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En hommage à Galilée Journal d'un découvreur (II)
Galilée était un praticien avant d'être théoricien et ne se souciait pas des lois de l'optique. Il cherchait simplement à perfectionner le tube optique qu'il avait construit, qu'il voulait polyvalent, adapté à la fois à l'observation terrestre et astronomique. Bien qu'à grossissement égal la lunette astronomique de Kepler offrait un champ deux fois supérieur à son modèle, près d'un an après Lippershey et après de nombreux tâtonnements, Galilée présenta sa lunette hollandaise en public, offrant son premier modèle grossissant 3 fois aux Altesses Sérénissimes de Venise le 23 août 1609. Mais son invention reçu un accueil très mitigé, les savants clamant que sa lunette ne créait rien d'autres que des illusions d'optique auxquelles il était vain de prêter attention. En réalité si certains intellectuels appréciaient le travail de Galilée, ils étaient peu inclin à remettre en question le dogme et la philosophie naturelle d'Aristote et pour tout dire à devoir éventuellement affronter l'Inquisition s'ils approuvaient les thèses de Galilée... L'époque n'était pas favorable aux libres penseurs, encore moins aux hérétiques. Début 1610, constatant les faibles performances de son premiers tube optique grossissant 3 fois, Galilée élabora un instrument plus puissante. Les quelques tubes optiques qu'il avait construit jusqu'à présent pour réaliser ces premiers essais utilisaient de très petites lentilles d'environ 35 mm de diamètre et de plus de 880 mm de focale (f/24) et parfois beaucoup plus. Le grossissement ne dépassait 8 fois. Si le champ réel atteignait en théorie 3°, en pratique il était parfois réduit pour supprimer les aberrations en périphérie et il devenait excessivement en raison de la grandeur du rapport focal. Galilée devait donc à la fois augmenter le diamètre des objectifs, soigner la qualité des lentilles et améliorer la qualité des oculaires pour obtenir des images plus lumineuses. Finalement, il s'avéra que la qualité de la lentille objectif était plus importante que celle de la lentille oculaire, même si toutes les deux étaient essentielles. C'est à cette époque qu'il remplaça l'objectif plan convexe de 37 mm f/24 par une lentille biconvexe de 51 mm et 1330 mm de focale (f/26). Il remplaça également l'oculaire divergeant par un oculaire plan convexe de 91 mm de focale et de 26 mm de diamètre et disposait d'un second deux fois plus court. Fabriqué en carton, papier florentin et décoré avec goût, ce nouveau tube optique de couleur rouge et dorée avec un cachet très bourgeois. Le système procurait un grossissement de 15 et de 30x. Galilée disait à qui voulait l'entendre que son instrument grossissait mille fois plus que la vision naturelle.Même si le champ réel était 30% plus étroit que celui de l'instrument précédent (1°13' à 30x contre 2°52 à 8x auparavant), il avait gagné en clarté et en grossissement et espérait en tirer profit pour observer le ciel dans de meilleures conditions. Technicien habile, Galilée ne s'y trompait pas. La première révélation S'étant volontairement réveillé avant l'aube en ce 16 février 1610, Galillée voulut une dernière fois observer le dernier quartier de Lune avant de signer le bon à tirer de son nouveau livre "Sidereus Nuncius", le Messager céleste, afin de confirmer l'exactitude des dessins qu'il avait préparés pour illustrer ce petit livre.
En ce petit matin glacial auquel Galilée avait du mal à s'habituer, la Lune brillait d'un vif éclat au Sud-Sud-Est. L'oeil aguerri de Galilée nota également la présence de Mars un peu plus bas sur l'horizon; sa couleur orange ne laissait planer aucun doute sur sa nature. Mais il en avait déjà fait l'expérience, son tube optique ne révélait rien de particulier car la planète Rouge était trop lointaine et trop petite. Jusqu'ici Galilée avait rarement observé les phases descendantes de la Lune car ces phases s'observaient uniquement aux petites heures du matin et il lui était difficile d'être matinal quand il se couchait déjà tard après avoir passé ses nuits à observer le ciel. Mais tiraillé par l'envie de comprendre ce qu'étaient les taches qu'il observait depuis plusieurs mois sur la Lune, le ciel étant clair, cette fois il ne pouvait manquer cette opportunité et écourta son sommeil pour l'occasion. Galilée prépara son tube optique, pris ses deux oculaires et descendit sur la terrasse. Il était 6h30 locale, la Lune était dans le scorpion et baignait silencieusement les collines d'Arcetri dans un éclat blafard. Galilée tourna son tube optique vers la Lune et fut heureux de s'être levé tôt. Le visage clair-obscur de la Belle de nuit qu'il avait maintes fois observé le rassurait mais l'étonnait encore. Il reconnaissait ses formes mais au grossissement de 30 fois qu'il utilisait, la Lune se dévoila sous un tout autre aspect. Grâce au nouvel objectif et un oculaire plus puissant et plus lumineux, il embrassait comme il l'avait calculé l'ensemble du disque lunaire. L'image était particulièrement claire. Imaginez qu'il voyait dans son oculaire une demi-Lune qui devait ressembler à celle simulée ci-dessous, sans doute de moins bonne qualité mais beaucoup plus brillante. Dans ce cas-ci, le champ de l'image a été réduit à 1° pour révéler les structures lunaires telles que Galilée aurait pu les observer. Bien que l'image était floue sur le pourtour, légèrement déformée et irisée de couleurs bleue et rouge, la Lune devait briller d'un bel éclat dans ce matin clair.
Lorsque la turbulence se stabilisait le spectacle devenait enchanteur; brusquement tous les reliefs se figeaient et découvraient leurs moindres détails; il y avait de tout petits cratelets à peine discernables, très brillants, aux contours réguliers et des bassins titanesques, aux parois éboulées au centre desquels on distinguait une sorte de pic central. Galilée dut éprouver un grand plaisir à observer ainsi la surface lunaire, une sensation que nous partageons encore toutes et tous aujourd'hui. Tout en observant la Lune, Galilée se perdit dans ses réflexions. On pourra dire ce qu'on veut pensa-t-il, mais la philosophie antique est désaccordée... Si le langage est un signe de connaissance comme le disait Platon, ce que je n'ai noté au cours de ces nuits représente l'essence de la réalité, la Vérité. Les rues de Pise et de Venise connaîtront bientôt le véritable visage de la Lune et ni les Pères de Saint Marc à Florence ni ceux de Rome ne pourront refuser mes conclusions. Le professeur qui se débattait entre la philosophie naturelle d'Aristote et les préceptes de l'Eglise ne reconnaissait pas dans la sphère parfaite de la Lune une existence liée à une cause formelle, le corps achevé dont parlait les Anciens. En ce matin là Galilée avait l'esprit vif, celui d'un homme cultivé curieux des choses de la nature qui voulait de nouvelles réponses à ces questions. Comme pour se préserver des foudres que son audace allait
déclencher, il conclut : je suis persuadé que ce savoir cache des
richesses et ceux qui l’acquièrent s’attirent l’amitié de
Dieu. Mais je ne crois pas Aristote qui considérait l'ordre naturel
comme l'ultime recours pour expliquer la nature du système de la
Lune. Dieu seul sait si ces reliefs et ses taches claires ne sont
pas le résultat d'une action mécanique. Et Galilée continua à réfléchir tout en
s'émerveillant devant la réalité qu'il découvrait.
Dessins
de la Lune (dernier et premier quartier) publiés par
Galilée dans son "Sidereus
Nuncius" en mars 1610. Si
la théorie des taches lunaires des Anciens
considérait que la Lune était un astre parfait mais de densité inégale,
Galilée ne partageait plus vraiment ces idées et commençait à s'éloigner
de l'enseignement d'Aristote. Dans
son esprit, sauver la perfection du Monde céleste n'était pas une
explication suffisante et réaliste. Il se rappelait que Plutarque avait
expliqué la nature des taches sombres, les considérant comme des dépressions
profondes, des rivières ou de profondes gorges sur la surface de la Lune
et que certaines d'entre elles étaient si profondes que la lumière du
Soleil ne pouvait les éclairer. Galilée partagea une idée similaire et
son optique lui en apportait des indices supplémentaires. Il
considérait que le système de la Lune ne devait, après tout, pas être
différent des paysages d'Arcetri ou de Pise; il devait être altérable
et soumis aux caprices du temps. Parfois
Galilée détournait le regard pour observer l'astre opalescent à l'oeil
nu. Il voulait se rassurer et être certain qu'il observait bien le même
objet, que tout cela n'était pas une illusion comme le pensaient certains
gentils. Mais Galilée non plus n'en croyait pas encore ses yeux tellement
la réalité était extraordinaire. Portant
à nouveau l'oeil à l'oculaire, Galilée constata que de nouvelles
montagnes brillantes situées près du terminateur de la Lune
disparaissaient dans l'ombre à mesure que l'heure avançait. Le phénomène
inverse se produisait au Premier quartier. Galilée se dit que les
habitants de la Lune devaient sans doute se coucher avec le Soleil et se
lever avec le Premier quartier. Près du limbe à l'inverse, les grands
cratères escarpés perdaient tout relief dans la lumière du jour qui les
frappait de face et ils devenaient méconnaissables, d'une totale
blancheur. Ailleurs quand l'ombre traversait les mers, on pouvait
distinguer des centaines de petits cratères pas plus gros qu'un point
d'imprimerie et localement de véritables chaînes de montagnes qui
devaient être aussi hautes que les Apennins. Mais le plus étonnant étaient
les réseaux de rayons qui apparaissaient à la Pleine Lune, comme si une
force herculéenne avait localement frappé le visage de la Lune éjectant
les débris dans toutes les directions. On pouvait suivre les traînées
blanches à travers les mers et les reliefs sur la moitié de la surface
lunaire. Galilée
se dit alors que si la Lune était bien une sphère, elle n'était
décidément pas une sphère parfaite. Non pas qu'il y ait des taches
dessus, les Aristotéliciens pouvaient encore invoquer différentes
explications, quoique insoutenables devant l'évidence, mais là, sous ses
yeux, il avait la preuve évidente que c'était un objet identique à la
Terre, avec ses mers, ses montagnes et ses vallées étroites. Seule la
couleur et peut-être la végétation différenciait les deux astres.
Cette fois Galilée en était certain et il se mit à faire des croquis de
ce qu'il observait afin que tous puissent juger sur des faits et partager
ses découvertes, pensant en particulier à son ami le Grand-Duc Ferdinand
II de Toscane et aux cardinaux de la Curie romaine dont son ami
Bellarmin. L'aube
se leva et avec elle une nouvelle journée commençait, riche et aussi
claire que ses théoires qui à présent prenaient formes. Galilée fit
ses derniers dessins à l'encre et les inséra dans les pages de son
"Sidereus Nuncius". Il le dédia à son Altesse Sérénissime
Come II de Médicis, le Grand-Duc de Toscane, son fervent supporter et
argentier grâce auquel notamment il avait obtenu la chaire de mathématiques
de l'Université de Padoue en 1589. L'opuscule sera publié en mars 1610
et constituera l'une des toutes premières leçons d'astronomie. Le
"Sidereus
Nuncius" est un petit opuscule contenant 24 pages.
Galilée y discute des reliefs qu'il avait découvert sur la Lune, des
cratères, des montagnes et des vallées; des amas nébuleux et des
étoiles
inconnues des Anciens; et bien évidemment des lunes de Jupiter auxquelles
il consacre l'essentiel du texte. Après
la publication de son livre, Galilée s'attacha aux autres corps célestes,
notamment Jupiter et Saturne, ainsi qu'à toutes les questions de mécanique et de statique qui le
préoccupaient depuis des années. Il se donnait quelques années pour
achever son projet, le temps de réaliser ses expériences, de mettre
ses notes à jour et de trouver une explication à toutes les choses
qu'il découvrait, notamment à propos du mouvement des corps et de
l'orbe des planètes. Vénus en particulier le préoccupait.
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