L'astronomie de la Grèce antique était l'étude de l'univers pour comprendre comment il fonctionnait et pourquoi, en dehors du modèle théiste établi qui prétendait que toutes les choses étaient ordonnées et maintenues par les dieux. Les astronomes de la Grèce antique s'appuyaient sur l'observation et le calcul mathématique pour déterminer le fonctionnement de l'univers et la place de la Terre en son sein.
Des astronomes étaient à l'œuvre dans l'Inde ancienne, en Mésopotamie, en Égypte, en Chine et ailleurs avant le développement de cette discipline en Grèce et, en fait, les Grecs avaient du retard dans ce domaine. En s'inspirant des travaux des Babyloniens et des Égyptiens, ils purent toutefois élaborer un modèle fonctionnel de l'univers expliqué par des lois naturelles plutôt que par des influences surnaturelles. Cela ne veut pas dire que l'astronomie grecque contredisait les affirmations de l'astrologie selon lesquelles les planètes influençaient les affaires humaines. La compréhension du mouvement des planètes encouragea une vision "scientifique" de l'astrologie et la croyance en des influences célestes à travers le concept de mouvements planétaires qui rapprochent, puis éloignent les corps célestes de la terre, exerçant ainsi un certain pouvoir sur les humains et le monde naturel.
Au 8e siècle avant notre ère, Homère et Hésiode écrivaient sur les influences planétaires selon le modèle accepté d'un univers polythéiste entretenu par les dieux. Il n'y eut aucune rupture avec cette vision, puisque l'athéisme était considéré comme un délit capital par les Grecs, mais à partir de Thalès de Milet (vers 585 av. J.-C.), divers penseurs grecs commencèrent à proposer des explications non théistes pour les phénomènes naturels qui, malgré tout, pouvaient s'inscrire dans le paradigme théiste. Cette ligne de pensée fut développée par les philosophes présocratiques, appelés ainsi parce qu'ils vécurent avant l'époque de Socrate d'Athènes (470/469-399 av. J.-C.), notamment par Pythagore (c. 571 - c.497 av. J.-C.), considéré par beaucoup comme le premier astronome grec (bien qu'il ait été précédé par au moins trois autres) qui développa un système mathématique expliquant le mouvement des planètes.
Les travaux de Pythagore influencèrent Platon (428/427-348/347 av. J.-C.) qui inspira le mathématicien Eudoxe de Cnide (c. 410 - c. 347 av. J.-C.) dont le modèle de l'univers inspira l'astronomie d'Aristote (384-322 av. J.-C.) et les travaux d'Ératosthène (276-195 av. J.-C.), d'Aristarque de Samos (c. 310 - c. 230 av. J.-C.) et du plus grand des astronomes grecs, Hipparque de Nicée (190-120 av. J.-C.). Les travaux d'Hipparque furent la source d'inspiration directe de l'Almageste de l'astronome Ptolémée (100-170 de notre ère). Les travaux de Ptolémée servirent de base au développement de l'astronomie dans l'Europe de la Renaissance et, finalement, à l'établissement du modèle de l'univers tel qu'il est compris aujourd'hui.
Mésopotamie et Égypte
Il est généralement admis que la discipline de l'astronomie vit le jour en Mésopotamie, bien que certains spécialistes penchent pour l'Égypte et d'autres pour l'Inde ancienne. On pense qu'elle fut développée par les Sumériens qui inventèrent le système sexagésimal (où 60 est le nombre de base) et l'appliquèrent au calcul des heures de la nuit et du jour, pour finalement étendre leurs recherches au mouvement des planètes et des étoiles. Les Sumériens cartographièrent le ciel nocturne sous la forme d'un cercle de 360 degrés et observèrent ensuite le mouvement des corps célestes, appliquant des principes mathématiques pour prédire quand une planète donnée apparaîtrait dans une certaine partie du ciel et nommant pour la première fois les constellations qui seront renommées plus tard par les Grecs.
Au 7e siècle avant notre ère, les inventions et les innovations sumériennes avaient été absorbées par d'autres dans toute la Mésopotamie et Babylone était devenue célèbre pour ses astronomes et ses astrologues. Les Mésopotamiens pensaient qu'ils devaient collaborer avec les dieux pour maintenir l'ordre et, à cette fin, la connaissance du fonctionnement de l'univers était essentielle. Même si l'on croyait que les dieux avaient placé les étoiles dans le ciel et mis les planètes en mouvement, la connaissance du fonctionnement de ces étoiles et de ces planètes - et de leurs effets sur les récoltes, les inondations ou les affaires humaines - pouvait aider à planifier en conséquence contre les forces du chaos et du désordre.
Cette même croyance était entretenue en Égypte et les experts qui affirment que les Égyptiens furent les premiers astronomes citent le cercle de pierres de Nabta Playa, interprété comme un calendrier astronomique préhistorique, datant du 5e millénaire avant notre ère, qui serait antérieur aux inventions sumériennes. Cette affirmation a un certain poids, mais comme on ne sait pas exactement quand les Sumériens inventèrent le concept du temps ou commencèrent à cartographier le ciel, la question "qui était le premier ?" continue d'être débattue, et cela vaut également pour l'affirmation selon laquelle la civilisation de la vallée de l'Indus aurait inspiré les premiers astronomes.
À la première période intermédiaire (2181-2040 av. J.-C.), les Égyptiens avaient également cartographié le ciel nocturne sous la forme d'un cercle de 360 degrés qui était ensuite divisé en décans, des groupes de 36 étoiles qui apparaissaient régulièrement et permettaient le développement d'une carte des étoiles. Les connaissances des Égyptiens en matière d'astronomie étaient bien connues dans l'Antiquité et illustrées par l'alignement des pyramides de Gizeh ainsi que des temples, de la statuaire, des obélisques, et par la capacité à prévoir la crue annuelle du Nil qui fertilisait la terre.
Les présocratiques et Pythagore
On sait que Thalès de Milet étudia à Babylone et, selon l'expert George G.M. James, il dériva ses premiers modèles astronomiques et philosophiques des Babyloniens et des Égyptiens. On ignore si Thalès apprit l'astronomie égyptienne à Babylone ou s'il visita réellement l'Égypte. Il est considéré comme le premier philosophe et astronome grec à avoir prédit avec précision l'éclipse solaire du 28 mai 585 avant notre ère. Il commença ses recherches philosophiques en se demandant quelle pouvait être la cause première de tous les phénomènes observables - quelle était la "matière première" qui constituait l'univers ? - Cette question le mena de l'observation de son environnement immédiat à la cartographie du ciel.
La prédiction par Thalès de l'éclipse de 585 av. J.-C. est bien documentée par des auteurs ultérieurs, mais on ignore ce qu'il put apporter d'autre à l'astronomie, car ses œuvres furent perdues et ses croyances ne sont conservées que dans des fragments cités par d'autres. Thalès fut suivi par Anaximandre (c. 610 - c. 546 av. J.-C.) et Anaximène (c. 546 av. J.-C.), qui jetèrent les bases de Pythagore par le biais de leurs théories sur la cause première en tant qu'élément opérant selon les lois naturelles. Pour Anaximandre, il s'agissait de l' apeiron - une force créatrice éternelle - tandis que, pour Anaximène, il s'agissait de l'état constant de flux causé par la raréfaction et la condensation de l'air.
Pythagore croyait que la cause première était le nombre et que les mathématiques étaient la clé de l'illumination. On dit de Pythagore qu'il fut le premier à établir que la terre était sphérique, bien que les Babyloniens le savaient déjà des siècles auparavant et que cela ait également été suggéré par Anaximène et Parménide (c. 485 av. J.-C.). L'intérêt central de Pythagore était l'immortalité de l'âme et ses théories astronomiques purent se développer en réponse à la question de savoir où vont les âmes après leur mort et avant qu'elles ne renaissent dans un autre corps.
Comme Pythagore ne coucha jamais ses croyances par écrit et qu'il ne les communiqua oralement qu'à un petit nombre de disciples, il est difficile de savoir quels sont les enseignements qui lui sont originaux et ceux qui lui ont été attribués par des admirateurs ultérieurs. Même son célèbre théorème de Pythagore n'est pas de lui, car le modèle était connu et utilisé en Mésopotamie des siècles avant sa naissance. On lui attribue néanmoins un certain nombre de réalisations, comme l'identification de Vénus en tant que planète unique, alors qu'auparavant, elle était considérée comme deux étoiles différentes, l'une apparaissant le matin et l'autre le soir. La question de savoir si oui ou non il mérite ce crédit a été contestée, mais son insistance sur les principes mathématiques en tant que clé de la compréhension du mouvement planétaire est acceptée par les spécialistes comme l'un de ses concepts originaux, même si la nature de ces principes n'est pas claire.
Selon l'un de ses disciples (et peut-être son successeur), Philolaos de Crotone (c. 470 - vc. 385 av. J.-C.), Pythagore théorisa que les planètes se déplaçaient selon une harmonie mathématique. Le mot "planète" vient du grec planetes qui signifie vagabond, mais, selon Philolaos, Pythagore soutenait que les planètes ne vagabondaient pas du tout, mais se déplaçaient selon des schémas fixes, conformément à des principes mathématiques. Philolaos compléta la vision pythagoricienne en affirmant que la Terre n'était pas le centre de l'univers, comme on le supposait, mais que toutes les planètes (ainsi que le Soleil et la Lune) tournaient autour d'un feu central qui les alimentait en énergie.
De Platon à Aristote
Platon fut considérablement influencé par la pensée pythagoricienne, notamment en ce qui concerne le concept de transmigration des âmes (réincarnation), mais il rejeta la théorie de l'harmonie mathématique de Pythagore en faveur de "pistes" célestes sur lesquelles se déplaçait chaque planète. L'apparente "errance" des planètes était causée par ces pistes qui encerclaient la terre sur laquelle chaque planète était fixée et, parfois, semblait avancer ou reculer. Dans son dialogue du Timée, Platon dépeint la Terre comme étant sphérique, assise au centre d'une sphère plus grande contenant le Soleil, la Lune, les planètes et les étoiles qui tournent autour d'elle.
Eudoxe de Cnide (élève de l'astronome et homme d'État Archytas de Tarente qui avait étudié auprès de Philolaos) développa la vision de Platon et l'approfondit, plaidant pour une rotation planétaire sur un axe dans une sphère distincte de celles du Soleil et de la Lune, chaque planète fonctionnant dans sa propre sphère. Pour Eudoxe, le mouvement apparemment aléatoire des planètes ne l'était pas du tout, mais semblait l'être uniquement en raison de leurs révolutions dans leur propre sphère d'influence et autour de la Terre. Son affirmation fut contestée par la suite, car elle ne pouvait pas expliquer la façon dont les planètes apparaissaient aux habitants de la Terre. Comme dans le modèle de Platon, si une planète tournait toujours de la même manière dans sa propre "sphère", pourquoi les planètes semblaient-elles parfois plus proches de la Terre, et plus brillantes, que d'autres ?
Aristote tenta de résoudre ce problème en affirmant que les corps célestes étaient parfaits et se déplaçaient à une vitesse constante dans un mouvement circulaire autour de la Terre qui était immobile. Chaque planète se déplaçait dans sa propre sphère (comme dans la pensée de Platon) selon un schéma elliptique autour de la Terre et semblait parfois plus brillante parce qu'elle se rapprochait avant de s'éloigner à nouveau. Aristote insistait sur le fait que les planètes étaient des sphères parfaites, indestructibles, dont le cours était immuable car, une fois mises en mouvement par l'intermédiaire du moteur principal (celui qui commença tout mouvement mais qui reste immobile lui-même), elles resteraient en mouvement. La Terre, selon Aristote, était plus petite que les autres planètes, d'après ses observations du ciel nocturne vu de différents points d'observation : si la Terre était une grande planète, les différentes constellations ne pourraient pas être vues aux moments où elles le sont par ceux qui se trouvent à différents endroits.
D'Ératosthène à Hipparque
Eratosthène contesta les affirmations d'Aristote sur la taille de la Terre en comparant simultanément les ombres des cadrans solaires d'Alexandrie et de Syène (aujourd'hui Assouan), en Égypte, qui se trouvaient à des latitudes différentes. Il calcula que la circonférence de la Terre était de 250 000 stades (environ 24 854 miles ou 40 000 kilomètres). Ce chiffre était inférieur à la conclusion d'Aristote (400 000 stades) et semble avoir encouragé la croyance dans le modèle géocentrique de l'univers, la Terre étant considérée comme un petit objet immobile entouré de corps célestes plus grands qui, selon la pensée d'Aristote, étaient composés d'éther. Ces autres corps, plus grands, étaient plus légers en raison de leur composition et roulaient donc facilement sur leurs rails tandis que la Terre solide restait immobile. Selon le raisonnement, si la Terre bougeait, on sentirait le mouvement et elle devait donc être immobile.
Comprenant que la Terre était le centre de l'univers, l'astronome Apollonios de Perga (c. 262 - c. 190 av. J.-C.) proposa le concept de déférent excentrique - une piste circulaire décentrée sur laquelle une planète se déplace dans une construction connue sous le nom de modèle déférent-épicycle - dans lequel l'épicycle déplace la planète de concert avec le déférent décentré. Ce modèle fut remis en question par Aristarque de Samos, qui proposa une compréhension héliocentrique de l'univers dans le but de résoudre la vieille question de savoir pourquoi les planètes semblent plus brillantes à certains moments qu'à d'autres. Aristarque pensait également qu'il était logique que les petits corps tournent autour des plus grands et, puisque le Soleil était clairement plus grand que la Terre, il était très probablement le centre du système solaire autour duquel gravitaient toutes les autres planètes.
Les affirmations d'Aristarque furent notées par le plus grand des astronomes de Grèce antique, Hipparque de Nicée, qui rejeta néanmoins le modèle héliocentrique comme étant inadéquat. La vision d'Aristote des planètes se déplaçant en cercles parfaits correspondait au paradigme établi de la Terre comme centre du système solaire et était soutenue par le modèle déférent-épicycle d'Apollonios de Perga. S'appuyant sur ces éléments, Hipparque affirma qu'Aristarque avait tort.
Cependant, Hipparque est toujours reconnu comme le plus grand des astronomes grecs, pour son utilisation de l'astronomie babylonienne, son invention de la trigonométrie, sa capacité à prédire les éclipses solaires avec précision et la création de la première carte stellaire complète. Il cartographia également le mouvement du Soleil et de la Lune, leur taille, leur distance par rapport à la Terre et, à l'aide d'un dispositif qu'il avait inventé (le globe céleste), il corrigea les conclusions d'Eratosthène concernant la taille de la Terre.
Il est également l'un des principaux candidats à l'invention de la machine d'Anticythère (également connu sous le nom de mécanisme d'Anticythère), considéré comme le premier ordinateur analogique au monde et daté de la fin du deuxième siècle ou du début du premier siècle avant notre ère, ce qui correspond à l'époque d'Hipparque. Le dispositif, découvert en 1900, est modelé sur des principes astronomiques babyloniens en corrélation avec l'astronomie égyptienne, mais fabriqué en Grèce et comportant des lettres de l'alphabet grec.
En tournant une manivelle sur l'appareil, on pouvait calculer la position des planètes, du Soleil, de la Lune et le moment où une éclipse était le plus susceptible de se produire. Hipparque n'est cependant qu'un des nombreux inventeurs de l'Antiquité à qui l'on attribue le mécanisme d'Anticythère, car Archimède de Syracuse (c. 287-c.212 av. J.-C.), un autre astronome, inventeur célèbre et ami d'Eratosthène, fut également cité en tant que concepteur de la machine.
Ptolémée et l'Almageste
Le travail d'Hipparque inspira celui de Claude Ptolemée, un astrologue qui avait été attiré par l'astronomie afin d'obtenir des prédictions plus précises. Hipparque, grâce à son innovation en matière de trigonométrie, était capable de faire des prédictions précises concernant les mouvements des corps célestes et Ptolémée semble avoir pensé que cette compétence l'aiderait à fournir de meilleures divinations.
Tout comme Hipparque, Ptolémée croyait au modèle aristotélicien de l'univers dans lequel les corps célestes étaient parfaits et incorruptibles tandis que la Terre était sujette à des changements. Dans son œuvre la plus célèbre et la plus influente, l'Almageste ("Le plus grand", généralement donné comme La grande Composition en grec), il affirmait que la Terre était le centre de l'univers tandis que le Soleil, la Lune, certaines étoiles et cinq planètes - Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne - tournaient autour d'elle.
La sphère de la Lune, considérée comme la plus proche de la Terre, servait en quelque sorte de frontière entre le changement constant de la sphère terrestre et la nature incorruptible du Soleil, des étoiles et des autres planètes. La Lune pouvait être observée comme changeante - semblable aux changements que l'on observait sur Terre - tandis que les autres planètes semblaient immuables et éternelles. Les concepts de Ptolémée étaient considérés comme conformes au modèle aristotélicien et étaient donc acceptés. Non seulement ses œuvres survécurent, mais elles étaient encore influentes lorsqu'elles furent lues, et corrigées, par Nicolas Copernic (1473-1543), dont l'ouvrage intitulé Des révolutions des orbes célestes inspira la révolution scientifique et finit par établir le modèle héliocentrique de l'univers tel qu'il est compris aujourd'hui.
Conclusion
Les principes de l'astronomie grecque, jusqu'à Aristote au moins, furent diffusés à travers le Proche-Orient jusqu'en Inde par Alexandre le Grand (356-323 av. J.-C.) lors de ses conquêtes et furent développés par des astronomes d'autres nationalités. L'astronome indien Aryabhata (476-550), pour ne citer qu'un exemple, approfondit la trigonométrie, calcula avec précision les éclipses lunaires et solaires et reconnut que la Terre se déplaçait - et non le ciel qui l'entourait - comme on le croyait auparavant. L'astronomie indienne était déjà bien établie à l'époque d'Alexandre, datée de l'époque de la civilisation de la vallée de l'Indus (c. 7000-c. 600 av. J.-C.) et développée pendant la période védique (c. 1500-c. 500 av. J.-C.), mais l'astronomie grecque fournit aux penseurs indiens comme Aryabhata des idées et des modèles différents sur lesquels travailler.
De nombreuses théories des astronomes grecs se sont révélées fausses, et beaucoup d'autres sont aujourd'hui reconnues comme ayant été développées par les Mésopotamiens, les Indiens et les Égyptiens, mais cela ne diminue en rien leurs efforts ou leurs réalisations. À leur époque, les astronomes grecs étaient aux prises avec de nouveaux territoires, alors que les autorités religieuses encourageaient une interprétation théiste de l'univers qui faisait de leurs efforts, au mieux, une stupide perte de temps et, au pire, un défi athée à la souveraineté divine. Il est intéressant de noter qu'il s'agissait des mêmes dynamiques encore à l'œuvre des siècles plus tard et du même défi auxquels furent confrontés des astronomes tels que Galilée lorsqu'ils poursuivirent leurs propres recherches sur l'univers malgré l'opposition de l'Église.
