Ce que nous apprend l'occultation d'une étoile par la lune

Nous simulons ici l'occultation d'une étoile par la lune, phénomène bien natutel, et relativement banal, qu'on pouvait observer depuis la plus haute antiquité.
Nous allons voir qu'un astronome de l'antiquité aurait pu en déduire bien des choses.
(la vitesse de la lune est accélérée 100 fois)

passage lune

  On remarque que l'étoile reste à sa place sans changer d'aspect, puis disparait instantanément. Ce qui peut paraitre un simple détail nous apprend beaucoup de choses: Il n'y a pas de vie sur la lune, et les étoiles sont comme des soleils très lointains.

  En effet:

  S'il y avait une atmosphère sur la Lune, comme sur la Terre, il se produirait la même chose que lors d'un coucher de soleil: A l'approche de la Lune, l'étoile rougirait, et la réfraction la ferait se déplacer légèrement, comme pour éviter la lune. Donc il n'y a pas d'atmosphère sur la lune, tant sur la face visible que sur la face cachée, puisqu'une atmosphère sur la face cachée se répandrait aussi sur la face visible.

  Dans l'antiquité cela aurait déja suffi à prouver que la lune était inhabitée, mais quand les savants ont découvert que l'eau bouillait à faible température dans le vide, ils ont pu en déduire qu'il ne pouvait y avoir d'eau non plus, sans quoi elle eut produit une atmosphère de vapeur d'eau. En conséquence de quoi il ne pouvait rien y avoir sur la lune qui nécessite l'un ou l'autre, et en particulier de la vie.

  Quant aux étoiles, leur disparition instantanée, ou du moins dans un temps imperceptible pour l'observateur, montre que leur diamètre apparent est inférieur de plusieurs grandeurs à celui des planètes, qui, lors d'une occultation, metttent un temps de l'ordre d'une minute pour disparaitre. En tablant sur un diamètre qui soit bien 500 fois plus petit que celui d'une planète, on en déduit une surface apparente 250 000 fois plus faible. Or si l'on admet une distance au moins deux fois plus grande, on déduit un éclairement au moins quatre fois plus faible, et finalement une brillance un million de fois plus faible que celle des planètes, alors que les étoiles ples plus brillantes ont un éclat du même ordre que les planètes. Ce raisonnement, qu'un astronome de l'antiquité aurait ou tenir, montre bien que les étoiles ne peuvent absolument pas tenir leur lumière du soleil, comme le croyait Isidore de Séville.

  On peut aller plus loin et montrer que l'ordre de grandeur de leur luminance, c'est à dire de la brillance de leur surface, doit ètre aussi 250 000 fois supérieur à celui de la luminance d'une planète (inappréciable à l'oeil nu), mais aussi à celui de la luminance de la pleine lune, ce qui permet de comprendre que les étoiles sont analogues au soleil.

  On peut encore aller plus loin, et calculer que, si ces étoiles sont des soleils et paraissent des millions de fois moins lumineuses que notre soleil, alors elles sont des milliers de fois plus éloignées. Et dans ces conditions leur parallaxe est probablement inférieure à celle que nous pourrions décéler à l'oeil nu. Ceci détruit une objection classique au mouvement de la Terre, qui veut que si la Terre tournait autour du soleil, les étoiles se déplaceraient sur la voûte céleste avec avance et rétrogradation, comme les planètes supérieures.

  On peut même imaginer les conséquences de cette distance sur la rotation apparente de cette voûte céleste. En effet, si l'on suppose la voùte céleste éloigné de seulement un million de kilomètres, cela la fait tourner à la vitesse respectable de 250 000 km/h. Mais avec une distance des milliers de fois supérieure à celle du soleil, cette vitesse devient des millions de km/h, avec la distance estimée par Anaxagore, et de plus de 100 000 km/s, avec la distance énoncée par Aristarque de Samos. Cette vitesse vertigineuse jette un sérieux doute sur la réalité de la rotation de la voûte céleste, et donne du poids à l'hypothèse de la rotation terrestre.

  Et remarquons que nous avons déduit tout ceci par le seul raisonnement et la simple observation à l'oeil nu d'une occultation d'étoile, donc accessible à un astronome de l'antiquité.

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Dernière mise à jour: 02/08/2020