La mécanique céleste


Grâce à la loi de la gravitation universelle, une nouvelle branche de l’astronomie vit le jour : la mécanique céleste, l’étude du mouvement des astres sous l’effet de la gravitation.

La mécanique céleste

L’un des premiers succès de la mécanique céleste fut le fruit des travaux d’Edmond Halley. Cet astronome anglais utilisa la nouvelle loi pour déterminer les orbites de plusieurs comètes. Il s’aperçut alors que les comètes brillantes observée en 1531, 1607 et 1682 étaient en fait différentes apparitions d’un seul et même corps.

Il put prédire en 1705 que la comète qui porte désormais son nom réapparaîtrait en 1759. Ceci se produisit comme prévu et confirma avec éclat la justesse de la théorie de Newton.

La mécanique céleste et l’étude du système solaire continuèrent à se développer au XVIIIe et XIXe siècles sous l’impulsion de nombreux astronomes, en particulier les Français Pierre Simon de Laplace et Joseph Louis Lagrange.

Mais c’est en 1846, avec la découverte de la planète Neptune, qu’elle connut son succès le plus prestigieux.

La prédiction d’une nouvelle planète : Neptune

En 1781, l’astronome anglais William Herschel découvrit par hasard un astre qui se déplaçait lentement dans le ciel. Des observations continues montrèrent qu’il s’agissait d’une nouvelle planète qui venait s’ajouter aux six connues depuis l’antiquité, et que l’on nomma plus tard Uranus.

L’étude du mouvement de ce corps sur des dizaines d’années montra que son orbite semblait ne pas obéir tout à fait aux lois de Newton, mais dérivait légèrement par rapport aux prédictions. Le seul moyen d’expliquer ce phénomène était de supposer qu’une huitième planète encore inconnue perturbait le mouvement d’Uranus par son influence gravitationnelle.

Deux experts de la mécanique céleste, le Français Urbain Le Verrier et l’Anglais John Couch Adams, se lancèrent alors dans des calculs extrêmement compliqués et cherchèrent à déterminer la position de cette planète inconnue à partir des perturbations du mouvement d’Uranus.

Le Verrier

Urbain Le Verrier : Saint-Lô, 1811 – Paris, 1877

Tous deux arrivèrent à des résultats similaires en 1846, mais c’est Urbain Le Verrier qui réussit à faire vérifier ses calculs en premier.

Le Verrier envoya son estimation de la position de la planète à Johann Gottfried Galle, un astronome de l’observatoire de Berlin. Celui-ci fut en mesure, dès la première nuit d’observation, de confirmer la présence d’une nouvelle planète, bientôt baptisée Neptune, très près de la position prédite.

Ce fut un triomphe pour la mécanique céleste, capables de prédire théoriquement l’existence et la position d’un corps, ce qui n’avait jamais été accompli auparavant.


Page mise à jour le 30 août 2017 par Olivier Esslinger