Nicolaus Copernicus

Nicolaus Copernicus (1473-1543 EC) était un astronome polonais qui a proposé que la Terre et d’autres planètes tournaient autour du Soleil dans un système héliocentrique et non, comme on le pensait alors largement, dans un système géocentrique où la Terre est le centre. Ce n’était pas une idée nouvelle car plusieurs chercheurs antérieurs avaient proposé un système héliocentrique, mais Copernic a en outre théorisé un nouvel ordre pour les planètes en termes de distance du Soleil, selon lequel la Terre orbite autour du Soleil une fois par an et que la Terre tourne entièrement sur son propre axe chaque jour. Ces idées étaient contraires à celles de l’Église catholique qui considérait l’humanité et la Terre comme le centre propre et réel de l’univers de Dieu. La réaction à l’œuvre majeure de Copernic, De Revolutionibus Orbium Coelestium (Sur les Révolutions des Sphères Célestes), publiée l’année de sa mort, était en sourdine, et il n’y avait guère de renversement révolutionnaire de la façon dont tout le monde voyait la place du monde dans l’univers, comme on le prétend souvent. Néanmoins, les travaux de l’astronome conduiront lentement à de nouvelles investigations par des scientifiques et des mathématiciens ultérieurs qui finiront par prouver que le système héliocentrique de Copernic avec une Terre en rotation, bien que contenant des défauts, était essentiellement correct.

Jeunesse

Nicolaus Copernic, de son vrai nom Mikołaj Kopernik, est né le 19 février 1473 à Toruń, en Pologne (alors partie de la Prusse). Son père était un marchand prospère, mais après sa mort vers 1483, Copernic fut adopté par Lucas Watzelrode, son oncle maternel. De manière significative, Watzelrode devint plus tard évêque de Varmie, et le jeune Nicolaus devait également poursuivre une carrière dans l’église. Il a d’abord étudié l’astronomie à l’Université de Cracovie, puis la médecine et l’astrologie à l’Université de Bologne. Sa vaste formation dans les arts libéraux comprenait également les mathématiques, la philosophie et l’histoire. Ses voyages ont continué quand il a donné des conférences en mathématiques à Rome en 1500 CE, après quoi il est allé à l’Université de Padoue pour poursuivre ses études de médecine. Enfin, en 1503 de notre ère, il a reçu un doctorat en droit canonique de l’Université de Ferrare. Cette vaste éducation lui servirait bien pour ses recherches futures, mais ce sont peut-être les observations astrologiques qu’il a faites pendant son séjour à Bologne qui l’ont réellement orienté vers la résolution des problèmes des corps célestes et de leurs mouvements.

Copernic retourna en Pologne en 1506 de notre ère où il fut le médecin de son oncle. Son oncle l’a également établi comme chanoine de l’église (bien qu’il ne soit jamais devenu prêtre), poste qui l’obligeait à percevoir les rentes, à gérer les biens et à surveiller les finances de l’évêché de Frombork (alias Frauenburg). Malgré ces devoirs mondains, Copernic n’a jamais oublié l’astronomie et il a continué à poursuivre ce domaine d’étude pendant son temps libre.

Observation du ciel

Dans ses études du ciel, Copernic a dû se débattre avec plusieurs problèmes qui ont divisé les opinions parmi les astronomes. Il y avait l’idée persistante, proposée pour la première fois par Aristote (384-322 avant notre ère), que les planètes se déplaçaient de manière uniforme à travers un milieu indéfini de sphères invisibles, toujours à des distances fixes d’un point central, la Terre. Cela signifie que l’univers doit être composé d’une série de sphères concentriques. Malheureusement, cette théorie ne correspondait pas à l’expérience de l’observation d’une variation de la luminosité des planètes dans le ciel nocturne. Comment, alors, les planètes pourraient-elles toujours être à la même distance de la Terre?

Il y avait un autre problème séculaire et connexe dans le domaine, cette fois une conséquence des théories de Claude Ptolémée (c. 100 -c. 170 EC). Ptolémée a proposé que les planètes se déplacent sur une petite orbite circulaire propre (épicycle) tout en suivant une orbite plus grande (déférente) autour d’un point central fixe, la Terre (équant) ou, pour Ptolémée, un point légèrement éloigné de celle-ci. Le problème avec cette théorie est qu’elle allait à l’encontre de l’idée traditionnelle et apparemment intouchable selon laquelle les planètes se déplaçaient uniformément et à une distance constante de la Terre sur une orbite circulaire. Si l’on réunissait le schéma de sphères concentriques d’Aristote et le schéma d’orbites de Ptolémée dans les orbites, alors les sphères qui contenaient les planètes vacilleraient et entreraient en collision à un moment donné – ce n’est pas une possibilité pour un univers ordonné. Au 13ème siècle de notre ère, les astronomes persans ont tenté de résoudre cette énigme en combinant deux épicycles qui tournent uniformément l’un autour de l’autre. Cela créerait un point d’oscillation et expliquerait pourquoi les planètes ont changé de distance par rapport à la Terre. Copernic connaissait et étudiait toutes ces théories, mais leur complexité semblait artificielle pour expliquer un modèle original qui était peut-être lui-même imparfait. Changer le point équant central et peut-être que le comportement physique des planètes deviendrait plus clair, et la théorie qui l’expliquait beaucoup plus simple.

La Solution héliocentrique

Copernic a travaillé pendant trois décennies sur ses théories sur la relation entre la Terre et les corps célestes visibles dans le ciel nocturne. Le télescope n’avait pas encore été inventé, mais en observant les éclipses lunaires et le mouvement des planètes et des constellations, il a finalement trouvé une explication pour les choses qu’il a vues, peut-être vers 1514 de notre ère. En outre, Copernic a utilisé de nombreuses observations d’anciens astronomes, dont certaines n’étaient pas entièrement exactes.

Le fait que Copernic était actif et respecté dans le domaine de l’astronomie est attesté par l’invitation en 1514 de notre ère à assister au Cinquième Concile du Latran. Là, il devait présenter son point de vue sur les réformes proposées au calendrier, importantes pour les jours saints de l’Église, mais maintenant longtemps déconnectées de la position du Soleil un jour donné. Dans l’événement, Copernic n’y a jamais assisté.

Le résultat final de ses recherches a été époustouflant pour la communauté universitaire européenne et en particulier pour la hiérarchie de l’Église catholique. Copernic a proposé que le point central de l’univers n’était pas la Terre avec tous les autres corps tournant autour d’elle. Au contraire, la Terre était une planète, qui orbitait autour du Soleil, le véritable point central de notre système solaire. De même, ce ne sont pas les corps célestes comme Mars, Vénus et les étoiles qui tournaient autour de la Terre, mais la Terre tournant sur son propre axe et orbitant autour du Soleil, ce qui expliquait leurs mouvements dans le ciel en une seule nuit et sur une période d’un an. De plus, Copernic a suggéré que la Terre faisait un seul tour sur son axe en une journée et mettait un an à orbiter autour du Soleil. De plus, des changements relativement faibles de l’angle de l’axe terrestre au fil du temps ont expliqué la précession des équinoxes, c’est-à-dire le déplacement progressif des constellations dans le ciel nocturne au fil du temps, un phénomène connu depuis l’Antiquité.

La raison pour laquelle des planètes aussi visibles que Mercure et Vénus ne montraient qu’un petit mouvement dans le ciel nocturne était parce qu’elles orbitaient dans l’orbite terrestre du Soleil. De même, les mouvements souvent étranges des planètes Mars, Jupiter et Saturne pourraient maintenant être expliqués comme étant dus à leur position au-delà de l’orbite terrestre où elles tournaient autour du Soleil à un rythme plus lent. Copernic a ainsi pu montrer que les planètes alors observables étaient dans l’ordre suivant par rapport au Soleil: Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter et Saturne. Toutes ces idées radicales ont été présentées dans le De Revolutionibus Orbium Coelestium De Copernic (Sur les Révolutions des Sphères Célestes), un ouvrage de six volumes qui n’a été publié qu’en 1543 de notre ère. Le retard aurait pu être dû à la préoccupation de l’auteur pour la réaction du public, mais il est beaucoup plus probable qu’il était toujours aux prises avec des détails et des problèmes de mathématiques. En effet, Copernic lui-même a déclaré qu’il était un mathématicien écrivant pour des mathématiciens, et peu en dehors du domaine auraient compris son contenu. Le changement du titre original, remplaçant « Sphères du Monde » par « Sphères célestes », suggère que l’auteur essayait de minimiser l’accent mis sur le monde réel et de se concentrer sur les mathématiques théoriques.

La réaction à De Revolutionibus

Il y avait encore pas mal de problèmes à traiter, cependant. La théorie de Copernic avait supprimé l’explication dominante du phénomène observable de la gravité, c’est-à-dire que les choses tombaient au sol parce que la Terre était au centre de l’univers. Un autre problème était que Copernic ne réalisait toujours pas que les orbites planétaires n’étaient pas des cercles parfaits. Que les orbites étaient elliptiques a été formulé plus tard par l’astronome allemand Johannes Kepler (1571-1630 CE).

Plus problématiques encore que ces questions de physique, les idées de Copernic allaient totalement à l’encontre de la vision traditionnelle de la place de l’humanité dans l’univers telle que proposée par l’Église catholique. L’idée que la Terre était le point central et que le Soleil et la Lune orbitaient autour d’elle (le modèle anthropocentrique) était en accord avec l’idée que l’humanité était aussi le centre, en fait, le point entier de l’existence de l’univers tel que créé par Dieu. L’idée que la Terre était le centre de l’univers connu remontait à l’Antiquité et était difficile à déplacer (même si certains penseurs anciens avaient proposé un système héliocentrique).

Heureusement pour Copernic, bien que cela se soit produit sans sa permission, Andreas Osiander (1498-1552 CE), le ministre luthérien qui avait supervisé la publication de De Revolutionibus, avait inséré une préface qui indiquait que l’ouvrage était destiné à une aide théorique aux mathématiciens et non à une présentation de la façon dont l’univers était dans la réalité. Ce point de vue était conforme à l’époque où l’astronomie et les mathématiques étaient considérées comme des sujets théoriques. Un travail tel que le De Revolutionibus ne pouvait pas sérieusement tenter de changer la vision générale du monde physique car cela était alors considéré comme une tâche pour la philosophie naturelle. La préface et la séparation traditionnelle des matières académiques à l’époque pourraient bien avoir sauvé l’œuvre et la mémoire de Copernic – il était mort à Frombork peu de temps avant sa publication le 24 mai 1543 de notre ère – de la colère totale de l’Église catholique.

Héritage

En fait, la réaction à la théorie de Copernic était plutôt apprivoisée, et même le petit bassin de chercheurs en astronomie qui était son public cible mesurait à peine une ondulation de réaction. Cependant, c’était un brûleur lent et comme plus tard les scientifiques ont commencé à explorer les mêmes thèmes et à rechercher des tables astronomiques de plus en plus précises, les travaux de Copernic sont apparus quelques années après sa publication. À tel point que le réformiste Martin Luther (1483-1546 de notre ère) a dénoncé le De Revolutionibus. En 1616 CE, il était plus largement connu et condamné comme hérétique par les autorités ecclésiastiques qui l’ont répertorié comme un livre interdit.

Malgré la tentative du christianisme de brosser les théories de Copernic sous le tapis ecclésiastique, son travail a commencé un long processus de détermination scientifique de la nature de notre système solaire et de sa place dans l’univers au sens large. Au cours des siècles suivants, de grands penseurs comme Galilée (1564-1642 EC) et Isaac Newton (1642-1727 EC) ajouteront à un corpus de connaissances sans cesse croissant concernant le mouvement et les propriétés des planètes, des lunes et des étoiles. En ce sens, Copernic a été l’un des premiers protagonistes de la révolution scientifique qui a commencé à la Renaissance. En l’honneur de sa contribution à ce processus, l’un des plus grands cratères de la Lune porte le nom de Copernic.