L’astronomie de l’Antiquité

v. 3050 AÈC

Le calendrier égyptien compte déjà 365 jours, sur la base de l’observation d’étoiles (dont Sirius, la plus brillante du ciel) et de la crue du Nil. Il semble déjà y avoir un calendrier religieux (lunaire, donc 354 ou 383 jours) et un calendrier civil (365 jours). L’année égyptienne est divisée en trois saisons : ꜣḫt (akhet, « inondation »), prt (peret, « croissance », hiver), et šmw (shemu, « moisson », été). Selon Parker [1950 ; p. 9], les mois égyptiens commençaient le premier jour où le croissant de (vieille) Lune n’était plus visible. Les mois n’ont pas de nom.

L’année ne commence pas au lever héliaque de Sirius, comme on le lit souvent, à cause du décalage d’un jour par quatre ans du calendrier de 365 jours avec l’orbite réelle de la Terre autour du Soleil. Il y avait donc un cycle, la « période sothiaque », de 1460 années solaires (1461 années égyptiennes), après lequel le lever héliaque de Sirius se produisait effectivement le premier jour de l’année. En calculant la différence entre ces deux moments, on peut même retracer l’année d’un évènement daté dans le calendrier égyptien. Selon Wikipédia :

Par exemple, un texte de la XIIe dynastie signale un lever héliaque, le 16 du 8e mois de l’an 7 du règne de Sésostris III. L’avance à accomplir jusqu’à la prochaine coïncidence se compose donc des 14 jours restants du 8e mois, des 120 jours des 4 derniers mois, des 5 jours épagomènes et du jour d’apokatastasis, soit 140 jours en tout. À raison d’un jour tous les 4 ans, on trouve donc que l’an 7 du règne de Sésostris III était à 560 années (140 × 4) de la prochaine coïncidence, celle de −1320, soit l’année −1880, en parfait accord avec les autres estimations des dates de ce règne.

Vers la même époque, le calendrier sumérien compte douze mois de 29 ou 30 jours chacun, selon l’observation du premier croissant de Lune au coucher du Soleil (les phases de la Lune se répètent tous les 29,5 jours). Le nom de ces mois varie d’une ville sumérienne à l’autre.

v. 2650 AÈC

Les Sumériens notent les années selon le mandat d’un haut officier, par exemple : « le huitième jour de l’office du gouverneur Nômērèš ». La mesure de l’année est liée à l’agriculture et sa durée est donc plus ou moins régulière, mais les scribes sumériens suivent dès v. 2400 AÈC une année régulière de 12 mois de 30 jours, pour un total de 360 jours.

Les jours débutent au coucher du Soleil. L’année a 12 mois lunaires (araḫ, « mois »), pour un total de 354 jours :

Nisānu
Āru
Simanu
Dumuzu
Abu
Ulūlu
Tišritum
Samna
Kislimu
Ṭebētum
Šabaṭu
Addāru

Il faut occasionnellement ajouter un mois intercalaire, Makaruša Addari (ou Ve-Adār) (« deuxième Addaru » [?]), de 30 jours, pour aligner l’année avec le calendrier solaire ; cela est fait à la discrétion des prêtres. Le système connait une réforme, introduite par Hammourabi, vers 1750 AÈC, mais ce n’est que bien plus tard (voir ci-dessous, v. 750 AÈC) que l’intercalation fut régularisée.

Les mois hébreux sont nommés d’après le babylonien : Nīsān, Iyyār, Sīwān, Tammūz, Av (ou Āb), Elūl, Tišrī, Marḥešwān (ou Cheshvan), Kislēw, Ṭēbēt, Šebāṭ, et Adēr.

v. 2055 AÈC

Au Moyen Empire égyptien (v. 2055 AÈC–v. 1650 AÈC), les mois du calendrier égyptien ont enfin un nom. Le tableau suivant indique le nom des mois pour le Moyen Empire (première ligne) et pour le Nouveau Royaume (seconde ligne ; 15e–11e s. AÈC), de même que leur transcription grecque et latine (troisième et quatrième lignes) :

ꜣḫt:
Tekh
Dhwt
Θώθ
Thoth
Menhet
Pa-n-ip.t
Φαωφί/Φαῶφι
Phaophi
Ḥwt-ḥwr
Ḥwt-ḥwr
Ἀθύρ
Athyr
Ka-ḥr-ka
Ka-ḥr-ka
Χοιάκ/Χοίακ
Choiak
prt :
Sf-bdt
Ta-'b
Τυβί/Τῦβι
Tybi
Rekh wer
Mḫyr
Μεχίρ/Μεχείρ
Mechir
Rekh neds
Pa-n-amn-htp.w
Φαμενώθ
Phamenoth
Renwet
Pa-n-rnn.t
Φαρμουθί/Φαρμοῦθι
Pharmouthi
šmw :
Hnsw
Pa-n-ḫns.w
Παχών
Pachons
Hnt-htj
Pa-n-in.t
Παϋνί/Παῦνι
Payni
Ipt-hmt
Ipip
Ἐπιφί/Ἐπείφ
Epiphi
Wep-renpet
Msw-r'
Μεσορή
Mesore

v. le 17e s. AÈC

Dans le calendrier sumérien/akkadien/babylonien, l’année est mesurée selon le règne d’un roi et débute le premier jour du mois de Nisānu. Les jours entre le début du règne et le début de Nisānu sont notés « du début du règne ».

Dès v. 1650–v. 1570 AÈC

Tablette d’Ammi-ṣaduqa sur Vénus

Tablette d’Ammi-ṣaduqa sur VénusAmmi-ṣaduqa est un roi de Babylone. Les observations de la planète Vénus (nommée « Ištar » en babylonien ; « Inanna » en sumérien) sont notées pendant 21 ans : lever, première et dernière visibilité à l’horizon avant ou après le lever et le coucher du Soleil, etc. Dates lunaires. Soixante-troisième tablette de la série Enouma Anou Enlil (« Quand [les dieux] Anou et Enlil »), qui ont majoritairement plus à voir avec l’astrologie que l’astronomie…

Date selon la Chronologie courte.

v. 1370 AÈC

Mul Apin

Constellation, carte du ciel. Deux (ou trois ?) tablettes. Durée du jour mesurée avec une horloge à eau, au poids.

Pour définir la durée d’une « vigie de nuit » au solstice d’été, on devait verser deux mana * d’eau dans une clepsydre cylindrique ; sa vidange indiquait la fin de la vigie. Un sixième de mana devait être ajouté pour chaque demi-mois suivant. À l’équinoxe, trois mana devaient s’écouler pour correspondre à une vigie, et quatre mana devaient s’écouler pour chaque vigie de la nuit du solstice d’hiver.
NEUGEBAUER, Otto. « Studies in Ancient Astronomy. VIII. The Water Clock in Babylonian Astronomy. » Isis. Vol. 37, N° 1–2 (1947): 37–43. * Mana : Unité de poids grecque correspondant à environ 450 g.

𒀯𒀳

Date selon Bradley Schaefer.
Étoiles « Mul.Apin » aujourd’hui identifiées au Triangle et à γ And.

v. 1140 AÈC

Table d’heuresLes heures de la nuit sont notées par l’observation du passage d’étoiles spécifiques le long d’une ligne verticale au-dessus de l’assistant-astrologue assis devant soi, en consultant une « table d’heures ».

v. 750 AÈC

On note un cycle de 19 années solaires, équivalentes à 235 mois lunaires : il servira à déterminer les années d’intercalation, soit les troisième, sixième, huitième, onzième, quatorzième, dix-septième, et dix-neuvième. Addaru 2 (30 jours) est ajouté à la fin de chacune de ces années, sauf pour la dix-septième, où c’est plutôt un deuxième Ulūlu qui est ajouté (donc à mi-année) — ce mois compte 29 jours, permettant de maintenir le rythme approprié. C’est encore le roi qui annonce l’intercalation d’un mois, mais le roi est conseillé par un astronome.

Les comptes-rendus d’intercalation sont très complets à compter de 623 AÈC, et le cycle de 19 ans est respecté scrupuleusement (après une période d’application irrégulière, probablement due à des conflits intragouvernementaux) à compter de 424 AÈC.

Ce cycle est aujourd’hui appelé cycle de Meton, selon l’astronome grec qui l’a introduit en Occident, mais il date de bien avant lui… Qui sait qui en est le véritable découvreur ?

L’intercalation permet de s’assurer que le début de l’année (Nisānu 1) corresponde à la première nouvelle lune après l’équinoxe de printemps, plus ou moins quelques jours (l’équivalent du 20 mars au 17 avril selon notre calendrier moderne). Il se trouve que c’est la dix-septième année du cycle que le mois de Nisānu commence le plus tôt.

Sur un cycle de 19 ans, le calendrier est précis à un jour en 219 ans par rapport au Soleil.

À un certain point, les Babyloniens comprennent que le mouvement du Soleil et celui de la Lune sur l’écliptique ne sont pas uniformes, mais ils ignorent pourquoi (on doit attendre que Kepler, vers 1610, découvre que les orbites des planètes, dont la Terre, sont des ellipses). On connait aussi le saros, un cycle de répétition des éclipses sur environ 18 ans.

v. 725 AÈC

Dans l’Ilyade et l’Odyssée, Homère mentionne des astres que l’on identifie aujourd’hui au Bouvier, aux Hyades, à Orion, aux Pléiades, à Sirius, et à la Grande Ourse. Environ 100 ans plus tard, Hésiode rajoute l’étoile Arcturus du Bouvier à cette liste.

v. 550 AÈC

Anaximandre

AnaximandreL’Univers est éternel et inchangeant. La Terre est un cylindre trois fois plus large qu’épais, qui flotte dans le vide au centre de l’Univers. Un des côtés plats est le monde habité. Étrangement, il semble qu’Anaximandre savait que les marins voient apparaitre de nouvelles étoiles en voyageant vers le sud…

Ἀναξίμανδρος
v. 610 AÈC–v. 546 AÈC

v. 500 AÈC

Pythagore

La Terre tourne autour du Soleil et est sphérique. Les planètes Hesperus et Phosphorus sont une seule et même planète (notre Vénus).

Πυθαγόρας
v. 570 AÈC–v. 495 AÈC

v. 470 AÈC

Anaxagore

La Lune réfléchit la lumière solaire. C’est l’ombre de la Terre qui cause les éclipses de Lune. (Il semble toutefois que Pythagore s’en doutait.)

Ἀναξαγόρας
v. 510 AÈC–v. 428 AÈC

v. 425 AÈC

Les poèmes orphiques mentionnent que la Terre est ronde et qu’elle tourne sur son axe en un jour, qu’elle a trois zones climatiques, et que le Soleil « magnétise » les étoiles et les planètes.

L’orphisme est un courant religieux et philosophique.

v. 330 AÈC

Héraclide

Propose un système dans lequel Mercure et Vénus tournent autour du Soleil qui, comme les autres planètes et la Lune, tourne autour de la Terre. Cette dernière tourne sur elle-même en 24 heures.

Ἡρακλείδης, v. 390 AÈC–v. 310 AÈC

v. 330 AÈC

Aristote

Quatre éléments — le feu (chaud et sec), l’eau (froid et humide), la terre (froide et sèche), et l’air (chaud et humide) — cela avait déjà été proposé par Empédocle (v. 490 AÈC–v. 430 AÈC). Leur mouvement est toujours rectiligne. Ce « bas monde » est changeant et imparfait. Tout ce qui est « terreux » retombe vers la terre ; l’eau tend à se retrouver dans une sphère autour du centre ; l’air se retrouve dans une sphère autour de tout cela. Le feu, quant à lui, tend à retourner vers la sphère lunaire à laquelle il appartient.

Un cinquième élément — l’éther — constitue les astres et ne se retrouve jamais sur la Terre. Le mouvement des astres est circulaire. Outre le mouvement les planètes, la sphère céleste ne change pas, les cieux sont immuables.

Cette vision du monde persistera pendant environ 1800 ans, toute vision différente étant condamnée par les chefs religieux et gouvernementaux.

Sans expliquer son raisonnement, Aristote évalue la circonférence terrestre à 400 000 stades, valeur fortement erronée.

Ἀριστοτέλης, 384 AÈC–322 AÈC

v. 250 AÈC

Aristarque

Croit que la Terre tourne autour du Soleil, mais ne peut pas le prouver.

Mesure le diamètre et la distance de la Lune. Son raisonnement est logique, mais ses mesures sont inexactes, ce qui donne de faux résultats. L’inexactitude ne sera palliée qu’environ mille ans plus tard, alors que des instruments permettront de meilleures mesures.

Schéma de l’expérience d’AristarquePour son calcul, Aristarque mesure l’angle qui sépare le Soleil de la Lune lorsque celle-ci est à-demi éclairée ; il trouve une valeur de 87° (la valeur réelle est d’environ 89,85°). Grâce à une analyse géométrique euclidienne, Aristarque détermine que le rapport des distances au Soleil et à la Lune est compris entre 18 et 20 fois — arrondi à 19 fois.

Expérience d’AristarqueEn analysant maintenant les éclipses lunaires, Aristarque détermine que la Terre a un diamètre trois fois plus grand que celui de la Lune, et que celle-ci se trouve à vingt rayons terrestres de notre planète. En combinant ce résultat avec celui du paragraphe précédent, il obtient 380 rayons terrestres pour la distance du Soleil, de même que 6,7 rayons terrestres pour le rayon du Soleil.

Plus tard, avec des méthodes semblables, Hipparque obtient 67 et Ptolémée 59 rayons terrestres pour la distance de la Lune. En réalité, le Soleil est 109 fois plus gros que la Terre, qui est 3,5 fois plus grosse que la Lune. Celle-ci se trouve à 60,32 rayons terrestres de nous, et le Soleil à 23 500 rayons terrestres de nous, soit près de 390 fois plus loin que la Lune…

Ἀρίσταρχος, v. 310 AÈC–v. 230 AÈC

v. 250 AÈC

Ératosthène

Expérience d’ÉratosthèneMesure la circonférence de la Terre, à partir de l’angle formé par l’ombre d’un gnomon planté à Alexandrie à midi le jour du solstice d’été, alors que la lumière du Soleil atteint le fond d’un puits à Syène (Assouan). Il obtint un angle correspondant à 150e de cercle (7,2°). La distance entre les deux villes étant de 5000 stades, cela signifiait que la circonférence de la Terre était de 250 000 stades (5000 × 50).

Expérience d’ÉratosthèneIl y a quatre possibilités pour convertir cette mesure en unités modernes : l’emploi du stade olympien (176,4 m) ; celui du stade ptolémaïque/attique (184,8 m) ; celui du stade de phénicien/égyptien (210 m) ; ou celui du stade itinéraire (157,5 m). Le premier impliquerait une circonférence de 44 100 km (excès d’environ 10 % sur la réalité de 40 008 km de circonférence polaire) ; avec le second, on obtient 46 100 km (excès d’environ 15 %) ; avec le troisième, l’erreur est énorme, car on obtient 52 500 km ; mais avec le stade itinéraire, on a 39 375 km, ce qui est environ 1,6 % inférieur à la mesure moderne.

Bien que cela soit très près de la réalité pour une méthode aussi rudimentaire, on sait aujourd’hui qu’Alexandrie et Syène ne sont pas directement sur le même méridien, faussant le calcul ; de plus, la Terre n’est pas parfaitement sphérique…

Étrangement, Ératosthène arrondit plus tard le résultat à 700 stades par degré, pour une circonférence de 252 000 stades, probablement pour faciliter les calculs, ce dernier nombre étant plus facilement divisible par 60 (= 4200) ; cela donne un équivalent moderne de 39 690 km.

Un stade vaut 600 pieds grecs… mais la longueur de ceux-ci dépend de la date et de l’endroit !

Ἐρατοσθένης, v. 276 AÈC–v. 194 AÈC

127 AÈC

Hipparque

Ayant dressé, sur la base de ses propres observations d’au moins 850 étoiles avec une sphère armillaire, son propre catalogue de positions stellaires, Hipparque compare ses données à celles de Timocharis (Τιμόχαρις ; v. 320 AÈC–v. 260 AÈC) et d’Aristylle (Αρίστυλλος ; v. 260 AÈC). Il constate que les étoiles semblent avoir bougé d’environ 2° depuis leur époque.

Notant aussi que le temps pris par le Soleil pour retourner à un même équinoxe (année tropique ; 365,24217 jours solaires [2000]) et celui qu’il prend pour retourner vis-à-vis une même étoile (année sidérale ; 365,25636 jours solaires [2000]) sont différents, il en conclut que les équinoxes « précessent » le long du zodiaque, un mouvement qu’il estime à moins de 1° par siècle (la valeur réelle est de 1° en environ 72 ans).

Ἵππαρχος, v. 190 AÈC–v. 120 AÈC

v. 100 AÈC

Posidonios

En mesurant la hauteur atteinte par l’étoile Canopus (la deuxième plus brillante du ciel) au-dessus de l’horizon à Alexandrie (7½°) et en tenant compte du fait qu’elle rase l’horizon à Rhodes, qu’il croyait distante de 5000 stades exactement au nord, Posidonios calcule que la circonférence de la Terre équivaut à 240 000 stades (cela pourrait correspondre à 39 000 km).

En fait, Posidonios s’est trompé, car la distance Rhodes–Alexandrie est réellement de 596 km (et Alexandrie est au SSE, pas au sud) ; si l’angle entre les deux était vraiment de 7½°, on aurait une circonférence terrestre de (360 ÷ 7½) × 596 = 28 608 km…

D’ailleurs, Strabon (Στράβων ; 64 AÈC–v. 24 ÈC) note éventuellement cette erreur : Rhodes est à 3750 stades d’Alexandrie, ce qui donne une circonférence de 180 000 stades (environ 29 000 km).

Claude Ptolémée (Κλαύδιος Πτολεμαῖος ; v. 100 ÈC–v. 170 ÈC) reprend ces valeurs, et l’erreur persiste jusqu’aux voyages de Christophe Colomb en 1492, qui croyait que les Indes se trouvaient à seulement 70 000 stades de l’Europe (cela correspond à 11 375 km ; la distance réelle par l’Atlantique serait d’environ 27 000 km). Colomb est arrivé en Amérique après « seulement » 9000 km environ, mais c’était suffisamment proche de son estimation qu’il se croyait aux Indes…

Une des sources d’erreur de Posidonios est qu’il ne connait pas la réfraction atmosphérique, qui change la hauteur apparente des objets dans le ciel.

Ποσειδώνιος, v. 135 AÈC–v. 51 AÈC

v. 100 ÈC

Claude Ptolémée

Reprend le système héliocentrique proposé par ses prédécesseurs, avec excentriques, auxquels il ajoute épicycles et déférents. La Terre est sphérique et au centre de tout.

Publie un « Traité de mathématique » (Μαθηματικὴ Σύνταξις, Mathēmatikē Syntaxis), plus tard renommé « Le Grand Traité » (Ἡ Μεγάλη Σύνταξις, Hē Megalē Syntaxis), dont la forme superlative (μεγίστη, megiste, « le plus grand ») est reprise en arabe : al‑majisṭī (المجسطي), devenu « Almageste », qui est la somme de toutes les connaissances astronomiques de l’époque.

Dresse une liste de longitudes et latitudes de multiples lieux du pourtour méditerranéen ; la qualité de ses données sera insurpassée pendant environ 800 ans.

Κλαύδιος Πτολεμαῖος, v. 100 ÈC–v. 170 ÈC

Références

(Articles.)

PARKER, Richard A. « The Calendars of Ancient Egypt. » Studies in Ancient Oriental Civilization. N° 26. Chicago : The University of Chicago Press, 1950. 106 pages. Disponible à https://oi.uchicago.edu/sites/oi.uchicago.edu/files/uploads/shared/docs/saoc26.pdf

PARKER, Richard A., et Waldo H. DUBBERSTEIN. « Babylonian Chronology 626 B.C.–A.D. 45. » Studies in Ancient Oriental Civilization. N° 24. Chicago : The University of Chicago Press, 1942. 60 pages. Disponible à https://oi.uchicago.edu/sites/oi.uchicago.edu/files/uploads/shared/docs/saoc24.pdf

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