Planètes extrasolaires : dès le XVIIe siècle les premières théories
Comme les systèmes protoplanétaires voisins, le système solaire s’est formé au sein d’un disque.
Quelle est la place de la Terre dans l’Univers ? Cette question est intimement liée à celle de l’existence d’autres mondes habités ; elle est donc aussi vieille que l’humanité. Les Grecs, suivant la pensée d’Aristote, plaçaient la Terre au centre du monde. Cette conception prévalut pendant plus d’un millénaire, en dépit des travaux de précurseurs tels qu’Aristarque de Samos, environ 300 ans avant notre ère, ou Nicolas de Cuse (1401-1463) bien des siècles plus tard, qui tous deux proposèrent le modèle héliocentrique. C’est à Nicolas Copernic (1473-1543) que l’on doit l’avènement du système, appelé depuis lors copernicien, qui place le Soleil en son centre. En 1543, l’année même de sa mort, paraît son ouvrage De revolutionibus orbium celestium Libri VI, une révolution pour l’époque.
La théorie de Copernic, en contradiction avec la pensée de l’Église catholique toute-puissante à l’époque, finit par s’imposer grâce aux travaux de mathématiciens et d’astronomes tels que Tycho Brahé, Kepler, Galilée et Newton: par leurs calculs et leurs observations, ceux-ci apportèrent la justification scientifique du modèle de Copernic. Les observations de Tycho Brahé (1546-1601), furent mises à profit par son élève Johannes Kepler (1571-1630) qui découvrit empiriquement les célèbres «lois de Kepler» qui décrivent le mouvement des planètes autour du Soleil.
Les observations de Galileo Galilei (1564-1642), inventeur de la première lunette astronomique, apportèrent de nouvelles confirmations de la théorie copernicienne. Enfin Isaac Newton (1642-1727) apporta en 1687, avec son ouvrage Philosophiae Naturalïs Principia Mathe- matica énonçant la loi de la gravitation universelle, la preuve mathématique du modèle de Copernic.
Une fois le Soleil érigé au centre de son système, il restait à comprendre comment celui-ci s’était formé. Les premières hypothèses concernant la formation du système solaire ont été émises par René Descartes (1596-1650). Dans sa Théorie des Vortex, il suppose que le système solaire s’est formé à partir d’un tourbillon de matière. Ce modèle, cependant, ne peut expliquer pourquoi les orbites des planètes sont situées approximativement dans un même plan, le plan de l’écliptique, ni pourquoi elles sont quasiment circulaires et toutes orientées dans le même sens. En revanche, ces deux caractéristiques fondamentales du système solaire s’expliquent naturellement dans la théorie de la nébuleuse, proposée d’abord par Emmanuel Kant (1724-1804) puis par Pierre- Simon de Laplace (1749-1827).
Les grandes lignes de ce modèle, encore intuitif à l’époque, sont aujourd’hui largement acceptées : à l’origine, un nuage de gaz se contracte et se met à tourner de plus en plus vite, jusqu’à s’effondrer en un disque. Au sein de ce disque se forment ensuite les planètes, leurs satellites et leurs anneaux.
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