2.E : Observation du ciel - La naissance de l'astronomie (exercice)

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Pour une exploration plus approfondie

Des articles

Astronomie ancienne

Gingerich, O. « D'Aristarque à Copernic. » Sky & Telescope (novembre 1983) : 410.

Gingerich, O. « Astronomie islamique ». Scientific American (avril 1986) : 74.

Astronomie et astrologie

Fraknoi, A. « Votre kit de défense astrologique ». Sky & Telescope (août 1989) : 146.

Copernic et Galilée

Gingerich, O. « Galilée et les phases de Vénus ». Sky & Telescope (décembre 1984) : 520.

Gingerich, O. « Comment Galilée a changé les règles de la science. » Sky & Telescope (mars 1993) : 32.

Maran, S., et Marschall, L. « La lune, le télescope et la naissance du monde moderne ». Sky & Telescope (février 2009) : 28.

Sobel, D. « La fille de l'hérétique : une correspondance surprenante révèle un nouveau portrait de Galilée. » The New Yorker (13 septembre 1999) : 52.

Sites Web

Astronomie ancienne

Aristarchos de Samos : http://adsabs.harvard.edu//full/seri...00029.000.html. Par le Dr Alan Batten.

Claudius Ptolémée : www-history.mcs.st-and.ac.uk/... s/Ptolemy.html. Une biographie intéressante.

Hipparque de Rhodes : www-history.mcs.st-andrews.ac... ipparchus.html. Une biographie intéressante.

Astronomie et astrologie

Astrologie et science : http://www.astrology-and-science.com/hpage.htm. Le meilleur site pour un examen sérieux des problèmes liés à l'astrologie et la recherche pour savoir si cela fonctionne.

Real Romance in the Stars : http://www.independent.co.uk/voices/...s-1527970.html. Commentaire de journal de 1995 attaquant l'astrologie.

Copernic et Galilée

Galilée : www-history.mcs.st-andrews.ac... s/Galileo.html. Une bonne biographie avec des liens supplémentaires.

Projet Galileo : http://galileo.rice.edu/. Le référentiel d'informations de l'université Rice sur Galileo.

Nicolas Copernic : www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~... opernicus.html. Une biographie avec des liens vers des photos de sa vie.

Vidéos

Astronomie et astrologie

L'astrologie démystifiée : https://www.youtube.com/watch?v=y84HX2pMo5U. Une compilation de scientifiques et de magiciens commentant avec scepticisme l'astrologie (9:09).

Copernic et Galilée

Galilée : http://www.biography.com/people/galileo-9305220. Une brève biographie (2:51).

La bataille pour les cieux de Galilée : https://www.youtube.com/watch?v=VnEH9rbrIkk. Un épisode de NOVA sur PBS (1:48:55)

Nicolas Copernic : http://www.biography.com/people/nico...rnicus-9256984. Un aperçu de sa vie et de son œuvre (2:41).

Activités de groupe collaboratives

Avec votre groupe, réfléchissez à la question par laquelle nous avons commencé ce chapitre. À combien de moyens pouvez-vous imaginer pour prouver à un membre de la « Flat Earth Society » que notre planète est bel et bien ronde ?
Dressez une liste des façons dont la croyance en l'astrologie (l'idée que votre chemin de vie ou votre personnalité est contrôlé par la position du Soleil, de la Lune et des planètes au moment de votre naissance) peut nuire à un individu ou à la société dans son ensemble.
Demandez aux membres du groupe de comparer leurs expériences avec le ciel nocturne. Tu as vu la Voie lactée ? Pouvez-vous identifier des constellations ? Faites une liste des raisons pour lesquelles vous pensez que beaucoup moins de personnes connaissent le ciel nocturne aujourd'hui qu'à l'époque des anciens Grecs. Discutez des raisons pour lesquelles une personne, aujourd'hui, peut vouloir se familiariser avec le ciel nocturne.
Les constellations commémorent de grands héros, des dangers ou des événements dans les légendes des personnes qui les nomment. Supposons que nous devions repartir de zéro aujourd'hui, en nommant les motifs des étoiles dans le ciel. Qui ou quoi choisiriez-vous de commémorer en nommant une constellation d'après lui, lui ou elle et pourquoi (commencez par des personnages de l'histoire ; puis, si vous avez le temps, incluez également des personnes vivantes) ? Les membres de votre groupe peuvent-ils s'entendre sur des choix ?
Bien que la mythologie astronomique n'ait plus d'influence sur l'imaginaire moderne, nous trouvons toujours la preuve de la puissance des images astronomiques dans le nombre de produits sur le marché portant des noms astronomiques. Combien de personnes votre groupe peut-il en proposer ? (Pensez à des produits comme les barres chocolatées Milky Way, la gomme Eclipse et Orbit ou le nettoyant Comet.)

Questions de révision

D'où sur Terre pourriez-vous observer toutes les étoiles au cours d'une année ? Quelle fraction du ciel peut-on voir depuis le pôle Nord ?
Donnez quatre façons de démontrer que la Terre est sphérique.
Expliquez, selon les cosmologies géocentrique et héliocentrique, pourquoi nous observons un mouvement rétrograde des planètes.
En quoi l'œuvre de Copernic et de Galilée diffère-t-elle des points de vue des Grecs de l'Antiquité et de leurs contemporains ?
Quelles sont les quatre découvertes de Galilée qui ont été importantes pour l'astronomie ?
Expliquez l'origine de la désignation de la magnitude pour déterminer la luminosité des étoiles. Pourquoi semble-t-il reculer, les plus petits chiffres indiquant des étoiles plus brillantes ?
La Petite Ourse contient l'étoile polaire, Polaris, et l'astérisme connu sous le nom de Petite Ourse. Dans la plupart des régions de l'hémisphère nord, toutes les étoiles de la Grande Ourse sont de forme circumpolaire. Cela signifie-t-il que ces étoiles sont également au-dessus de l'horizon pendant la journée ? Expliquez.
De combien de degrés le Soleil se déplace-t-il par jour par rapport aux étoiles fixes ? Combien de jours faut-il au Soleil pour retrouver sa position initiale par rapport aux étoiles fixes ?
De combien de degrés la Lune se déplace-t-elle par jour par rapport aux étoiles fixes ? Combien de jours faut-il à la Lune pour retrouver sa position initiale par rapport aux étoiles fixes ?
Expliquez en quoi les constellations zodiacales sont différentes des autres constellations.
Le Soleil était autrefois considéré comme une planète. Expliquez pourquoi.
L'écliptique est-il identique à l'équateur céleste ? Expliquez.
Qu'est-ce qu'un astérisme ? Pouvez-vous citer un exemple ?
Pourquoi Pythagore pensait-il que la Terre devait être sphérique ?
Comment Aristote a-t-il déduit que le Soleil est plus éloigné de la Terre que la Lune ?
De quelles deux manières Aristote a-t-il déduit que la Terre est sphérique ?
Comment Hipparque a-t-il découvert l'oscillation de l'axe de la Terre, connue sous le nom de précession ?
Pourquoi Ptolémée a-t-il dû introduire plusieurs cercles de mouvement pour les planètes au lieu d'un seul cercle simple pour représenter le mouvement de la planète autour de la Terre ?
Pourquoi Copernic a-t-il voulu développer un tout nouveau système de prédiction des positions planétaires ? Fournissez deux raisons.
Quels sont les deux facteurs qui ont empêché, dans un premier temps, les astronomes de choisir entre le modèle héliocentrique de Copernic et le modèle géocentrique ptolémaïque ?
Quelles phases présenterait Vénus si le modèle géocentrique était correct ?

Questions de réflexion

Décrivez un moyen pratique de déterminer dans quelle constellation se trouve le Soleil à tout moment de l'année.
Qu'est-ce qu'une constellation telle que les astronomes la définissent aujourd'hui ? Qu'est-ce que cela signifie lorsqu'un astronome dit : « J'ai vu une comète à Orion la nuit dernière » ?
Dessinez une image qui explique pourquoi Vénus traverse des phases de la même manière que la Lune, selon la cosmologie héliocentrique. Jupiter traverse-t-il également des phases vues de la Terre ? Pourquoi ?
Montrez à l'aide d'un schéma simple comment les parties inférieures d'un navire disparaissent d'abord lorsqu'il s'éloigne de vous sur une Terre sphérique. Utilisez le même schéma pour montrer pourquoi les belvédères des vieux voiliers pouvaient voir plus loin du mât que du pont. Y aurait-il un avantage à placer des belvédères sur le mât si la Terre était plate ? (Notez que ces arguments nautiques en faveur d'une Terre sphérique étaient bien connus de Christophe Colomb et d'autres marins de son époque.)
Les parallaxes des étoiles n'ont pas été observées par les anciens astronomes. Comment concilier ce fait avec l'hypothèse héliocentrique ?
Pourquoi pensez-vous que tant de gens croient encore en l'astrologie et y dépensent de l'argent ? À quels besoins psychologiques un tel système de croyances répond-il ?
Examinons trois perspectives cosmologiques : la perspective géocentrique, la perspective héliocentrique et la perspective moderne, dans lesquelles le Soleil est une étoile mineure à la périphérie d'une galaxie parmi des milliards. Discutez de certaines des implications culturelles et philosophiques de chaque point de vue.
Le pôle nord céleste apparaît à une altitude au-dessus de l'horizon égale à la latitude de l'observateur. Identifiez Polaris, l'étoile polaire, qui se trouve tout près du pôle nord céleste. Mesurez son altitude. (Cela peut être fait avec un rapporteur. Sinon, votre poing, tendu à bout de bras, parcourt une distance approximativement égale à 10°.) Comparez cette estimation avec votre latitude. (Notez que cette expérience ne peut pas être réalisée facilement dans l'hémisphère sud car Polaris lui-même n'est pas visible au sud et aucune étoile brillante n'est située près du pôle sud céleste.)
Quels étaient les deux arguments ou sources de données à l'appui du modèle géocentrique ?
Bien que le système copernicien ait largement eu raison de placer le Soleil au centre de tous les mouvements planétaires, le modèle donnait tout de même des prévisions inexactes pour les positions planétaires. Expliquez la faille du modèle de Copernic qui a nui à sa précision.
Au cours d'une boucle rétrograde de Mars, vous attendriez-vous à ce que Mars soit plus lumineux que d'habitude dans le ciel, à peu près moyen ou plus faible que d'habitude dans le ciel ? Expliquez.
La Grande Pyramide de Gizeh a été construite il y a près de 5000 ans. À l'intérieur de la pyramide, les archéologues ont découvert un puits partant de la chambre centrale et sortant de la pyramide, orienté de manière à permettre une observation favorable de l'étoile brillante Thuban à cette époque. En pensant à la précession de la Terre, expliquez pourquoi Thuban était peut-être une étoile importante pour les anciens Égyptiens.
Expliquez pourquoi un plus grand nombre d'étoiles sont circumpolaires pour les observateurs des latitudes plus élevées.
Quelle est l'altitude du pôle nord céleste dans le ciel par rapport à votre latitude ? Si vous ne connaissez pas votre latitude, recherchez-la. Si vous êtes dans l'hémisphère sud, répondez à cette question pour le pôle sud céleste, car le pôle nord n'est pas visible depuis votre position.
Si vous deviez vous rendre en voiture dans une ville située au sud de votre position actuelle, comment changerait l'altitude du pôle céleste dans le ciel ?
Hipparque aurait pu nous avertir que les dates associées à chacun des signes solaires de l'astrologie natale finiraient par être erronées. Expliquez pourquoi.
Expliquez trois sources de preuves qui contredisent la validité de l'astrologie.
Qu'est-ce que Galilée a découvert sur la planète Jupiter qui jette le doute sur un géocentrisme exclusif ?
Qu'est-ce que Galilée a découvert à propos de Vénus qui met en doute le géocentrisme ?

Se débrouiller par vous-même

Supposons qu'Eratosthène ait découvert qu'à Alexandrie, à midi, le premier jour de l'été, la ligne menant au Soleil fait un angle de 30° avec la verticale. Qu'aurait-il alors trouvé pour la circonférence de la Terre ?
Supposons que les résultats d'Eratosthène pour la circonférence de la Terre soient assez précis. Si le diamètre de la Terre est de 12 740 km, quelle est la longueur de son stade en kilomètres ?
Supposons que vous vous trouviez sur une planète étrange et que vous observiez, la nuit, que les étoiles ne se lèvent pas et ne se couchent pas, mais tournent parallèlement à l'horizon. Ensuite, vous marchez dans une direction constante sur 8000 miles, et à votre nouvel emplacement sur la planète, vous découvrez que toutes les étoiles s'élèvent tout droit à l'est et se couchent tout droit à l'ouest, perpendiculairement à l'horizon. Comment pourriez-vous déterminer la circonférence de la planète sans autres observations ? Quelle est la circonférence, en miles, de la planète ?