Première Partie : Histoire de l'Astronomie

-3500 => -500 : L'observation du ciel à l'oeil nu permet aux premières civilisations de définir les notions d'espace et de temps : Les Egyptiens, les Mayas et les Incas établissent leur calendrier sur la base du cycle solaire ; les Mésopotamiens et les Chinois, sur la base du cycle lunaire. Les uns et les autres dressent des catalogues d'étoiles que les astronomes Grecs puis Arabes enrichiront et dont les appellations demeurent, aujourd'hui encore. Tant les Babyloniens que les Chinois, les Mayas ou bien encore les Incas, s'attachent à observer les mouvements des planètes visibles à l'oeil nu et à déterminer leurs périodes de révolution synodique. Les astronomes Egyptiens et Mésopotamiens notent le mouvement rétrograde des planètes. Au IIIème millénaire avant notre ère, les astronomes Mésopotamiens et Mayas savent déjà prédire l'occurrence des éclipses de Soleil et de Lune et connaissent leur périodicité

Vème siècle avant notre ère : Les astronomes Grecs fournissent les premières explications rationnelles des mouvements animant les corps célestes et des phénomènes associés. Volumes sphériques et mouvements circulaires uniformes, considérés alors comme parfaits, constituent les fondements de l'astronomie grecque. Dans le cadre du modèle géocentrique, ces géomètres du ciel donnent une première estimation de la distance Terre-Soleil, des diamètres de la Lune et du Soleil, de la cironférence de la Terre, de la distance Terre-Lune

IV - IIIème siècle avant notre ère : Héraclide du Pont et Aristarque de Samos formulent leur vision héliocentrique de l'univers

IIème siècle avant notre ère : Sur la base du modèle géocentrique, Hipparque construit la théorie des excentriques et des épicycles. Ses successeurs, parmi lesquels Claude Ptolémée, étendent ces théories aux planètes visibles à l'oeil nu et construisent les premiers modèles d'univers prédictifs. Soutenue qu'elle était par la puissante Eglise occidentale, cette vision géocentrique perdurera, quelques quinze siècles durant.

XVIème siècle de notre ère : Copernic formule les bases et expose les conséquences de sa théorie héliocentrique sur l'ordonnancement des objets du système solaire, leurs mouvements, ...

XVIIème siècle de notre ère : Les trois lois de Kepler viennent confirmer la validité de l'hypothèse héliocentrique. De mème, les observations de Galilée. Descartes établit que le mouvement des planètes consiste en un mouvement rectiligne et uniforme. Hooke et Newton en déduisent l'existence d'une force d'attraction centrale : la force d'attraction gravitationnelle, censée courber la trajectoire des planètes. Ainsi nait la mécanique céleste.

XXème siècle de notre ère : Les théories relativistes d'Einstein remettent en cause les fondements mème des principes galiléens et newtoniens

Seconde Partie : Développement de l'instrumentation

XVIIème siècle de notre ère : Galilée braque pour la première fois sa lunette vers le ciel. Képler découvre les problèmes de réfraction et d'aberrations liés à l'utilisation de ces lentilles. Afin de diminuer l'effet de ces aberrations, les lentilles s'allongent. Afin de s'affranchir des effets de l'aberration chromatique, Newton construit le premier télescope réflecteur.

XVIIIème siècle de notre ère : Afin de s'affranchir de l'aberration sphérique, John Hardley donne au miroir des télescopes réflecteurs une forme parabolique.

XIXème siècle de notre ère : Les télescopes réflecteurs supplantent définitivement les télescopes réfracteurs. L'introduction de la photographie astronomique permet la classification des objets célestes en fonction de leur luminosité apparente.

XXème siècle de notre ère : Les premiers télescopes à miroirs multiples font leur apparition.. L'introduction des photomètres permet de différentier les objets célestes en fonction de leur nature réelle (étoile, galaxie, ...). L'introduction du détecteur CCD permet d'affiner ces données. La capture de la lumière "invisible" devient possible grâce à l'invention de détecteurs d'ondes radio, infrarouge, ultraviolettes, X, gamma, ... L'envoi de télescopes spatiaux permet de s'affranchir des effets absorbants de l'atmosphère terrestre. Tous ces développements expérimentaux aboutissent à la redéfinition de l'échelle des magnitudes visuelles, à la connaissance de la véritable nature des objets célestes, à la détermination de leurs distances et dimensions, ...

Troisième Partie : Astronomie sphérique et Mécanique céleste

Dès l'Antiquité furent notées les positions des objets peuplant notre ciel - relativement à l'horizon terrestre ou à l'équateur terrestre. Des positions qui gagnèrent en précision à mesure que progressait l'instrumentation. Des positions qui toutes plaidaient en faveur d'une Terre en perpetuelle rotation autour d'elle-mème et révolution autour du Soleil. Ce qui aboutit à la constitution de calendriers lunaires ou solaires toujours plus précis, basés sur l'observation de l'un et l'autre cycles, parsemés d'événements remarquables tels les conjonctions, les oppositions ou éclipses.

Ces objets peuplant notre système solaire exercent par ailleurs diverses influences gravitationnelles sur notre Terre. Des influences se traduisant par la précession de l'axe du monde, la nutation en longitude, ... Parce que chaque astre est animé d'un mouvement qui lui est propre, la voûte céleste est en perpétuelle mutation. Reproduire la voûte céleste telle qu'elle apparaissait constituée dans le passé ou telle qu'elle apparaîtra dans l'avenir, suppose donc de tenir compte de l'ensemble des perturbations majeures ayant affecté la position de chacun des astres la peuplant, depuis l'époque considérée. Reproduire chacune des observations passées ou présentes suppose par ailleurs d'appliquer diverses corrections optiques : des corrections liées à la réfraction atmosphérique, à l'extinction atmosphérique,, aux aberrations diurnes et annuelles, ...