rotation. Cependant, ce modèle s'avéra insuffisant en termes de précision d'observation.

Aristote (384-322 avant J.-C.) donna plus tard une explication physique au cadre géométrique d'Eudoxe. Il affirmait que la Terre était immobile au centre même du cosmos, tandis que les corps célestes étaient transportés par des sphères transparentes qui l'entouraient. Selon lui, les cieux étaient « parfaits » et le mouvement circulaire était naturel, tandis que la Terre était le royaume du changement et de l'imperfection. Cette perspective a eu une grande influence, car elle fournissait à la fois un cadre cosmologique et métaphysique.

La forme la plus avancée et la plus influente du modèle géocentrique a été développée par l'astronome alexandrin Claude Ptolémée au IIe siècle de notre ère. Dans son Almageste, Ptolémée a introduit des concepts tels que les excentriques (cercles décentrés), les épicycles (cercles à l'intérieur de cercles) et le point équant (un point de référence de mouvement angulaire uniforme) pour expliquer les mouvements planétaires. Ce système s'est avéré beaucoup plus précis que ses prédécesseurs pour correspondre aux observations. Le cadre mathématique de Ptolémée est resté la référence dominante en astronomie pendant environ 1 400 ans.

Après le déclin de la tradition scientifique d'Alexandrie, le système de Ptolémée a été préservé à Byzance, puis dans le monde islamique. Au cours de l'ère abbasside, aux VIIIe et IXe siècles, l'Almageste a été traduit en arabe et est devenu connu sous le nom d'al-Majisti. Les astronomes de cette période ont étudié, affiné et parfois réévalué de manière critique ce modèle.

Dans le monde islamique, en particulier dans des régions comme le Khorasan et Bagdad, les recherches astronomiques visant à améliorer ou à corriger le modèle de Ptolémée ont prospéré. Des érudits tels que Thabit ibn Qurra, les frères Banū Mūsā, al-Battānī et Ibn Yunus ont affiné les tables planétaires grâce à des observations plus précises. Néanmoins, les critiques fondamentales du modèle sont restées limitées pendant cette période.

Structure du modèle de Ptolémée

Selon le modèle de Ptolémée, l'univers était centré sur une Terre sphérique et immobile. La Terre ne tournait pas et ne bougeait pas ; tous les autres corps célestes tournaient autour d'elle. Ces corps — la Lune, le Soleil, les planètes et les étoiles — se déplaçaient en cercles parfaits autour de la Terre. Leurs trajectoires circulaires étaient appelées « déférents », les grandes orbites autour de la Terre. Une planète se déplaçait non seulement le long de son différent, mais aussi sur un cercle plus petit, l'épicycle, qui y était attaché. Ce système a été conçu pour expliquer des phénomènes tels que le mouvement rétrograde, lorsque les planètes semblent reculer dans le ciel.

Le centre du différent ne coïncidait pas avec le centre de la Terre ; il était légèrement décalé (excentrique). Le mouvement de la planète le long de l'épicycle se produisait à une vitesse angulaire uniforme par rapport à un point spécial appelé l'équant. Cet ajustement permettait au modèle de correspondre plus étroitement aux observations, car les planètes semblaient se déplacer à des vitesses variables dans le ciel.

Le système céleste était imaginé comme des sphères transparentes imbriquées. Chaque planète était portée par sa propre sphère unique. La sphère la plus externe des étoiles fixes englobait l'univers entier, tournant une fois par jour autour de la Terre et formant la frontière cosmique.