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A cette question centrale, l'Homme a initialement donné la réponse évidente d'une place fixe, au point d'équilibre d'un univers organisé autour de ce centre.

Cette fixité devait s'accompagner de grandeurs définies dans l'absolu: les vitesses, les mouvements, le temps.

L'œil humain étant la référence absolue la fixité apparente des étoiles devenait fixité des positions relatives des étoiles piquées sur une sphère céleste tournant en un seul bloc.

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Aristarque de Samos fut historiquement le premier à énoncer un modèle replaçant le Soleil au centre de l'univers en estimant sa taille supérieure à celle de la Terre et soulevant pour la première fois la notion de relativité des mouvements, aucun effet mécanique de notre rotation autour du  Soleil ne semblant perceptible.

En renversant le problème de notre distance par rapport au Soleil, il poussa Archimède à se poser le problème du volume de l'Univers  en éprouvant son nouveau système de numérotation arithmétique.

Archimède supposa que le rapport des rayons de l'univers et du rayon de l'orbite terrestre autour du Soleil était égal au rapport de la taille de l'univers sur la taille de la Terre.

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Les Grecs ont découvert la représentation abstraite et rigoureuse du Monde. Ils ont énoncé des règles générales déductibles de principes premiers: les axiomes inventant par-là même la géométrie et l'arithmétique.

Thalès aurait par l'observation des premières pyramides posé le principe de l'équivalence des angles. Cette démarche étroitement couplée à l'énoncé d'un monde idéal conduisit les philosophes grecs à poser le principe de la sphéricité de la Terre.

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En mesurant l'ombre projetée de la Terre sur la Lune, la distance à la Lune fut estimée. Par mesure de l'écartement du trio Terre-Lune -Soleil quand ce trio forme un angle droit, la distance au Soleil fut également approchée et donc sa dimension réelle.

Le soleil d'un simple bouclier brillant au-dessus des montagnes était devenu une sphère aux dimensions presque inacceptables.

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Le seul progrès notable au Moyen âge fut la reconnaissance effective d’une Terre ronde dont la rotation expliquait l’alternance des jours mais la Terre restait au centre d’équilibre du Monde et notre maintien à la surface d’une sphère en rotation rapide n’était pas expliqué.

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Copernic simplifia le problème en supposant des orbites sphériques autour du Soleil brisant un dogme théologique.

Mais ce fut Kepler qui, énonçant l'ellipticité des orbites, les rendit à nouveau conformes aux observations.

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L'observation de 2 supernovae aux XV et XVIème siècle contribua à briser la barrière artificielle entre le monde Terrestre et le Cosmos.

En se demandant à la suite du martyr Giordano Bruno si les étoiles n'étaient pas autant de soleils, le centre de l'univers s'était perdu.

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L'âge classique restaura de l'ordre dans le bouleversement révolutionnaire de la renaissance par le premier énoncé mathématique d’une Loi naturelle.

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L'âge classique repoussa toute les distances: les expéditions épiques autour du monde permettant de mesurer l'instant de passage de Vénus devant le Soleil permirent d'estimer précisément notre distance au Soleil et cet étalon permit à Bessel en 1838, grâce à un télescope équipé par l'opticien Fraunhoffer, la première mesure fiable de l'éloignement d'une étoile: à peu près 100 000 milliards de kilomètres...

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 L'âge classique fut aussi celui de l'apparition de la chimie qui déboucha au XIXème siècle sur l'étude des spectres stellaires manifestement ressemblant au spectre solaire. Les conditions physiques de température, de pression, de densité pouvaient être directement étudiées

Neptune fut découvert à partir de la théorie de la gravitation qui était l’archétype d’une théorie déterministe.

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Pluton fut découvert en 1930 par le jeune astronome Clyde Tombaugh au terme de vingt cinq ans de campagnes par plusieurs observatoires. Là aussi Pluton fut recherché mathématiquement comme un facteur perturbant Neptune mais la position réelle de la planète éloignée de la prédiction  démontre que la découverte est liée à l’acharnement à trouver ce qui devait exister. En fait l’orbite de Neptune est beaucoup plus régulière que celle estimée au début du siècle, là encore cette course à la découverte reposait sur une erreur.

Le XIXème siècle apparut à ses contemporains comme un siècle où les théories physiques allaient être parachevées et où les vérités essentielles étaient sur le point d’être formulées.

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Ces théories furent prolongées conceptuellement et  ne trouvèrent leurs applications astronomiques qu’au XXème siècle.

Le XXème siècle apparaît comme un siècle révolutionnaire aussi bien dans les concepts physiques que dans les techniques d’observation. Leur cadre d’application a modifié partiellement notre vision du système solaire mais a radicalement transformé notre approche conceptuelle du Monde. Les aspects particuliers au système solaire ne peuvent être évoqués que comme un cas particulier.

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<> 4 révolutions conceptuelles datent du début du siècle :
- le chaos déterministe d’Henri Poincaré (étude des phénomènes macroscopiques intégrant les limitations de la connaissance d’un système) Au niveau du système solaire cette théorie s’applique  aux processus d’évolution des orbites, des climats et des atmosphères.  
 
- la relativité spéciale d’Albert Einstein (théorie de la mesure des objets sans accélération par rapport au référentiel). Cette théorie impacte la description de tout objet, de la microphysique aux étoiles en déplacement rapide. Dans le système solaire elle n’est appliquée en soi qu’à l’explication de la source de l’énergie du Soleil, aux variations des longueurs d’onde des rayonnements et à la détermination fine des trajectoires des sondes spatiales

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- la relativité généralisée d’Albert Einstein en collaboration avec Marc Grossman (extension de la relativité spéciale à tout objet en accélération et par le principe d’équivalence aux lois du mouvement d’un corps soumis à un champ de pesanteur. Cette théorie permet une description des objets macroscopiques (de la  formation des trous noirs aux modèles d’évolution globale de l’Univers). Au niveau du système solaire, elle permet l’explication des dérives orbitales à long terme et permet de décrire les mouvements fins de libration de la Lune.

Le couplage récent de la relativité généralisée à la physique quantique n’a pas encore permis de prédiction vérifiable mais débouche sur les théories du Tout (unification des interactions).

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L’essor technologique du  XXème siècle a permis une exploitation plus poussée de l’information fournie par les rayonnements électromagnétiques et a débouché au tournant du XXIème siècle sur des méthodes de détection fondamentalement nouvelles.  Comme pour les révolutions conceptuelles, le système solaire n’est évoqué que comme un domaine d’application particulier.

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Les techniques de spectroscopie et l’essor fantastique dans la  précision des mesures ont permis une connaissance aussi bien des atmosphères externes et des champs magnétiques des objets du système solaire et des étoiles de notre Galaxie, la connaissance de la structure et de la composition des nébuleuses et des environnements galactiques, la détermination des structures des galaxies et de leur champ magnétique, des variations de leur étoiles principales.

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La radioastronomie terrestre  sur la base de grands instruments éventuellement constitués en réseau (de local à intercontinental) permet l’étude d’objets proches (Jupiter, Soleil) ou lointains (champ magnétique galactique, milieu diffus du domaine galactique ou extragalactique).

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Les premières planètes extra solaires sont aujourd’hui détectées par 3 méthodes dont les domaines d’application  ne se recoupent que partiellement : les  mesures des vitesses radiales des étoiles par effet Doppler, d’atténuation de luminosité (notamment des étoiles à éclipses), de chronométrage d’éclipses. Demain est envisageable une observation directe de ces astres, notamment dans le domaine de l’infrarouge et plus sûrement par l’utilisation de l’interfométrie (recorrélation d’un signal arrivé sur des détecteurs espacés équivalent à détecteur de même diamètre).

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Les techniques de chronométrage ont permis également de confirmer l’effet des ondes gravitationnelles sur des couples serrés d’étoiles massives.

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Et c’est bien la vision unifiée et totale non pas de l’Univers mais de ses processus et de ses variations qui est devenu l’enjeu ultime de la physique.

La nouvelle révolution démarrée voici un siècle s’est propagée jusqu’aux fondements et étend ses lumineuses  perspectives vers notre futur.


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Le système solaire doit être décrit par catégorie.

Tout d’abord le Soleil, étoile de taille moyenne situé au milieu de sa vie de 10 milliards d’années. Il représente 99% de la masse du système solaire. Avec un diamètre de 1,3 million de kilomètres. Du fait du rapport des diamètres, le système solaire pourrait englober 3000 milliards de milliards de Soleil.

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Autour du soleil, on distingue 5 zones: les planètes telluriques, la ceinture d'astéroïde, les planètes joviennes, la ceinture de Kuiper et la sphère de Oort.

Excepté la sphère de Oort, les orbites de tous les corps se trouvent proches du plan de l’écliptique.

Ce plan contient le cercle virtuel formé par le parcours apparent du Soleil vu de la Terre.


Venus