Copernic
Clarissimus et doctimus doctor Nicolaus Copernicus taurunensis canonicus warmiensis astronomus incomparabilis

Mikolaj Kopernik naît en à Torun (Pologne). éduqué par son oncle, Lucas Watzenrode, évêque de Warmie, il a la possibilité de lire beaucoup et de fréquenter les meilleures écoles. Il va à Bologne, où la Renaissance bat son plein. Il y suit une éclipse lunaire de l'étoile Aldébaran. Il découvre Aristote, Platon, Plutarque, Ovide, Virgile, Euclide et Archimède. Il rentre au pays, avec un nom plus latin (Nicolas Copernic), et la tête pleine des textes des anciens.

Grâce aux progrès de l'imprimerie, Copernic n'a pas de mal à acquérir tous les livres qu'il souhaite. L'un d'eux, l'Almageste de Ptolémée, retient son attention. Mais Copernic sent bien que la théorie de Ptolémée contient des inexactitudes. Les prédictions de ce modèles quant aux positions des astres souvent fausses. Il cherche à élaborer sa théorie héliocentrique pour y pallier.

Une théorie régnante insatisfaisante

Aux temps de la Renaissance, c'est la redécouverte des textes anciens qui prévaut. Aristote est la référence incontournable, le philosophe. Copernic partage son enthousiasme pour le modèle des sphères cristallines (sphères emboîtées les unes dans les autres). Mais Copernic étudie également le maître d'Aristote, Platon, et s'accorde à penser qu'une structure simple doit expliquer l'Univers, une simplicité absente du modèle de Ptolémée. Il dira : Un système de cet ordre ne paraît ni suffisamment complet, ni suffisamment agréable à l'esprit.

Avant de placer le Soleil au centre de l'Univers, il faut d'abord montrer que la Terre se meut sur une orbite. Il prend connaissance de travaux sur la relativité comme ceux de Nicolas de Cues ou de Nicolas d'Oresme.

Copernic est également sensible à cette adoration du Soleil si répandue à la Renaissance. Travaillant ardemment, consultant d'autres travaux (par exemple les Oeuvres morales de Plutarque par lesquelles il aura connaissance de la thése héliocentrique d'Aristarque de Samos), il finit par bâtir son modèle héliocentrique.

Elaboration d'une autre théorie

La structure du Cosmos selon Copernic
La structure du Cosmos selon Copernic, dans le De revolutionibus orbium coelestium en

Copernic habite à Frauenburg, dans une tour au 3ème étage. A partir de , il observe les cieux quand le temps le permet. Il tente pendant des décennies d'améliorer sa théorie. Agé, il griffonne les résultats de ses recherches. Il rencontre Joachim Rheticus (1514-1574), son unique disciple, qui publie dès dans son Narratio primales les idées de son maître, et le convainc de les publier lui-même. Malheureusement, il ne peut accomplir sa tâche jusqu'au bout, laissant le soin de la poursuivre au théologien luthérien Andreas Osiander. Dans l'ouvrage publié quelques années plus tard Copernic, N.: De revolutionibus orbium coelestium (Des révolutions des orbes célestes), 1543, Osiander émet un avertissement en totale contradiction avec les idées de Copernic, présentant le contenu du livre comme une simple vue de l'esprit ne visant pas à décrire la réalité concrète des choses.

La théorie de Copernic y part du fait que le Soleil est le centre autour duquel tournent les planètes et permet de déterminer les dimensions relatives des orbites planétaires. Les planètes connues à cette époque sont Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter et Saturne. Seule la Lune tourne encore autour de la Terre. Mais Copernic n'a pas de preuves directes pour étayer sa théorie, s'appuyant surtout sur des aspects philosophiques et esthétiques.

Pour les anciens, chaque planète se déplaçait avec la même période, environ 1 an. Copernic corrige cette erreur en proposant une méthode pour calculer la période sidérale de chacune. Il propose de prendre en compte le temps que met une planète pour réapparaître à la même position du ciel, tout en appliquant une correction due au déplacement de la Terre pendant ce temps. Il obtient pratiquement les mêmes valeurs qu'aujourd'hui. Il calcule également la distance de chaque planète par rapport au Soleil, sur la base de la distance Terre-Soleil.

La théorie de Copernic explique le mouvement rétrograde des planètes en abandonnant les épicycles de Ptolémée. En effet les planètes situées après la Terre (dites supérieures), allant moins vite dans leur déplacement, se font rattraper par la Terre régulièrement puis dépasser, donnant l'impression que les planètes reculent sur leur orbite. Copernic explique par sa théorie que les planètes Mercure et Vénus ne s'éloignent pas beaucoup du Soleil car elles sont plus près de lui que la Terre. Il explique également que l'effet de rétrogradation des planètes situées après la Terre (planètes "supérieures") est plus prononcé pour Mars que pour Jupiter et pour lui même plus prononcé que pour Saturne, du fait de l'éloignement croissant des planètes.

La théorie de Copernic rencontre cependant un problème dans le fait que certaines planètes restent plus longtemps dans un endroit du ciel que dans un un autre. Copernic propose des épicycles sur les orbites de celles-ci, épicycles différents de ceux de Ptolémée qui servent à expliquer le phénomène de rétrogradation des planètes "supérieures".

Copernic décentre les orbites des planètes par rapport au Soleil (Johannes Kepler démontrera plus tard que les planètes évoluent sur des orbites elliptiques dont le Soleil est un des foyers).

 Le visage de Copernic à l'époque de sa mort, en 1543, reconstitué par des archéologues en 2005
Le visage de Copernic à l'époque de sa mort, en , reconstitué par des archéologues en 2005

Son modèle se révèle ainsi assez complexe. Cependant il explique simplement les mouvements rétrogrades des planètes supérieures et se révèle plus cohérent. Il retiendra ainsi les faveurs des astronomes même si ses prédictions ne sont guère meilleures que celles de Ptolémée. Copernic influencera aussi beaucoup de philosophes en affirmant que la vie doit exister ailleurs dans l'Univers, car pour lui la Terre ressemble à bien d'autres terres du ciel. C'est le principe copernicien, ou principe de banalité : la place que nous occupons dans l'univers n'a rien d'exceptionnel.

Son livre, De revolutionibus orbium coelestium, publié l'année de sa mort, sera bien accueilli par l'astronome hollandais Mästlin et l'astronome italien Benedetti. Mais il rencontrera moins de faveur parmi les contemporains de Copernic, l'église, d'abord par l'entremise des protestants avec Luther et Mélanchton, l'interdit en . Entre temps elle aura fait brûler Giordanno Bruno en . En effet elle considère le fait de placer le Soleil au centre de l'Univers, immobile, comme un sacrilège contraire aux écritures de la Bible. Cette interdiction sera prononcée à Rome.

Cependant Mästlin et Benedetti enseigneront cette théorie à des élèves de choix : Mästlin à Kepler et Benedetti à Galilée.