GALILEE (1564-1642)

 

  • « Ce qui dépasse en merveille toute imagination et nous a surtout amené à nous adresser à tous les astronomes et philosophes, c'est d'avoir découvert quatre étoiles errantes que personne avant nous n'avait connues ni observées : comme Vénus et Mercure autour du Soleil, elles ont leur propre révolution autour d'un astre principal déjà connu, que tantôt elles précèdent et tantôt elles suivent, sans jamais s'en éloigner au-delà de certaines limites. Et toutes ces choses furent découvertes et observées il y a peu de jours à l'aide d'une lunette que j'ai construite ».

    Galilée "le Messager céleste" (1610)

    SES ORIGINES

    Galileo Galilei est né à Pise en 1564. Il réside à Florence jusqu'à l'âge de 10 ans. Vincent, son père est un musicien professionnel qui très tôt initie son fils à la musique. Mais ce qui intéresse le plus Galilée dans la musique ce sont les problèmes d'acoustique.

    Poussé par son père, Galilée entre à la faculté de médecine de l'Université de Pise en 1581, sans pourtant y rencontrer le succès escompté à la grande déception de sa famille. En 1585, il se penche de plus près sur les Mathématiques avec son ami Ostilio Ricci. Il obtient un poste d'assistant dans cette discipline à l'Université de Pise en 1589.
    A cette même époque, l'Université de Padoue est la plus réputée d'Italie et c'est très logiquement que Galilée cherche à y obtenir un poste. C'est chose faite en 1592 lorsqu'il est recruté en tant qu'enseignant en mathématiques. Il devient soutien de faille à la mort de son père en 1591 et son salaire de vient vite insuffisant. Ce nouveau poste obtenu à l'Université de Padoue lui ouvre de nouveaux horizons. Par la suite il se lie avec Maria Gamba et de leur union naîtront trois enfants.

    VERS LES BASES DE LA MECANIQUE CLASSIQUE

    L'étude des mouvements devient assez vite le sujet favori de Galilée, qui quitte ainsi progressivement sa discipline première. Mais son court passé de mathématicien va lui permettre de créer une nouvelle méthode d'étude des phénomènes naturels. Sa méthode est simple, il considère qu'il faut tenter de décrire et d'expliquer les phénomènes les plus simples avant de vouloir donner une explication à la complexité du monde. Choqué par le manque de rigueur du raisonnement scientifique auquel il est confronté chaque jour dans les ouvrages qu'il consutle, il introduit le modèle mathématique dans l'étude des phénomènes physiques, ce qui pour lui est à la base de tout raisonnement scientifique digne de ce nom. Cela lui permet très vite de développer les premières base solides de la mécanique. Il met dans la confidence son ami Pietro Sarpi, un historien vénitien.

    "Depuis un point de départ au repos s'ajoutent à lui-même des moments de vitesse égaux et des durées égales" sera sa première définition de l'accélération. Son intérêt se porte ensuite sur la chute des corps. La légende raconte que c'est du sommet de la Tour de Pise que Galilée a pour la première fois confronté sa théorie à la pratique en laissant choir des poids différents du sommet remettant ainsi en cause les idées d'Aristote.

    LES PREMIERES LOIS PHYSIQUES

    L'étape suivante consistait à vérifier expérimentalement les autres hypothèse qu'il avait émises sur la chute des corps. C'est à l'aide d'un système d'écoulement d'eau à débit constant en guise de chronomètre que Galilée put confronter ses théories à la pratique. Sa célèbre expérience de la boule qui roule sur un plan incliné (1604) a permis cette vérification qui déboucha donc sur le premier énoncé de la loi de la chute libre "l'espace parcouru lors d'une chute naturelle est proportionnel au carré des durées".

    Avec le même matériel et la même méthode, Galilée s'applique par la suite à étudier le mouvement d'un pendule. Il fixe une bille à une ficelle, lui donne une petite poussée et mesure le temps d'un aller-retour. Sa théorie prévoyant que la durée des oscillations ne dépendait que de la longueur de la ficelle est aussi vérifiée expérimentalement. Conscient de la limite de précision de ses systèmes de mesure du temps (pouls, écoulement d'une liquide), mais de l'efficacité de sa méthode, Galilée sait que sa façon de travailler peut révolutionner l'évolution scientifique.

    Ces observations ont tout naturellement débouché vers les bases de la ballistique, Galilée observant par la suite que si on combinait accélération verticale et mouvement horizontal on obtenait une trajectoire parabolique, qui est la base du mouvement de tout projectile. Galilée démonte aussi entièrement les lois aristotéliciennes en mettant définitivement un terme aux lois liant les quatre éléments de base (eau, terre, air, feu). Par la suite ses travaux seront repris par Newton qui fondera la mécanique classique quelques décénnies plus tard.

    UNE NOUVELLE VISION DU COSMOS

    Galilée décide alors de mettre ses conclusions par écrit dans un livre censé décrire le mouvement uniformément accéléré. Mais son oeil est vite attiré par une nouvelle invention, la lunette. Il a vite l'idée de la mettre au profit de l'observation du ciel. Depuis de longues années, Galilée s'était rangé à la vision copernicienne du monde qui laissait supposer que le Soleil était le centre de ce que nous appelons aujourd'hui le système solaire. Galilée sentait qu'il avait, avec la lunette, le moyen d'apporter des preuves à cette vision révolutionnaire.

    La première idée de Galilée fut d'observer en 1609 la surface de la Lune. Il émis l'hypothèse de la présence de montagnes et de mers sur la Lune. Aujourd'hui encore les grandes cratères lunaires portent le nom de mer en mémoire de Galilée, même s'ils ne renferment pas d'eau. Mais ce qui intéressait le plus Galilée c'était de découvrir des astres nouveaux, ce qu'il fit le 7 janvier 1610. En pointant sa lunette vers Jupiter, il vit que cette planète était accompagné de trois petits astres qui semblaient assez proche d'elle. Cette impression fut vérifiée en observant le ciel les nuits suivants. Ces petits astres semblaient se déplacer autour de Jupiter. Le 13 janvier il en découvrit même un quatrième qui avait jusque-là était caché par Jupiter. C'est ainsi que Galilée découvrit les quatre principaux satellites de Jupiter, Io, Europe et Ganymède dans un premier temps et puis Callisto quelques jours plus tard. La Terre n'était donc pas seule à avoir un satellite. Voilà qui allait encore apporter de l'eau au moulin de tous ceux qui donnaient crédibilité à la théorie de Nicolas Copernic.

    Dans son ouvrage publié deux mois plus tard, « Sidereus nuncius » (le Messager céleste), Galilée fait part de sa découverte à tout le monde. La découverte de Galilée fut alors rapidement confirmée par le moine jésuite allemand Christophorus Clavius qui vivait à Rome et qui donna encore plus de crédibilité à la découverte de Galilée face à une assemblée de savants européens qui étaient pour le moins sceptiques.

    UNE BELLE PROMOTION

    Cette découverte majeure permit à Galilée d'être invité à la cour de Cosme II de Medicis le grand-duc de Toscane et fut admis dans l'Académie des Lynx. Nombreux furent les savants qui comme Galilée cherchèrent par la suite la renommée en voulant découvrir de nouveaux astres. Christoph Scheiner, autre moine jésuite, décrivit les taches solaires comme des satellites. Une vision du Soleil quelque peu fantaisiste que Galilée critiqua lourdement. Au loin pointait déjà cette nécessité de ne pas remettre en cause les écrits de la Bible. Le Soleil faisait partie du Ciel et était considéré, tout comme la Lune, comme la résidence des Anges. Résidence qui se devait d'être pure et respectée. C'est dans ce sens qu'allait l'interprétation de Scheiner.

    GALILEE ET L'EGLISE

    Les idées de Galilée furent très vite interprétées par l'Eglise comme une profanation de la Bible. On fit très vite comprendre à Galilée que les idées coperniciennes n'avaient pas lieu d'exister dans un contexte religieux très mouvementé (l'Eglise devait faire face à la poussée de mouvements protestants). Cherchant à calmer les esprits, Galilée annonça qu'il ne faisait qu'interpréter différemment les écrits bibliques, ce qui contribua finalement à mettre de l'huile sur le feu. L'Eglise ne pouvait tolérer qu'on remette en cause sa façon d'interpréter les Ecritures Saintes.

    C'est ainsi que Galilée abandonna provisoirement l'astronomie et se consacra à l'écriture. Encouragé par le succès de ses livres (et notamment de l'"Essayeur", Galilée espéra pouvoir se remettre à l'astronomie. Il y fut autorisé par le pape Urbain VIII qui lui demanda toutefois de proposer les deux systèmes cosmologiques, celui de Ptolémée qui considérait que la Terre était le centre de l'Univers et celui de Copernic qui considérait qu'au contraire c'était le Soleil qui représentait le centre de notre actuel système solaire.
    Le "Dialogue sur les deux systèmes du monde" publié en 1632, met en scène trois personnages : Sagredo, Salviati et Simplicio. Les deux premiers sont d'anciens étudiants de Galilée morts. Le troisième est un disciple d'Aristote et donc de la vision géocentrique du monde. Les propos de Simplicio sont mis en pièces par les disciples de Galilée et c'est de cette manière que Galilée montre que le Soleil est à l'évidence le centre des trajectoires des autres planètes.

    En 1633, Galilée doit se rendre publiquement au tribunal pour être jugé par l'Inquisition. Là, il se voit obligé de se rétracter et d'abjurer le système cosmologique de Copernic. Galilée fut ainsi condamné à passer la fin de ses jours dans sa maison de campagne d'Acetri sous sous surveillance de l'Inquisition.

    UNE FIN DE VIE DANS L'ANONYMAT

    En 1634, la mort de sa fille aînée Virginia à l'âge de 33 ans, l'affecte beaucoup et le précipite vers la déchéance.

    En 1637, il est frappé de cécité totale, mais avec l'aide ces assistants, il parvient toutefois à publier le "Dialogue concernant deux nouvelles sciences" qui met en scène les trois mêmes personnages du "Dialogue sur les deux systèmes du monde". Ce livre contient essentiellement des idées nouvelles sur le plan de la mécanique. Comme Galilée est interdit de publication en Italie, le livre est publié en Hollande en 1638.

    Durant les dernières années de sa vie, Galilée donne des pistes de recherche à la postérité. Son élève, Vincenzo Viviani perpétuera les idées de Galilée après sa mort et présentera ses travaux à la communauté scientifique. Galilée reçoit la visite de nombreux personnages de l'époque parmi lesquels Thomas Hobbes (écrivain anglais) et John Milton (poète anglais).
    Sa dernière visite est celle d'un étudiant se nommant Evangelista Torricelli qui visita Galilée dans les derniers mois de sa vie et qui apprit beaucoup de son nouveau maître. Galilée décède en janvier 1642 et Torricelli inventera le baromètre l'année suivante (1643).

    Une des lunettes utilisées par Galilée pour ses observations du ciel.
    Galilée devant le tribunal de l"Inquisition en 1633 (Qui est l'auteur de cette peinture ?)
    "La vérification de la loi de la chute des corps" (Reconstitution du XIXème siècle)
    Le poète John Milton rendant visite à Galilée en 1641

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