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logo ressource btn Importance des découvertes de Galilée en astronomie

Niveau de lecture 4
Septembre 2006

La mise en évidence du mouvement de la Terre… en plusieurs étapes

Dans les deux siècles qui suivent la mort de Galilée, des preuves de la rotation de la Terre autour du Soleil vont être apportées.

Deux exemples :

En 1838, l’expérience de Bessel

Il faudra attendre 1838 pour qu'une preuve irréfutable bien qu'indirecte du mouvement de rotation de la Terre autour du Soleil soit découverte par Bessel, un astronome allemand.
Observant la position d'une étoile relativement proche de la Terre par rapport à celles qui l'entourent, il constate qu'elle décrit une petite ellipse, ce qui ne peut être dû qu'au mouvement de la Terre autour du Soleil.    

Galilée - expérience de BesselPreuve de la rotation de la Terre autour du Soleil par la détermination de la parallaxe d'une étoile.
La Terre tournant autour du Soleil en une année, une étoile semble parcourir sur la voûte céleste une ellipse dont les dimensions sont d'autant plus petites que l'étoile est plus éloignée.
De nombreuses tentatives sont faites tout au long du 18ème siècle pour mesurer la parallaxe d'une étoile. Aucune n'est satisfaisante. Elles varient trop quand plusieurs astronomes observent la même étoile.
En 1838, Bessel détermine, pour la première fois de façon crédible, la parallaxe d'une étoile. Cette parallaxe est très petite, moins d'une seconde d'arc (l'étoile la plus proche, située dans la constellation du Centaure, n'a qu'une parallaxe de 0,75 seconde d'arc). On comprend alors pourquoi les mesures précédentes n’étaient pas concordantes : il faut des instruments vraiment précis pour mesurer des angles aussi petits.
Les enregistrements photographiques ont été depuis d'une très grande utilité, car il faut comparer les observations faites à six mois de distance. Le satellite Hipparcos a permis de mesurer la parallaxe de plus de 120 000 étoiles.

 

En 1851, l’expérience de Foucault

Quant à la mise en évidence directe du mouvement de rotation de la Terre sur elle-même, lors de sa rotation autour du Soleil, elle est réalisée en 1851, grâce à l'expérience que Foucault effectue à Paris, sous la coupole du Panthéon : Foucault attache un grand pendule au sommet de la coupole. Le fil d'acier du pendule, long de 67 m, porte à son extrémité inférieure une boule de 28 kg. La partie inférieure de la boule est munie d'une pointe, dans le prolongement du fil, laquelle va servir à observer la marche de l'appareil.

Pendule de FoucaultAu repos, la pointe marque le centre d’un cercle de bois.
Lorsque le pendule est lancé dans une direction donnée, il se met à osciller. Sa pointe vient pratiquer une brèche dans deux petits monticules de sable humide disposés de part et d'autre, sur le rebord du cercle de bois. Foucault constate alors que chacune des brèches s'agrandit progressivement vers leur gauche, comme si le plan d'oscillation tournait de droite à gauche.

Les physiciens étant sûrs que le plan d'oscillation d'un pendule est toujours fixe, cette expérience célèbre prouve de façon directe que c'est bien la Terre qui tourne et qu’elle tourne sur elle-même d’ouest en est !

Expérience de Foucault renouvelée en juin 1994 à la cathédrale Saint Étienne à Toulouse : Jean-Pierre Brunet, astrophysicien, sur le point de lancer le pendule en brûlant le fil de retenue. Le Musée des Arts et Métiers de Paris présente aussi cette expérience.

Source : 
BT2 N91 / / ICEM /Publications de l'École Moderne
Crédit iconographique : 
photo Simone Deloume, dessin Annie Dhénin (d'après la BT2 N91)