Les visions de l'univers (Cosmographie et astronomie) : La sphère armillaire
Complément : Voir une étude géométrique de la sphère armillaire
(À moins d'avis contraire, les figures proviennent de Thomas S. Kuhn, The Copernician Revolution, Planetary Astronomy in the Development of Western Thought, Harvard Un. Press, 1957.)
Mouvements apparents du Soleil, des planètes et des étoiles.
Mouvements du Soleil
-
Le Soleil traverse le ciel en 1/2 jour environ. L'hiver, il est visible moins longtemps que l'été
-
Il ne traverse pas toujours le ciel de la même façon. L'hiver, il monte moins haut au-dessus de l'horizon que l'été. Ainsi, l'ombre d'un gnomon à midi n'est pas la même tout au long de l'année.
-
Cette variation de l'ombre diffère aussi selon la latitude où l'on se trouve.
Mouvements des étoiles et du Soleil
-
Les étoiles se déplacent en bloc et reviennent à la même place toutes les 24 heures environ.
-
Leurs mouvements sont particuliers, selon qu'on regarde vers le nord, le sud, l'est ou l'ouest
 |
|
Le modèle des 2 sphères: la sphère armillaire
- Les étoiles sont placées sur la sphère extérieure. Celle-ci fait un tour complet en 24 heures environ.
Le Soleil se déplace entre la sphère des étoiles et la Terre (elle-même une petite sphère au centre de la sphère des étoiles). Vu de la Terre, le Soleil est perçu comme étant sur la sphère des étoiles.
- L'image du Soleil sur le fond étoilé décrit en un an un grand cercle. Ce cercle est l'écliptique. Il fait un angle de 23 1/2° avec l'équateur de la sphère des étoiles.
Ce modèle permet de prévoir les mouvements apparents du Soleil sur la sphère des étoiles : l'heure de son lever, sa course pour quelque jour que ce soit, sous quelque latitude que ce soit. (La démonstration faite en classe)
(a) Mouvement du Soleil à une latitude moyenne
(b) Mouvement du Soleil à l'équateur
(c) Mouvement du Soleil au Pôle Nord
Pour les mouvements des planètes, le modèle ne permet de faire aucune prédiction. Rappelons que la cosmologie aristotélicienne tente de retrouver approximativement ces mouvements par le frottement entre les sphères. Mais il ne réussit guère à reproduire la diversité des mouvements planétaires.
Une sphère
armillaire
Connue depuis au moins
l'époque de la Grèce hellénistique, la sphère armillaire est
le premier modèle astronomique permettant un traitement
mathématique.
(de Dutarte, Philippe, Les instruments de l'astronomie ancienne de l'Antiquité à la Renaissance, Paris : Vuibert, 2006, p. 55)
Elle permet de prédire un certain nombre de phénomènes qui nous sont connus, à la condition de connaître notre latitude et le moment de l'année :
-
Le moment du lever et du coucher du Soleil, et donc la durée du jour;
-
La position du Soleil durant la journée;
-
Les régions de la Terre où il y aura un soleil de minuit ou des journées sans soleil.
Regards sur la sphère armillaire (sphère que nous manipulerons lors du cours)
Sphère armillaire vue de côté, placée pour la latitude de Montréal
Sphère armillaire en position un peu avant midi le jour du solstice d'été, à Montréal.
Les vidéos
suivantes donnent quelques précisions sur la sphère
armillaire :
- Description de la sphère armillaire
- L'horizon
- Position au pôle Nord et à l'équateur
- Position au pôle Nord à l'équinoxe de l'automne
- Position dans le Grand Nord, au solstice d'hiver
Sphère armillaire où l'on voit les heures sur le cercle du tropique du Cancer (au nord)
Sphère armillaire et cadran solaire équatorial (latitude de Montréal)
Vue en plongée de la
sphère armillaire et du cadran solaire équatorial, un peu
avant midi le jour du solstice d'été.
