Les progrès de l'instrumentation


Tous ces développements théoriques, qu'il s'agisse des lois de Kepler ou bien encore des théories gravitationnelles de Newton et d'Einstein, trouvèrent leur confirmation dans l'observation des objets célestes et de leurs mouvements -une observation qui, depuis l'époque de Galilée, ne cessait de gagner en précision. Des télescopes toujours plus imposants faisaient en effet progressivement leur apparition, dont l'utilisation permit aux astronomes de scruter toujours plus en détail certaines régions du ciel. Sur leur surface externe est collectée la lumière en provenance d'un astre, qu'un dispositif interne condense puis se charge de restituer sous la forme d'une image agrandie. Des détails que l'oeil nu ne pouvait distinguer auparavant apparaissaient nettement à présent, telles ces milliards d'étoiles de faible luminosité qui, depuis la nuit des temps, constellent notre voûte céleste. L'analyse de cette lumière en provenance des objets lointains devenait donc une véritable mine d'informations : elle nous renseignait sur leur distribution spatiale, leurs structures interne et externe... Notre connaissance du ciel et de ses constituants progressait à pas de géant, parallèlement aux techniques instrumentales.


De la lunette astronomique aux télescopes géants (1/6)

Le premier télescope

Galilée fut l'un des tous premiers à accepter l'hypothèse héliocentrique de Copernic. Sa conviction que l'ensemble des planètes tourne autour de notre Soleil reposait sur ses propres observations - des observations qu'il mena, à compter de 1609, au moyen de sa lunette astronomique. A l'aide d'une lentille concentrant puis réfractant - ou déviant - la lumière reçue d'un objet lointain, il obtint une image grossie de cet objet. Ce grossissement, à l'origine égal à 3, fut bientôt porté à 33, grâce à l'allongement de sa lunette. L'existence de reliefs sur la Lune, de taches à la surface du Soleil, de satellites en rotation autour de Jupiter, d'anneaux autour de Saturne, des phases de Vénus... était porté à sa connaissance.


La lentille renvoie sur l'écran situé à une distance correspondant à
la distance focale de la lentille, l'image de l'objet observé.



Les problèmes d'aberrations

La lunette révélait toute la splendeur de l'univers. Pourtant, son principe de fonctionnement demeurait mystérieux. C'est Kepler (1571-1630) qui, le premier, rendit compte du phénomène de réfraction - cette déviation que subissent les rayons lumineux lors de leur traversée de la lentille - et du grossissement de l'image de l'objet visé. Il fut également le premier à réaliser que la lentille idéale n'existait pas : aucune lentille ne peut focaliser en un seul point tous les rayons lumineux issus d'un objet ponctuel. Ce phénomène porte le nom d'aberration. Deux types d'aberration existent en réalité : l'aberration chromatique et l'aberration sphérique. L'aberration chromatique résulte du fait que des rayons de lumière de différentes couleurs traversant une lentille sont focalisés en des points différents.


L'aberration chromatique : la lumière rouge est moins déviée
que la lumière bleue. Ainsi, si la distance de l'écran est calculée de manière
à obtenir une image rouge nette, l'image bleue nous apparaîtra floue.

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