Observer la Terre

1995/12/01 Millet Mendibil, Miren Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronomia

Aujourd'hui, personne ne doute que la Terre est ronde, surtout en regardant les photos envoyées par les satellites. Cependant, il faut garder à l'esprit que nous n'avons pas besoin de ces avancées technologiques pour affirmer cela, il suffit d'analyser les phénomènes de notre environnement pour trouver ces réponses. Regardons pour un instant notre Terre...

Image de la Terre

Dans la zone de la mer, vous avez souvent vu un bateau s'éloigner de l'horizon. Si vous regardez attentivement, le premier tronçon qui est éteint est son casque, où vous ne voyez que le mât jusqu'à sa disparition complète (voir figure 1).

L'étude de l'ombre des objets est une autre façon d'écarter l'hypothèse de la planéité de la Terre. Si nous mesurons les ombres des deux bâtons le même jour et à la même heure à différents endroits éloignés les uns des autres, les longueurs devraient être égales si la Terre est plate. Mais ce n'est pas le cas. Cette observation explique clairement que les ombres sont de dimensions différentes. Comme le montre la figure 2, ce phénomène peut être expliqué par la nature circulaire de la Terre.

En plus de ce que nous pouvons observer sur Terre, en regardant vers le ciel, nous pouvons facilement trouver l'explication de cette affirmation.

Les anciens marins allaient loin pour pêcher ou connaître d'autres pays. Dans ces voyages, les étoiles leur offraient une grande aide, car elles pouvaient suivre la bonne direction. À leur retour, ils découvraient les terres riches et les étoiles les plus récentes. Comment est-il possible ? Admettant que la terre est plate, il serait impossible de faire des observations différentes, car l'apparition de la masse devrait être la même partout où nous sommes. Par exemple, en nous dirigeant vers le Nord, nous voyons les étoiles du Sud de plus en plus bas et celles du Nord de plus en plus hautes.

Les phénomènes astronomiques ont toujours réveillé la curiosité de l'être humain. Parmi eux, les éclipses sont l'un des plus attrayants. Le fait que la lune et la surface du soleil soient revêtues d'une sombre tache était autrefois considéré comme une punition de Dieu. Au fil du temps, ces croyances ont été dépassées et nous savons aujourd'hui que ces phénomènes sont dus aux ombres de la Terre ou de la Lune.

Lorsque la Terre se situe entre le Soleil et la Lune, elle projette son ombre sur la surface de la Lune.

Avez-vous déjà regardé la forme de cette ombre? Tout au long de l'éclipse de la Lune, nous voyons l'expansion d'un disque circulaire sur la surface de la Lune. Cette ombre étant celle qui engendre la Terre, nous percevons son aspect.

Sur les mouvements de la Terre

Mouvement de rotation

Un autre phénomène avec notre sens est le mouvement des étoiles et des planètes de notre environnement. Nous les voyons tous les jours en partant de l'est et entrant par l'ouest. Comment arriver à déduire le mouvement de la Terre elle-même ?

Supposons que la Terre ne tourne pas sur son axe, alors nous pourrions calculer le mouvement des astres autour de la Terre en connaissant leur distance.

Tout objet de pétrissage, y compris le soleil et la lune, fait un tour complet (360°) sur Terre en 24 heures. Par conséquent, en une heure je réaliserais un mouvement de quinze degrés. Quant à la Lune, la distance à la Terre est de 384.000 km et en utilisant une formule bien connue en géométrie, nous pouvons calculer la vitesse de la Lune (voir figure 3):

S = x R

S = 384.000 x 15 x 180 =100.531 km

La
vitesse de la lune sera de 100.531 km/h. Nous voyons que la lune se déplace entre les étoiles. Cela signifie que les étoiles sont derrière la Lune. Si nous projetons la lune sur ces étoiles à partir de différents points de la terre à la même heure, nous verrons qu'elle couvre différentes étoiles (voir figure 4). Les étoiles sont donc beaucoup plus arriérées que la Lune. Si nous supposons qu'une étoile est 100 fois plus loin, sa vitesse sera 100 fois plus grande que celle de la Lune. Et si les étoiles sont beaucoup plus loin, il est impossible de donner ces vitesses. L'étoile la plus proche est à 9,5 milliards de km, sa vitesse devrait être supérieure à celle de la lumière et, comme nous le savons, est impossible. Voici l'affirmation.

Pour expliquer que la Terre tourne sur son axe on peut considérer d'autres phénomènes. Si nous lançons un objet à partir d'une tour, il ne s'agit pas seulement d'un mouvement vertical et nous verrons qu'il s'égare vers le sud-est : plus la vitesse supérieure sera le détour. Ce phénomène est la conséquence de deux types d'accélérations différentes. En raison de l'accélération centrifuge sera détournée vers le sud dans l'hémisphère nord et vers le nord dans l'hémisphère sud. Pour sa part, l'accélération de Coriolis provoquera un détournement dans les deux hémisphères vers l'Est.

En raison du mouvement de rotation de la Terre, l'objet se déplacera sous ces deux accélérations, une centrifuge et une autre accélération de Coriolis (voir figure 5). Jusqu'à présent, nous avons mentionné un objet qui se déplace verticalement, mais celui qui se déplace horizontalement souffre également d'un détour similaire. Comme nous l'avons tous vu, en vidant une baignoire remplie d'eau, un tourbillon se produit. Pourquoi ? La raison est l'accélération de Coriolis mentionné ci-dessus. Cette accélération dévie vers la droite dans l'hémisphère nord l'objet qui se déplace horizontalement et à gauche dans l'hémisphère sud.

Ce phénomène détermine le mouvement général des vents et des nuages. Quand une zone basse pression est créée, le vent se dirige vers le centre, mais l'accélération de Coriolis fait dévier les molécules qui forment le vent vers la droite, créant un mouvement contraire aux aiguilles de l'horloge. Une autre bonne façon de comprendre l'influence que produit le mouvement de rotation sont les oscillations du pendule.

Si la Terre ne tournait pas et que nous relâchions le pendule d'abord dans la direction équi-ouest (point A) (voir figure 6), il oscillerait constamment entre les points A et B. Le pendule tend à osciller toujours sur le même plan tant qu'il ne souffre aucune perturbation. Mais si nous laissons osciller entre les points A et B, il se déviera vers la droite dans l'hémisphère nord, c'est-à-dire que le mouvement de rotation de la Terre fera tourner le plan d'oscillation du pendule dans la direction des aiguilles de l'horloge et de l'autre dans l'hémisphère sud. Cela nous indique qu'il y a une force qui dévie le pendule de son plan d'oscillation. Cette force est due à l'accélération de Coriolis.

Foucault en 1851 a été le premier à expliquer ce phénomène à Paris avec un pendule de 67 mètres. Cet essai est un bon test du mouvement de rotation de la Terre.

Mouvement de translation

N'importe qui nous dira sans doute que la Terre tourne autour du Soleil. Mais comment le savons-nous ? Quel type de test avons-nous besoin pour le confirmer? Quels phénomènes nous font penser que c'est ainsi ? À l'époque de Copernic, ils croyaient que le ciel était parfait, c'est-à-dire que les planètes et toutes les étoiles formaient des mouvements circulaires et tournaient autour de la Terre.

Dans cette conviction, cependant, il y avait beaucoup de phénomènes à éclaircir. Par exemple, en observant la planète Mars, ils voyaient que sa lumière était parfois plus forte et parfois plus faible, ce qui serait impossible si elle se déplaçait à la même distance de la Terre et en orbite circulaire.

Sur Mars, le mouvement rétrograde était également incompréhensible. Dans le firmament, il semble que la planète Martitz se déplace dans sa direction (voir figure 7). Nous pouvons postuler à des théories curieuses pour résoudre ces phénomènes (comme les scientifiques de l'époque l'ont fait au début), mais la meilleure et la plus simple explication de ces phénomènes est de noter que la Terre orbite autour du Soleil.

Comme mentionné ci-dessus, la Lune couvre différents espaces dans le firmament. Si nous observons une étoile plus proche de nous depuis deux points distincts, éloignés de l'orbite de la Terre autour du Soleil, en projetant l'étoile la plus proche sur les étoiles situées plus loin, nous observerons qu'elle apparaît à différents endroits, comme c'est le cas pour la Lune.

Ticho Brahe a essayé de comprendre et d'observer ce phénomène. Avec la compréhension du phénomène est venu à démontrer le mouvement de translation de la Terre. Au contraire, Ticho Brahe n'a pas pu mesurer ces angles parce que ses instruments avaient un degré de précision trop bas. Par conséquent, il n'a pas jugé utile la théorie que la Terre tourne autour du Soleil.

Les instruments qui peuvent être utilisés aujourd'hui sont beaucoup plus précis et ces angles peuvent être mesurés. La précision nécessaire pour mesurer ce phénomène est nécessaire pour voir le diamètre de la pièce de 25 pesetas à 8 kilomètres.

En projetant l'étoile mentionnée ci-dessus dans les étoiles arrière, l'astronome Bradley se rendit compte que l'effet qu'il produit était équivalent à une petite ellipse (voir figure 8). Bradley a également réalisé que sur les points théoriquement calculés par lui dans cette petite ellipse n'a pas montré l'étoile. Il existait donc un phénomène non encore étudié: Phénomène de l'aberration.

Imaginons que nous travaillons avec le télescope du mont Palomar. Le télescope a une longueur de 25 m. Nous savons que la lumière se déplace à une vitesse de 300.000 km par seconde, donc jusqu'à ce que la lumière arrive de la pointe du télescope à nos yeux la Terre a déplacé 2,5 mm (30 km se déplace autour du Soleil). Pour que nous puissions voir l'étoile, le télescope est dirigé vers un autre point du firmament (voir figure 9).

L'aberration est l'affirmation indéniable que la Terre est en mouvement constant. Cela explique pourquoi les observations et les calculs théoriques de Bradley ne coïncidaient pas. Les préoccupations soulevées et exposées jusqu'à présent sont le résultat d'une tentative de satisfaire la curiosité inhérente à l'être humain. Aujourd'hui, nous savons que tout cela est ainsi, mais nous pouvons comprendre les phénomènes en observant et en connaissant notre environnement.