Aristarque de Samos (c. 310-c. 230 av. J.-C.) était un astronome grec qui fut le premier à proposer un modèle héliocentrique de l'univers dans lequel le soleil, et non la terre, était au centre. Bien que sa théorie ait été remarquée par d'autres penseurs de son époque, elle fut rejetée comme non plausible, et le modèle géocentrique fut conservé pendant les 1 700 années qui suivirent.
L'astronomie dans la Grèce antique se développa à partir des travaux des philosophes présocratiques qui proposaient une vision non théiste de l'univers en tentant de définir la cause première de l'existence. Leurs recherches les conduisirent à la spéculation astronomique en essayant de déterminer la nature et la position de la Terre. À cette époque, la Terre était considérée comme le centre de l'univers, autour duquel tournaient le Soleil, la Lune et les planètes. Philolaos de Croton (c. 470-c. 385 av. J.-C.), un philosophe pythagoricien, rejeta ce modèle et proposa une vision pyrocentrique dans laquelle la Terre, et toutes les autres planètes, tournaient autour d'un feu central.
Les vues de Philolaos furent rejetées, notamment par Aristote (384-322 av. J.-C.), mais il est possible qu'il ait suggéré le modèle héliocentrique à Aristarque. Les travaux d'Aristarque ont disparu, à l'exception de son ouvrage intitulé " Sur les dimensions et les distances du soleil et de la lune", mais son modèle héliocentrique fut conservé par le mathématicien et ingénieur Archimède de Syracuse (287-212 av. J.-C.) dans son ouvrage "L'Arénaire" (Le compteur de sable). Le modèle fut rejeté non pas parce qu'il était considéré comme inadéquat pour expliquer les phénomènes observables concernant les étoiles, le Soleil et la Lune, et les planètes, mais essentiellement parce qu'il remettait en question la vision acceptée de la taille de l'univers et de la position unique de la Terre en son centre.
Le modèle géocentrique, qui place la Terre au centre de l'univers, fut avancé par Hipparque de Nicée (190-120 av. J.-C.), considéré comme le plus grand astronome de son époque, et continua à être utilisé jusqu'à ce qu'il ne soit remis en question par les travaux de Nicolas Copernic (1473-1543), puis par d'autres. Le modèle héliocentrique ne fut largement accepté que lorsqu'il fut prouvé mathématiquement par Sir Isaac Newton (1642-1727) et que les conclusions d'Aristarque furent validées.
Concepts présocratiques
Les philosophes présocratiques (ceux qui vécurent avant l'époque de Socrate d'Athènes, 470/469-399 av. J.-C.), en particulier les plus anciens, s'attachèrent à définir la cause première de l'existence, c'est-à-dire la substance essentielle dont tout le reste est issu, sans s'appuyer sur l'explication surnaturelle fournie par la religion grecque. Thalès de Milet (c. 585 av. J.-C.), considéré comme le premier philosophe grec, proposa l'eau comme cause première, tandis qu'Anaximandre (c. 610-c. 546 av. J.-C.) rejeta cette proposition, affirmant qu'une cause première ne pouvait être définie par aucun aspect du monde observable. Il proposa une force créatrice - l'apeiron - comme origine de toutes choses, tandis que son élève Anaximène (c. 546 av. J.-C.) n'était pas d'accord et affirmait que l'air était la cause première car, entre autres, il entretenait la vie.
Les œuvres de tous les philosophes présocratiques, à des degrés plus ou moins importants, ont été perdues et n'existent que sous forme de fragments conservés par des auteurs ultérieurs, mais il semble que ces premiers penseurs soient passés de l'examen des phénomènes terrestres à des considérations célestes dans leurs recherches sur l'origine de l'univers. Thalès est connu pour avoir prédit avec précision l'éclipse de soleil du 28 mai 585 avant J.-C. et ceux qui vinrent après lui, parfois appelés "philosophes naturels" en raison de leur intérêt pour la nature des choses, devinrent ce que l'on reconnaîtrait aujourd'hui comme des astronomes.
Les propositions des premiers philosophes furent rejetées par Pythagore (c. 571-c. 497 av. J.-C.), qui les jugeait trop simples ou, dans le cas d'Anaximandre, spéculatives, et qui revendiqua le nombre comme cause première. Il s'agissait là d'un changement radical qui élevait les mathématiques, déjà une discipline respectée, à un niveau supérieur en tant que moyen d'appréhender la vérité. Les nombres n'ont ni début ni fin, ce qui suggère un aspect éternel, tout en définissant le monde observable, en différenciant l'Un du Multiple et, comme Pythagore s'en rendit compte, en informant également la musique dans la mesure où les notes de musique expriment des concepts mathématiques qui produisent des harmonies et favorisent l'équilibre. Le nombre, et son expression à travers la musique, était l'harmonie même et, dans la pensée pythagoricienne, maintenait l'univers intact.
Philolaos et Archytas
Pythagore ne mit rien par écrit et ne communiqua ses croyances qu'à un cercle restreint d'adeptes qui avaient juré de garder le secret. Seuls les initiés connaissaient donc ses enseignements jusqu'à ce que Philolaos, considéré par certains comme son successeur, ne les écrive dans un ou trois livres. Les œuvres de Philolaos ont également été perdues, n'existant que sous forme de fragments cités par des auteurs ultérieurs, et il est difficile de séparer ses pensées originales, pour la plupart, de celles de Pythagore, mais il semble avoir développé le concept pythagoricien de la musique en tant que mathématique et l'avoir appliqué à son étude de l'univers. Il maintint la thèse de Pythagore selon laquelle le nombre est la cause première et selon laquelle l'un est à l'origine du multiple, et conclut que l'univers est issu d'un feu céleste qui le soutient et autour duquel tournent la Terre, le Soleil, la Lune, les planètes et les étoiles. Comme nous l'avons vu, avant cela, la Terre était considérée comme le centre de l'univers et toutes les autres sphères tournaient autour d'elle.
L'un des élèves de Philolaos, l'astronome et homme d'État Archytas de Tarente (c. 435-c. 360 av. J.-C.) semble avoir fait progresser le modèle de Philolaos, en inventant la discipline de la mécanique mathématique pour expliquer avec précision le mouvement des planètes et leur position les unes par rapport aux autres (développée par la suite et généralement attribuée à Aristote et connue aujourd'hui sous le nom de mécanique aristotélicienne). Archytas, également pythagoricien, était le professeur d'Eudoxe de Cnide (c. 410-c. 347 av. J.-C.), qui étudia également avec Platon (428/427-348/347 av. J.-C.). Platon soutenait le modèle géocentrique de l'univers et Eudoxe semble avoir rejeté le point de vue d'Archytas et développé celui de Platon, selon lequel les planètes se déplacent sur des rails dans un mouvement circulaire autour de la Terre.
Eudoxe affirmait que le mouvement des planètes n'avait rien d'aléatoire, puisque chacune était placée sur sa propre trajectoire, mais que les sphères semblaient se déplacer au hasard en glissant vers l'avant, et parfois vers l'arrière, sur leur trajectoire. Bien qu'il ait soutenu la vision de Platon, l'un des fragments d'Archytas qui a survécu et qui traite de l'importance de la recherche individuelle de la connaissance pourrait avoir influencé à la fois son travail et celui d'Aristarque:
Dans les matières que l'on ne connaît pas, il faut obtenir la connaissance soit en l'apprenant de quelqu'un d'autre, soit en la découvrant soi-même. Ce que l'on apprend vient donc d'un autre et d'une aide extérieure; ce que l'on découvre vient de ses propres efforts et de manière indépendante. Découvrir sans chercher est difficile et rare, mais si l'on cherche, c'est fréquent et facile; si l'on ne sait pas chercher, la découverte est impossible. (Freeman, 80, fragment 3)
Eudoxe savait comment chercher en se basant sur les enseignements d'Archytas et de Platon, créant le modèle eudoxien de l'univers avec une Terre inamovible en son centre. C'est ce modèle qu'Aristarque de Samos remit en question lorsqu'il entama sa propre enquête indépendante sur le sujet.
Le modèle d'Aristarque
On ne sait pas dans quelle mesure Aristarque avait accès à la documentation présocratique, mais il était également pythagoricien et avait très probablement accès aux travaux de Philolaos ou, du moins, avait entendu parler de sa théorie. Philolaos ne l'influença peut-être pas du tout, car le modèle géocentrique posait aux astronomes grecs un problème que beaucoup, dont Aristote, tentèrent de résoudre: pourquoi, si la Terre est immobile et que les planètes tournent régulièrement autour d'elle, ces planètes apparaissent-elles parfois plus grandes et plus brillantes qu'à d'autres moments?
L'ouvrage d'Aristarque, Sur les dimensions et les distances du Soleil et de la Lune, conserve le point de vue géocentrique, probablement (comme le suggère le chercheur Thomas Heath) parce qu'il n'avait pas encore conçu le modèle héliocentrique. Aristarque avait compris que la Lune n'émettait aucune lumière mais qu'elle brillait par réflexion de la lumière du Soleil. Il affirmait donc que si l'on mesurait l'angle entre le Soleil et la Lune lorsque la Lune est à moitié éclairée (cet angle étant suggéré par l'éclairage lui-même), on pouvait calculer leurs distances.
Il détermina que l'angle était de 87 degrés, ce qui est remarquablement proche de l'angle réel compris aujourd'hui comme 89 degrés, et ses calculs ultérieurs permirent de déterminer que le Soleil était 20 fois plus éloigné de la Terre que la Lune (il est en fait 400 fois plus éloigné). On ne sait pas comment ces travaux purent influencer son modèle (supposé) ultérieur d'univers héliocentrique, mais il est possible que, grâce à ses recherches sur la distance du Soleil et de la Lune par rapport à la Terre, il ait trouvé plus logique que le Soleil soit au centre de toutes les autres planètes.
Comme nous l'avons vu, le modèle d'Aristarque n'est conservé que dans un passage de l'ouvrage d'Archimède intitulé L'Arénaire. Archimède voulait savoir combien de grains de sable rempliraient l'univers et, pour ce faire, il avait besoin de connaître la taille de l'univers. En relatant ses calculs, il mentionne Aristarque qui pensait que l'univers était beaucoup plus grand que ce qui était généralement admis par les contemporains d'Archimède:
Vous, roi Gélon, savez que l'"univers" est le nom donné par la plupart des astronomes à la sphère dont le centre est le centre de la Terre et dont le rayon est égal à la ligne droite entre le centre du Soleil et le centre de la Terre. C'est le récit commun que vous avez entendu de la part des astronomes. Mais Aristarque a publié un livre contenant certaines hypothèses, dans lequel il apparaît, en conséquence des hypothèses formulées, que l'univers est beaucoup plus grand que l'"univers" dont il vient d'être question. Ses hypothèses sont que les étoiles fixes et le Soleil restent immobiles, que la Terre tourne autour du Soleil sur la circonférence d'un cercle, le Soleil se trouvant au milieu de l'orbite, et que la sphère des étoiles fixes, située autour du même centre que le Soleil, est si grande que le cercle dans lequel il suppose que la Terre tourne est aussi proportionnel à la distance des étoiles fixes que le centre de la sphère l'est à sa surface. (1-2)
Aristarque serait peut-être parvenu à ces conclusions grâce aux calculs qu'il avait effectués dans ses travaux antérieurs, mais il est possible qu'elles aient été suggérées par la vision de Philolaos, dans laquelle le feu central se trouvait au centre de l'univers et dix planètes tournaient autour de lui (Philolaos concevant la Lune, le Soleil et les étoiles fixes comme des "planètes") dans l'ordre suivant: la contre-Terre (qui n'est jamais expliquée ni définie), la Terre, la Lune, le Soleil, Mercure, Vénus, Mars, Jupiter, Saturne, et les étoiles fixes. On ne sait pas si le point de vue d'Aristarque était conforme à celui de Philolaos, mais, selon le passage d'Archimède, la position des étoiles fixes correspond à celle du modèle du philosophe précédent.
Rejet du modèle
Un passage de Plutarque (c. 45/50-c. 120/125 de notre ère) suggère également qu'Aristarque aurait pu connaître le travail de Philolaos, car il fait référence au "Foyer", qui est un autre terme utilisé par Philolaos pour désigner le Feu Central. Il est également possible, cependant, que le "foyer" dans l'œuvre de Plutarque fasse référence à la Terre - le centre de l'univers comme le foyer l'était pour la maison - qui est "dérangée" par le modèle d'Aristarque, mais, quoi qu'il en soit, le passage suggère la réaction négative générée par le modèle d'Aristarque. Plutarque note que le philosophe Cléanthe d'Assos voulait qu'Aristarque soit accusé d'impiété pour avoir suggéré que la Terre n'était pas le centre de l'univers.
Dans l'ouvrage de Plutarque intitulé Le visage qui apparaît dans le disque de la lune, dans lequel les personnages discutent des aspects de l'astronomie, un certain Lucius déclare:
Oh, monsieur, n'intentez pas de procès contre nous pour impiété comme Cléanthe pensait que les Grecs devaient intenter une action pour impiété contre Aristarque le Samien au motif qu'il dérangeait le foyer de l'univers parce qu'il cherchait à sauver les phénomènes en supposant que le ciel est au repos alors que la Terre tourne le long de l'écliptique et, en même temps, tourne sur son propre axe. (6.1.35)
Cléanthe (c. 330-c. 230 av. J.-C.) était un éminent philosophe stoïcien d'Athènes qui, selon Diogène Laërce (c. 180-240 de notre ère), accusait Aristarque d'impiété pour son nouveau modèle d'univers qui déplaçait la Terre. Après tout, on pensait que les dieux vivaient sur la Terre, et suggérer que la Terre était identique à n'importe quelle autre planète du système solaire remettait en question ce concept, même chez ceux qui n'y croyaient peut-être pas littéralement. Cléanthe semble également s'être opposé à ce qu'Aristarque définisse le Soleil comme une étoile stationnaire autour de laquelle tournent les planètes, ce qui dévalorisait son ancien statut de source divine de lumière et de vie tournant autour de la Terre.
Il n'est pas certain que Cléanthe ait jamais porté cette accusation car, premièrement, Diogène Laêrce est souvent peu fiable et, deuxièmement, il est possible que ce soit Aristarque qui ait porté cette accusation contre Cléanthe. L'utilisation par Plutarque de l'accusation de Cléanthe contre Aristarque suggère toutefois que c'est ainsi que leur altercation était comprise à son époque et semble également correspondre à la manière dont une telle affirmation aurait été reçue. L'affirmation de Philolaos selon laquelle l'univers était pyrocentrique fut rejetée par Aristote, considéré comme l'autorité en la matière, de même que, très probablement, le modèle d'Aristarque, bien qu'il n'y ait pas d'ouvrage existant pour étayer cette affirmation. En fait, il n'existe aucune mention du modèle en dehors du passage d'Archimède jusqu'à l'époque de Plutarque.
Conclusion
Selon Plutarque, l'astronome Séleucos de Séleucie (c. 190-c. 150 av. J.-C.) aurait prouvé le modèle d'Aristarque, mais il n'y a aucune trace de cela à l'époque de Séleucos et Plutarque ne donne pas de détails. Séleucos était un contemporain d'Hipparque de Nicée, qui rejeta le modèle d'Aristarque, mais, là encore, aucun écrit existant ne fournit de détails sur ce rejet. Il est entendu qu'Hipparque rejeta les affirmations d'Aristarque parce qu'elles allaient à l'encontre de la conception dominante de la taille de l'univers et de la trajectoire des planètes, qui étaient considérées comme des cercles parfaits.
Le modèle géocentrique fut codifié par l'astronome Claude Ptolémée (100-170 de notre ère) dans son Almageste et fut accepté comme exact jusqu'en 1543, date de la publication de l'ouvrage de Copernic intitulé De la révolution des orbes célestes, qui défendait l'héliocentrisme et qui, dans une première version, citait à la fois Philolaos et Aristarque. L'Église s'opposait au modèle héliocentrique, car il contredisait les Écritures, selon lesquelles la Terre était le centre de la création divine. Cette opposition était soutenue par les premiers militants de la Réforme protestante, notamment Martin Luther (1483-1546) et Philippe Melanchthon (1497-1560), qui rejetèrent les affirmations de Copernic en les qualifiant d'absurdités hérétiques.
L'astronome Tycho Brahe (1546-1601) tenta de synthétiser les systèmes copernicien et ptolémaïque. Ses travaux furent poursuivis par Johannes Kepler (1571-1630), qui établit les lois du mouvement des planètes. Leurs travaux servirent de base à la démonstration mathématique par Isaac Newton de l'univers héliocentrique proposé près de 2 000 ans plus tôt par Aristarque. Aujourd'hui, il est largement respecté par la communauté scientifique, comme en témoigne le fait que le puissant télescope de l'Observatoire national d'Athènes, en Grèce, a été baptisé en son honneur "Aristarchos".
