Guide du petit astronome

L'astronomie - Les bases



Selon le dictionnaire Larousse, le terme astronomie peut être assimilé à la Science qui étudie les positions relatives, les mouvements, la structure et l'évolution des astres.

Le mot astronomie αστρονομια tire ses origines du grec ancien et provient ainsi des termes grecs αστρον (les astres) et νομια (la loi).

L'objectif de cette partie n'est pas de vous apporter un cours scientifique dans ce domaine, mais plutôt de vous apporter quelques bases nécessaires à la compréhension de ce qui nous entoure. Nous verrons donc dans cette section de façon très brève les principales formules qui permettront d'utiliser un instrument d'observation, ainsi que les éléments nécessaires à la compréhension de l'univers. Ces derniers seront regroupés par distance, en premier lieu, au plus proche, le système solaire et enfin l'espace profond.

    I. L'astronomie à travers les époques

    Depuis la naissance de l'intelligence, l'astronomie a revêtue une importance capitale pour l'humain. Tout d'abord intimidé par cette immensité, l'espace et ses objets ont hérité d'une vénération divine qui s'est mue en curiosité scientifique et est aujourd'hui encore au centre de notre histoire. Il est à la fois humain de vouloir comprendre et de coloniser ce qui peut l'être. La fin du XXème siècle a été déterminante pour le passage de la théorie et des idées vers l'application pour des projets d'expansion au sein du système solaire. Ce début de XXIème siècle nous montre une réelle volonté de colonisation des astres les plus proches.

      Hominidé sous la voute stellaire

    1. De la naissance de l'humanité à l'Antiquité (-5.000.000 avant JC à -3.500 avant JC)


      Il est difficile d'estimer avec précision à quel moment les premiers hommes ont réellement levé les yeux vers l'immensité de la voûte céleste. Il est toutefois à noter que les étoiles et le soleil ont rapidement été assimilés à des entités divines d'une puissance incommensurable et que la course des astres représentait déjà un sujet de très grand intérêt au Néolithique, notamment au niveau calendaire afin de programmer les récoltes. Pour s'en convaincre il suffit de constater les efforts déployés dès le Néolithique pour construire ce que certains historiens pensent être les premiers observatoires, qu'il s'agisse de NABTA PLAYA près d'Abou Simbel, ou un millénaire plus tard de STONEHENGE. La simple curiosité d'un individu seul n'aurait jamais permis d'ériger de telles structures. Bien qu'ayant très certainement une connotation également religieuse, nous ne disposons que de peu d'informations sur ces monuments et je vous renvoie vers les pages wikipédia concernant ces constructions comme base pour vos recherches afin d'étancher votre soif de curiosité.


    2. De l'Antiquité à l'ère moderne (-3.500 avant JC à 1453)


      Les civilisation mésopotamiennes sont les premières cultures, au sein desquelles, nous avons pu retrouver des traces, sous forme de documents écrits, de cet intérêt pour le ciel et la position des objets visibles à l'oeil nu. Malgré leurs techniques rudimentaires d'observation, ces civilisations ont été capable de produire des comptes-rendus très précis, ainsi que des calendriers basés sur le mouvement et la structure des constellations.

      L'empire égyptien apportera son lot de contribution, fixant notamment l'année à 365.25 jours. On retrouve chez les astronomes égyptiens les premières données sur les constellations et un certain nombre d'astres qui étaient divinifiés :

      • Le soleil (Ré)

      • La lune (Aset : Isis)

      • Mercure (Sovkou : Thot)

      • Vénus (Douaou ou Bonou : Hathor)

      • Mars (Hamarkhis : Horus)

      • Jupiter (Harapshitiou : Horus)

      • Saturne (Harkahri: Horus)


      Sceau Egyptien

      Les penseurs et philosophes grecs apporteront de nombreuses contributions à l'astronomie, et leurs découvertes sont pour certaines encore en usage dans l'astronomie moderne. Ainsi, jusqu'alors considérée comme deux corps celestes (l'étoile du soir et l'étoile du matin) ces deux corps se verront unifié en un seul et même astre Vénus. Ils perfectionneront les sphères armillaires des Babyloniens, objet utilisé jusqu'au XVIIème siècle. Mais leur plus grande contribution sera de séparer l'astronomie des préoccupations purement calendaires, de divination ou de culte religieux. Leurs contributions sont si nombreuses qu'il serait difficile des les lister ici, je vous renvoie donc notamment aux pages wikipédia sur l'astronomie en Grèce Antique.

      On observera également durant cette période une activité astronomique intense au sein d'autres empires florissants, tels que les empire amérindiens (Mayas, Aztèques,..). Ces cultures seront capable de créer des calendriers d'une précision remarquable, mais également de calculer un certain nombre de conjonctions planétaires. L'astronomie revet également une importance majeure en Inde et dans l'empire de Chine dont les documents relatent l'observation de taches solaires et de supernovae, entre autre.

      L'Europe médiévale marque la fin des innovations dans le domaine de l'astronomie, la science se figera pendant plusieurs siècles avant de renaître avec l'invention des premières lunettes rendant les observations plus précises. Dans l'empire arabe, l'astronomie aura une place importante mais sera elle aussi freiné par le manque d'instruments d'observation.

    3. De l'ère moderne à nos jours (1453 à nos jours)


      Observations sous la voute stellaire C'est durant l'ère moderne que l'astronomie sortira de la torpeur qu'elle a connue durant le Moyen-Âge et un certain nombre de théories nouvelles émergeront, tel que l'héliocentrisme (le soleil comme centre de l'univers), et ce notamment grâce à Nicolas Copernic. L'invention de la lunette astronomique marquera un nouvel âge d'or pour l'astronomie qui dès lors pourra à nouveau s'appuyer sur des observations plus précises cette fois-ci. Des découvertes à la fois fascinantes et étranges se firent dès lors, les galaxies, les nébuleuses, les planètes et leur cycle, les étoiles binaires, les comètes. Les découvertes s'enchainèrent encore accélérées par l'invention du télescope, dont l'un des pères sera Isaac Newton.

      Le siècle des lumières sera marqué par cette course effreinée dans les sciences et notamment l'astronomie. Les ouvrages de vulgarisation scientifiques apparaissent et les connaissances commencent à ouvrir la voie vers une conception nouvelle à la fois effrayante et fascinante. Le soleil n'est qu'une étoile parmi d'autre, et potentiellement, d'autres astres pourraient ressembler à la terre.

      Avec l'époque contemporaine et les progrès phénoménaux de la science, une somme gigantesque de nouvelles données se sont dévoilées à l'être humain, laissant pourtant toujours et encore la même question.
      Sommes nous seul ?

      Il est aujourd'hui difficile de répondre à cette question sans faire une profession de foi.

      Les progrès techniques ont permis un autre phénomène que je considère comme une avancée majeure, c'est de mettre l'observation dans un premier temps et la photographie par la suite, à la portée de tout un chacun avec des objets du quotidien et des appareils accessibles.


    II. Les différentes branches reliées à l'astronomie

    L'astronomie est une branche générique composée d'une multitude de disciplines transversales, faisant appel à des notions aussi diverses que la mécanique, la relativité, l'optique, la physique quantique, etc...

    1. L'astrophotographie


      L'astrophotographie est une discipline issue de l'astronomie et faisant appel à la fois aux notions d'astronomie, mais également de la photographie. Cette discipline s'est considérablement démocratisée depuis les trente dernières années. Il est aujourd'hui possible de débuter dans ce domaine avec un budget relativement restreint. Mais à long terme, un certain nombre de dépenses deviendront indispensable pour évoluer.

      Avec l'évolution de la technologie, il est de nos jours possible de faire de très belles photos avec un téléphone portable, couplé ou non à une petite lunette ou un télescope de petite taille. Il est ainsi possible de faire quelques photos intéressantes de comètes si ces dernières sont suffisamment brillantes, de la lune, et même de planètes. Bien que la résolution ne soit pas optimale, un simple téléphone portable permet déjà de réaliser ses premiers clichés. Les astrophotographes en herbe souhaiteront cependant assez rapidement passer à du matériel plus puissant et précis

      La deuxième étape consiste souvent en l'achat d'un appareil photo numérique et d'un trépied. Il est dès lors possible de réaliser des photographies bien plus précise et de commencer à s'initier aux logiciels nécessaires pour empiler plusieurs images. Mais là encore l'astrophotographe en herbe souhaitera rapidement faire évoluer son matériel pour obtenir de véritables photos plus précises.

      Le troisième achat consiste donc souvent à acquérir une monture motorisée et un intervallomètre pour pouvoir effectuer des prises de vue plus longues et surtout en plus grand nombre sans avoir à constamment rattraper le mouvement des étoiles. Avec ce matériel il devient possible de photographier la voie lactée ainsi qu'un certain nombre d'objets du ciel profond.

      Enfin dans un dernier temps, l'achat d'une bague et de tubes de connexion au porte oculaire d'un instrument optique vont commencer à intéresser l'astrophotographe, ce qui s'accompagne très souvent de l'achat d'une lunette guide et d'une caméra qui permettra des corrections automatiques.

      Vous trouverez les clichés que j'ai pu réaliser dans la section astrophotographie.

    2. L'astrophysique


      L'intérêt pour l'astronomie a rapidement poussé les astronome à vouloir comprendre les lois régissant l'univers et les corps qui le composent. De cette volonté est apparue l'astrophysique, qui est la branche de l'astronomie qui cherche à comprendre les lois physiques sous-jacentes.

      Cette partie de l'astronomie est composée d'une foule de disciplines, dont :

      • La cosmologie

      • La planétologie

      • L'exobiologie

      • L'instrumentation

      • La physique stellaire

      • et de bien nombreuses autres disciplines...


      Son objectif est de confirmer par l'observation et l'élaboration de théories les phénomènes observables. Elle se base à cet effet sur :

      • La mécanique

      • L'électromagnétisme

      • La thermodynamique

      • La mécanique quantique

      • La relativité

      • La physique nucléaire et bien d'autres notions...


    3. La radioastronomie


      La radioastronomie est l'une des dernières techniques d'observation du ciel profond, se basant non plus sur le spectre optique, mais sur les ondes radio. Totalement hors de portée il y a quelques années pour les amateurs ou groupes d'amateur, j'ai récemment pu voir que cette technologie commençait à être proposée sur certains sites de vente de matériel astronomique, à des tarifs exorbitants.

      Antenne de Radio Télescope
      Je ne développerai pour le moment pas cette technique qui permet d'appréhender des phénomènes qui ne seraient pas forcément observable dans le spectre optique classique. Je vous renvoie à la page concernant la radioastronomie sur wikipédia afin de pouvoir trouver plus d'informations à ce sujet et notamment les plages de fréquences utilisées pour les observations via ces équipements.