Copernic et Galilée : deux scientifiques révolutionnaires face à l'Église

Tous les quatre ans, le mois de février comporte une journée de plus, le 29. Ce rattrapage chronologique, mis en place pour compenser la différence entre l'année calendaire et le temps pris par la Terre pour effectuer une révolution complète autour du Soleil, nous semble normal. Pourtant, il a fallu deux hommes aux intuitions et aux travaux exceptionnels pour nous faire admettre que la Terre tourne autour du Soleil et non l’inverse. Dans ce nouvel épisode de "Au cœur de l'histoire", produit par Europe 1 Studio, découvrez l'histoire de Copernic et de Galilée. Retrouvez l'épisode complet sur YouTube.

Ce n’était pas la première fois que Galilée avait des problèmes avec le Pape. Déjà, en 1610, la Papauté lui avait interdit d’enseigner. Mais cette fois, c’était beaucoup plus grave. Il avait recommencé, en 1632, à redire timidement, dans un nouvel ouvrage, sa préférence pour les théories de Copernic plutôt que pour celles de Ptolémée. Ce texte avait été transmis à l’Inquisition. En 1633, Galilée est convoqué devant son tribunal, la Sacrée Congrégation du Saint-Office. On a tendance à situer l’Inquisition du 13ème au 16ème siècle, période où elle fut la plus redoutable mais au 17ème siècle, elle existe toujours. En France, par exemple, elle ne sera supprimée qu’au début du 18ème siècle.

Le procès dure vingt jours. Galilée se défend à peine. Il sait que c’est inutile. Il a 70 ans et doit prononcer à genoux l’abjuration de sa doctrine. Une humiliation absolue. Le mythe veut qu’en se relevant, il ait frappé du pied la terre et qu’il ait prononcé ces mots devenus célèbres : "Elle pourtant, elle se meut…" Plus tard, dans une version plus populaire, on prétendra que Galilée aurait dit : "Et pourtant, elle tourne…".

Un christianisme qui s'appuie sur Ptolémée

Tout le problème était là. Pour Ptolémée, que Galilée récuse, la Terre ne tourne pas. Ptolémée était un mathématicien, membre de l’école d’Alexandrie, vivant au premier siècle de l’ère chrétienne. Il était aussi astronome et astrologue. C’est à partir des mathématiques qu’il rend compte des mouvements célestes. Il les décrit avec une précision telle qu’il faudra quatorze siècles avant que sa théorie soit remise en question. Si ses descriptions des planètes sont judicieuses, il considère que la planète Terre est le centre de l’Univers. Et qu'au-dessus d’elle, "les astres nagent dans un fluide parfait qui n’oppose aucune résistance à leur mouvement". 

Le christianisme s’appuie sur cette théorie. L’Eglise pense que le Ciel est régi par un ordre divin et non par des principes scientifiques. Le cardinal Barono écrit à la fin du 16ème siècle : "Le Saint-Esprit cherche à nous apprendre comment aller au Ciel, pas comment le Ciel fonctionne". Or, c’est justement cet ordre des choses qui est mis en cause par Galilée lorsqu’il donne dans son livre raison à Copernic contre Ptolémée. 

Or, Copernic a 100 ans d’avance sur Galilée. Il est véritablement un homme de la Renaissance, universel dans ses études et ses connaissances. Il est courageux, voyageur, curieux de tout, sans a priori.

Copernic : un traditionaliste révolutionnaire

Nicolas Copernic né en 1473 à Torun, en Pologne, est issu d’une famille de notables. À la mort de son père, il a 10 ans et se trouve confié à son oncle maternel, un évêque. Nicolas étudie à l’université de Wroclaw la littérature, la musique, les mathématiques, l’astronomie, l’astrologie et la médecine. Puis, à l’université de Cracovie, il se plonge dans la géographie et les sciences. Enfin, il part étudier en Italie. Il séjourne à Bologne, à Rome, à Padoue puis à Ferrare où il apprend le droit canon. Il revient en Pologne en 1503. En chemin, à Cracovie, en s’appuyant sur ses études (qu’il n’a pas encore publiées) il prévoit, un mois avant tous ses confrères astronomes, la conjonction de Jupiter et de Saturne.

Il devient secrétaire et conseiller de son oncle, l’évêque de la région de la Warnie. Diplomate apprécié dans cette cour raffinée, il trouve le temps de traduire une œuvre très érotique du grec ancien. Il travaille beaucoup l’astronomie. En 1511, lors d’une éclipse de Lune, il commande à Cracovie une série d’observations. Puis, il les confronte avec les siennes, réalisées à Lidzbark. Grâce à cela, il parvient à calculer la distance entre Cracovie et Lidzbark. 

Devenu chanoine, il administre les biens de l’évêché. Il est aussi le médecin attitré de toute la contrée. En 1520, 7.000 Chevaliers Teutoniques font le siège du château de Lidzbark. Copernic le défend avec succès. La paix revenue, il veille à la reconstruction de la région. Il s’installe alors dans la tour d’enceinte de la cathédrale de Frombork. Les dernières années de sa vie sont embellies par la présence d’Anna, jeune femme noble, belle et intelligente, qu’il emploie à son secrétariat. Médecin célèbre, il se dévoue auprès de tous, riches ou pauvres, avec tant de générosité que cela va finir par nuire à sa santé.

Les sept hypothèses de la révolution copernicienne

Le soir, depuis sa tour il observe les étoiles à l’aide d’un astrolabe en bois, un instrument rudimentaire qui existe depuis l’Antiquité. Sa dernière joie est de recevoir, deux années durant, un jeune mathématicien allemand, Retyk, qui devient son ami. Ils ont certainement beaucoup échangé sur les découvertes de Copernic. Son jeune invité est très admiratif de ses découvertes. Et c’est probablement à ce moment-là que Retyk lit l’ouvrage, magistral, de l’astronome : "Les révolutions des sphères célestes". 

Laissons Marie-Christine de La Souchère nous en expliquer les principes :

1. Tous les corps célestes ne se meuvent pas autour du même axe, sous-entendu la Terre.
2. La Terre n’est pas le centre de l’Univers mais seulement de celui de la Lune.
3. Le Soleil est au centre du système planétaire, donc de l’Univers.
4. La distance Terre-Soleil est négligeable, comparée à la distance aux étoiles fixes.
5. La révolution du firmament (le mouvement jour-nuit) est dû à la rotation de la Terre autour de son axe, la sphère étant immobile.
6. Le mouvement apparent du Soleil est dû au fait que la Terre, comme les autres planètes, tourne autour du Soleil.
7. Les apparentes stations et rétrogradations des planètes vues de la Terre sont dues au même phénomène".

L’énoncé de ces sept hypothèses constitue une véritable révolution qu’on appelle la "Révolution Copernicienne".

C’est Retyk qui fera publier cet ouvrage à Nuremberg en 1543, un an avant la mort de Copernic. Si cette publication a été longuement retardée, c’est parce que Copernic craignait les foudres de l’Eglise. En effet, dans cet ouvrage il s’oppose à la conception géocentrique du monde de Ptolémée. Il refuse de mettre la Terre au centre de l’Univers. Il affirme la double rotation des planètes sur elles-mêmes et autour du soleil. C’est une théorie totalement révolutionnaire. Elle résulte de ses observations mathématiques. 

Il sait combien ses idées sont inacceptables par l’Eglise. Il a été prudent jusqu’au bout et il avait raison. Car en 1616, soixante ans après sa mort, le pape Paul V condamne les idées de Copernic comme contraire aux Ecritures. Galilée a évidemment connaissance des thèses jugées hérétiques de Copernic. Mais pour les défendre et les confirmer, il choisit une autre voie.

Galilée, l'observateur du ciel

Galileo Galilei, dit Galilée, que nous avons laissé en fâcheuse posture après sa condamnation par l’Eglise, est né à Pise en 1564. Sa famille est florentine et cultivée. Il étudie presque seul les mathématiques. C’est une sorte de génie universel et ses découvertes dans tous les domaines vont le faire rapidement connaître. En 1589, il est nommé professeur de mathématiques à l'Université de Padoue. Il a alors 25 ans. On le considère comme le fondateur de la méthode expérimentale : il combine le raisonnement par intuition avec la pratique mathématique. C’est devenu la méthode de recherche universellement utilisée depuis en physique. 

Dès l’âge de 19 ans, observant l’intérieur de la cathédrale de Pise et remarquant que les balancements d’un lustre sont d’une régularité absolue, il a l’idée d’adapter le pendule à la mesure du Temps. En 1602, grâce à son plan incliné, il fixe les lois de la chute des corps. En 1638, il établit le mouvement parabolique des projectiles dans le vide. Il analyse aussi les sons en étudiant les cordes vibrantes et la résonance. Ses leçons de mécanique ont un succès considérable. Il est le premier à employer les thermomètres à liquides. Il établit la loi des vases communicants et imagine la balance hydrostatique. 

On lui attribue aussi la construction, en 1612, du premier microscope. En réalité, c’est un peu plus compliqué. Avant le microscope, il y avait eu la lunette astronomique. Celle-ci a vraisemblablement été inventée aux Pays-Bas, au début du 16ème siècle lorsqu’un artisan eut l’idée d’associer une lentille convergente et une lentille divergente. Galilée ayant eu vent de cette invention qui augmentait l’acuité de l’oeil a conçu lui-même, à Venise, son propre instrument : la lunette de Galilée. Dans son tube de carton, elle est encore exposée aujourd’hui au Musée des Sciences et de la Technologie à Milan. 

Galilée pointe sa lunette vers la Lune

Dans un premier temps, il va proposer sa version de la lunette au Doge de Venise, à des fins militaires. Mais très vite, il réalise qu’il pourrait aussi l’utiliser pour observer les astres. Sa lunette était de piètre qualité. Quoique fabriquée par les maîtres verriers de Murano, ses lentilles sont encombrées de bulles d’air et d’éclats sur leur pourtour. 

Malgré cela, Galilée pointe sa lunette vers la Lune. Il y constate la présence de taches obscures un peu partout. Il interprète ces phénomènes comme des ombres. Il en déduit qu’il existe un relief lunaire. C’est la première fois qu’on remarque que la Lune n’est pas très différente de la Terre. Elle n’est plus "parfaitement lisse, uniforme et très exactement sphérique mais au contraire inégale, accidentée, constituée de cavités et de protubérances". 

Après la Lune, Galilée découvre les satellites de Jupiter. Le mouvement de part et d’autre de Jupiter, de ce qu’il avait pris d’abord pour des étoiles, le conduit à penser qu’il s’agit plutôt de satellites. Il les nomme "les astres médicéens" en l’honneur de la famille de Côme de Médicis, son protecteur. Cette découverte confirme les hypothèses de Copernic sur la multiplicité des centres de mouvements dans l’Univers. En fait, grâce à sa lunette, Galilée vérifie, de façon tangible, les conclusions mathématiques de Copernic.

Déjà troublé par cette découverte, il continue ses observations : l’anneau de Saturne, les tâches et la rotation du Soleil sur son axe, les phases de Vénus. Tout ce qu’il examine vient confirmer les hypothèses de Copernic et infirmer celles de Ptolémée. 

Un parcours semé d'embûches

En 1610, Galilée accepte l’invitation de son protecteur le grand-duc de Toscane, Côme II de Médicis. Il le rappelle auprès de lui pour le combler de faveurs, lui manifestant ainsi son admiration. C’est à ce moment-là qu’il est dénoncé, par de nombreux envieux, auprès du Saint-Siège. Sa faute était d’enseigner à ses étudiants les doctrines de Copernic. Or, ces doctrines avaient été agréées par le pape Paul III. Mais depuis, la plupart des érudits d’Europe les avaient rejetées en faveur de celles de Ptolémée. Les juges de Rome interdisent alors à Galilée d’enseigner au prétexte que le système de Copernic est absurde et hérétique.

Galilée retourne donc à Florence, auprès de son protecteur. S’il ne peut plus enseigner, il continue néanmoins à travailler. En 1632, il publie son Dialogue sur les deux principaux systèmes du monde. Cet ouvrage connaît un vrai succès en considérant les conditions de l’époque. C’est lui qui lui vaut d’être condamné par le tribunal de l’Inquisition.

Condamné, ayant abjuré ses propres découvertes, Galilée est autorisé à se retirer dans sa villa d'Arcetri, près de Florence. Mais il reste sous la surveillance de l’Inquisition. Il peut continuer ses travaux mais ne peut rien publier et les malheurs vont se succéder pour lui. En 1634, il perd une de ses filles. Trois ans plus tard, il devient aveugle. En 1638, il parvient à faire publier ses Discours et Démonstrations concernant deux nouvelles sciences, une synthèse de son oeuvre. 

Il est à noter que, s’il n’a pas réussi à faire triompher ses idées face aux juges, malgré les obstacles, celles-ci vont répandre dans toute l’Europe. Savinien de Cyrano de Bergerac, poète fasciné par l'Univers, qui servira de modèle au Cyrano d’Edmond Rostand, écrit dans les années 1640 :

" Il serait aussi ridicule de croire que ce grand corps lumineux (le Soleil) tournât autour d’un point dont il n’a que faire, que de s’imaginer quand nous voyons une alouette rôtie qu’on a pour la cuire tournée la cheminée alentour. "

Une façon bien gasconne pour démontrer que pas plus que le four ne tourne autour de l’alouette, le Soleil ne tourne autour de la Terre. Galilée a gagné. L’avenir le prouvera.

Les successeurs de Copernic et Galilée 

Nos deux génies, celui du 16ème, Copernic et celui du 17ème, Galilée, avaient semé, non sans difficultés, la graine. Elle va germer grâce à la kyrielle de leurs successeurs. D’abord Tycho Brahe, un Danois repéré par l’empereur Rodolphe de Habsbourg, qui le fait venir à Prague. Il va essentiellement s’intéresser aux comètes. Puis Kepler, qui rencontre le précédent à Prague, et qui va établir ses fameuses lois : il démontre que le parcours des planètes n’est pas un cercle mais une ellipse. Il établit lui-même une maquette du système solaire.

Enfin, Newton. Né en 1642, année de la mort de Galilée, cet Anglais va formuler la loi de la gravitation. Il donnera la clé de la mécanique céleste. Elle explique les déplacements apparents des astres opérés dans le ciel. Désormais, c’est prouvé : la Terre n’est plus le centre de l’Univers.

Depuis 1989, une sonde américaine, lancée par la NASA, appelée Galileo, étudie la planète Jupiter et ses lunes, si chères à Galilée. Copernic et Galilée resteront dans l’histoire de l’Univers.