Astronomes arabes célèbres

Les grandes invasions qui amenèrent la chute de l'Empire romain plongèrent l'Europe dans une léthargie intellectuelle qui devait durer presque un millénaire. Au début du Moyen Age, toute tradition étant interrompue avec les "classiques" grecs, on ne trouve aucun intérêt pour la science. Seuls quelques moines cherchent encore à expliquer le mouvement des astres, avec quelques allusions à Aristote. Saint Augustin n'ignore pas la science grecque et ne la condamne pas. Mais, bientôt, une interprétation trop littérale des écritures va conduire l'église à rejeter toute idée ne reposant pas sur un géocentrisme absolu. Nombreux sont aussi les ouvrages rejetant la sphéricité de la Terre.

Ce n'est qu'après 800, sous l'impulsion de Charlemagne, que la littérature romaine fait sa réapparition et, à travers elle, les idées des philosophes grecs. Mais on se contente alors de reproduire leurs ouvrages, avec de légères modifications pour les mettre au goût du jour. Cela a quand même pour conséquence d'éveiller l'intérêt de beaucoup pour la cosmogonie, et la science en général. Mais bien peu de travaux originaux voient le jour.

 Au XIIe siècle, l'influence d'Aristote commence à se faire sentir, se heurtant au début à l'hostilité de l'église. Mais, curieux retour des choses, le philosophe grec va bientôt être admis et devenir le guide de tout savant jusqu'à la Renaissance. En 1254, ses écrits deviennent doctrine officielle à l'Université de Paris, et malheur à celui qui veut en modifier un iota. Cela va stériliser, pour quelques siècles encore, tout progrès scientifique. Il faut cependant citer le moine franciscain Roger Bacon (1214-1294), qui releva des imprécisions dans les écrits d'Aristote, introduisit les premiers raisonnements mathématiques et recommanda l'expérience comme la véritable source de la connaissance.

Entre l'époque de Ptolémée et celle de Copernic, une période de plus mille ans, l'astronomie ne connaît pas de développement notable en Europe. Dans le monde islamique, par contre, d'importants progrès vont se produire entre le IXe et le XIe siècle, tant dans les outils mathématiques de l'astronomie que dans l'observation du ciel.

Cet âge d'or de l'astronomie musulmane va commencer sous le règne du calife Al-Rashid puis de son fils Al-Mamun, tout deux s'attachant à promouvoir le travail scientifique et culturel dans leur empire. Pendant son règne à Bagdad, entre 813 et 833, le calife Al-Mamun va ainsi fonder la plus grande bibliothèque depuis celle d'Alexandrie, la Maison de la Sagesse, et établir en 829 le premier observatoire astronomique permanent du monde-

                                                                                  Al Khwarizmi

Le savant le plus notable du IXe siècle est le persan Al-Khwarizmi. Il écrit le premier livre sur l'algèbre, Hisab al-jabr w'al-muqabala, et fonde du même coup cette discipline. Il introduit et répand l'usage des chiffres que nous utilisons aujourd'hui (on les qualifie depuis d'arabes bien qu'ils soient en fait originaires d'Inde). Sa principale contribution directe à l'astronomie sera le livre Sindhind zij, basé sur l'astronomie hindoue, dans lequel il établit des tables sur la position du Soleil, de la Lune et des planètes, et étudie toute une série de sujets comme les éclipses ou la visibilité de la Lune-

Vers la même époque, le persan Al-Farghani écrit les Eléments d'astronomie (Kitab fi al-Harakat al-Samawiya wa Jawami Ilm al-Nujum), un ouvrage basé sur l'astronomie de Ptolémée. Il introduit aussi des idées nouvelles, par exemple que la précession doit affecter la position apparente des planètes, pas seulement celle des étoiles. Cet ouvrage jouera un rôle considérable en Europe occidentale quand il sera traduit en Latin au XIIe siècle.

Autour de la fin du IXe siècle, la figure dominante est l'astronome arabe Al-Battani qui va observer le ciel depuis la Syrie et faire des mesures d'une précision remarquable pour l'époque. Il va ainsi déterminer la durée de l'année solaire, la valeur de la précession des équinoxes et l'obliquité de l'écliptique. Il en profite également pour établir un catalogue de 489 étoiles. D'un point de vue plus théorique, son ouvrage principal, Kitab al-Zij, est d'une importance fondamentale car il introduit pour la première fois la trigonométrie dans l'étude de la sphère céleste. Cette approche nouvelle se révèlera beaucoup plus puissante que la méthode géométrique de Ptolémée. Ce livre sera traduit en latin au XIIe siècle et influencera beaucoup les grandes figures européennes des XVIe et XVIIe siècles.

                                                                                   Al Battani

En 994, l'astronome Al-Khujandi, originaire de l'actuel Tadjikistan, construit un énorme sextant mural à l'observatoire de Ray près de Téhéran, le premier instrument permettant des mesures plus précises que la minute d'arc. Il l'utilise en particulier pour déterminer une valeur plus fine de l'obliquité de l'écliptique.

Vers la même époque apparaît un autre savant, Al-Biruni, originaire des environs de la mer d'Aral. Comme ces prédécesseurs, il s'intéresse à de nombreux sujets comme les mathématiques et la géographie. En astronomie, il s'illustre par ses observations d'éclipses lunaire et solaire, mais aussi par une approche plus moderne de la méthode expérimentale, en particulier lorsqu'il analyse les erreurs qui entachent ses mesures et celles d'Al-Khujandi.

                                                                                   Al biruni

Au XIe siècle, le persan Omar Khayyam, aujourd'hui plus connu pour sa poésie, s'intéresse lui aussi à divers sujets, en particulier l'algèbre et l'astronomie. Il crée de nouvelles tables astronomiques, mais se distingue surtout en déterminant la durée de l'année solaire avec une précision extrême pour l'époque

Cet âge d'or de l'astronomie islamique va se terminer au XIIe siècle. Les ouvrages de cette période faste vont peu à peu être traduits en latin, en particulier à Tolède en Espagne, et se répandre en Europe. Ce sera par l'intermédiaire de ces traductions que les savants européens de la fin du Moyen-Âge redécouvriront les théories de Ptolémée et prendront connaissance des avancées faites dans le monde musulman.

Texte: Olivier Esslinger

Âryabhata  est le premier des grands astronomes de l'âge classique de l'Inde. Il naît en 476 à Ashmaka, mais passe l'essentiel de sa vie à Kusumapura que l'on identifie généralement comme Pataliputra, l'actuelle Patna, où il décède en 550. Il fut sans doute le plus grand mathématicien indien. Il est connu des Arabes sous le nom d'Aryabha et, en Europe médiévale, on l'appelle Ardubarius. Le premier satellite artificiel indien, lancé le 19 avril 1965, porte son nom.

Son livre, l'Âryabhatîya, est divisé en quatre parties :
  1) les constantes astronomiques et la table des sinus
  2) les mathématiques nécessaires aux calculs
  3) la division du temps et les règles pour calculer les longitudes des planètes en utilisant les excentriques et les épicycles
  4) la sphère armillaire, les règles concernant les problèmes de trigonométrie et le calcul des éclipses.

Il y présente ses théories astronomiques et mathématiques dans lesquelles la Terre est considérée comme tournant autour de son axe et les distances des planètes sont exprimées par rapport à la distance Terre/Soleil, obéissant à un système héliocentrique. Âryabhata pense d'ailleurs que les planètes tournent autour du soleil suivant des orbites elliptiques. Il analyse la lumière émise par la Lune et les planètes comme celle du soleil réfléchie par ces astres. De même, il explique correctement les éclipses du Soleil et de la Lune, alors que la croyance indienne généralement suivie est que ces phénomènes sont causés par le démon Rahu. Dans le même livre, le jour est considéré d'un lever de soleil au suivant, tandis que dans son Âryabhata-siddhânta, il le compte d'un minuit au suivant. Il donne une durée de 365 jours 6 heures 12 minutes 30 secondes pour l'année, une valeur trop grande de quelques minutes.

Âryabhata écrit que 1582237500 rotations de la terre équivalent à 57753336 orbites lunaires.

Il s'agit d'une estimation très précise d'un rapport astronomique fondamental (\frac{1 582 237 500}{57 753 336} = 27,3964693572) et c'est peut-être la constante astronomique la plus ancienne calculée avec une telle exactitude.

Âryabhata donne également une approximation précise de π. Dans l'Âryabhatîya, il écrit :

Ajoutez quatre à cent, multipliez ensuite le résultat par huit puis ajoutez alors soixante-deux mille. Le résultat est alors approximativement la circonférence d'un cercle d'un diamètre de vingt mille. Par cette règle, la relation de la circonférence au diamètre est donnée.

En d'autres termes, \pi = \frac{62832}{20000} = 3,1416. Comme |\pi-3,1416|\leq 0.0000075 il s'agit d'un résultat remarquable, exact à 10 − 5 près.

Son œuvre, l'Âryabhatîya s'appelle aussi Ârya-Siddhânta , « Siddhânta » étant un nom générique donné aux ouvrages scientifiques sanskrits.