Imaginez: vous êtes un homme de l'antiquité, un néandertalien, et votre fidèle soleil s'est soudainement et inopinément obscurci. Tu as peur. Vous pensez: «Et si ça ne revient jamais? Comment avons-nous irrité Dieu … les ancêtres? Oh, c'est revenu ici. Emporté. Mais ensuite, des années plus tard, cela se répète. Vous perdez confiance en la cohérence du soleil et commencez à enregistrer lorsque ces événements se produisent. Les siècles passent et finalement une image émerge à travers laquelle les premières civilisations pourraient prédire quand ces événements étranges se produiraient.
«L'idée même que ce n'est pas un accident est incroyable», déclare Jonathan Seitz, professeur agrégé d'histoire à Drexel. «Les Mésopotamiens ont été les premiers à comprendre cela parce qu'ils avaient l'habitude de tout noter. Ils l'ont fait parce qu'ils pensaient que cela avait du sens - qu'il ne s'agissait pas simplement de phénomènes naturels aléatoires."
Merci aux archives qui ont commencé à être conservées en 700 avant JC. BC, les Mésopotamiens ont pu déterminer la durée du cycle de Saros - l'intervalle entre le moment où la Lune, la Terre et le Soleil s'alignent pour une éclipse. Le cycle se produit une fois tous les 18 ans, 10 jours (11 dans les années bissextiles) et 8 heures, avec lui l'ombre sur la Terre change. Ces huit heures supplémentaires signifient que la position de l'éclipse change avec le temps à mesure que la Terre tourne.
Bien que les anciens astronomes n'aient pas pu observer toutes les itérations du cycle de Saros (des éclipses peuvent se produire au milieu des océans ou des régions inhabitées), ils ont pu déterminer assez clairement les intervalles de temps auxquels une éclipse pouvait se produire. À ce stade de l'histoire, ils savaient juste quand cela pouvait arriver. Pourquoi et comment - plus à ce sujet plus tard.
la vie grecque
Avance rapide vers la Grèce antique. Pour des penseurs comme Aristote et d'autres, il ne suffisait pas de savoir qu'il se passait quelque chose. Il était tout aussi important de savoir pourquoi cela se produit. «Les Grecs étaient très intéressés par la causalité», dit Seitz. La signification de l'éclipse était moins importante que d'autres facteurs. «Pour eux, vous n'avez pas compris quelque chose avant de pouvoir l'expliquer.
Les observations grecques ont aidé à comprendre comment les planètes se déplacent et que la Terre a une forme de sphère. Sans télescopes, ils considéraient toujours la lune comme un corps céleste lumineux, contrairement à notre maison solide, mais ils déterminaient déjà son mouvement par rapport à la Terre. Et bien qu'ils pensaient que la Terre était le centre de l'univers, ils se sont rendu compte qu'une éclipse est l'ombre d'une nouvelle lune projetée par le Soleil sur la Terre.
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Les méthodes développées par Aristote et Ptolémée pour comprendre les éclipses ont été utilisées jusqu'à ce que Copernic et Newton montent sur scène des centaines d'années plus tard.
«Mais cela ne veut pas dire que rien ne s'est passé dans l'intervalle», ajoute Seitz. Les gens ont accumulé des connaissances sur les cultures anciennes, accumulé des connaissances et ont commencé à améliorer les méthodes au Moyen Âge. «Dans le monde islamique, en particulier, ils ont accordé beaucoup d'attention à l'astronomie et à l'astrologie, ont développé des astrolabes, construit des angles dans les cieux et ont essayé d'améliorer le système», dit Seitz.
Plus tard, des penseurs comme Tycho Brahe ont construit des quadrants géants pour effectuer des mesures plus précises du mouvement du Soleil pendant les éclipses, et certains ont utilisé les méthodes de mesure des éclipses que nous utilisons encore aujourd'hui. «Ils ont utilisé des caméras à sténopé au Moyen Âge pour mesurer la force d'une éclipse», explique Seitz.
L'Europe, bien sûr, n'était pas le seul endroit où des éclipses ont été vues. En Chine, leurs propres prédictions d'éclipses sont apparues presque en même temps que celles des habitants de la Méditerranée, et en même temps, des schémas d'éclipses ont été découverts, grâce à de longues annales. Il est prouvé que les Mayas ont suivi les éclipses à leur manière, mais presque tous leurs records ont été brutalement détruits par les conquistadors lors de l'invasion européenne de l'Amérique.
Malgré une bonne compréhension des éclipses, la plupart des cultures les considéraient comme de mauvais présages. Les interprétations ont commencé (lentement) à changer avec l'avènement des télescopes, qui ont montré la topographie de la lune et ont permis de prédire les éclipses avec plus de précision. En fait, dans les années 1700, l'astronome Edmund Halley a fait une carte des éclipses futures et l'a publiée dans l'espoir que le grand public ne paniquerait pas lorsque le Soleil disparaîtrait brièvement et que les observateurs pourraient collecter plus de données sur la durée d'une éclipse dans différents endroits. L'ère moderne des observations d'éclipses a enfin commencé.
Aujourd'hui
«La méthode que nous utilisons actuellement est basée sur ce que les humains ont inventé au 19e siècle», explique Ernie Wright, un expert en imagerie à la NASA. Les personnes qui ont commencé à utiliser des méthodes de calcul relativement modernes pour prédire les éclipses étaient Friedrich Bessel et William Chauvene.
"Bessel a inventé les mathématiques de base que nous utilisons en 1820, et Chauvinet les a mises en forme moderne en 1855."
Aujourd'hui, nous pouvons obtenir des informations encore plus spécifiques grâce à notre compréhension de la forme de la lune. La lune - contrairement à tous les dessins de l'école élémentaire sur lesquels vous vous êtes penchée - n'a pas la forme d'une banane ou d'une sphère parfaite. Comme la Terre, la Lune a des montagnes et des plaines, à cause desquelles sa forme est légèrement rugueuse sur les bords, ce qui signifie que la surface elle-même est inégale.
«Les méthodes du 19e siècle suggéraient que la lune était lisse et que tous les observateurs étaient au niveau de la mer», dit Wright. "De telles simplifications doivent être faites si vous faites les calculs avec un crayon sur papier."
De la fin des années 1940 à 1963, un astronome du nom de Charles Burleigh Watts a passé d'innombrables heures à cartographier les variations apparues à la surface de la lune et à observer les formes de relief apparaissant sur le bord extérieur de la lune vues de la Terre. Ses cartes détaillées ont aidé à prévoir les éclipses avec encore plus de précision. Mais l'ombre de l'éclipse n'était, en fait, pas un ovale, mais un polygone polyédrique, dans lequel chaque angle correspondait à une vallée sur le corps de la Lune.
Puis la NASA s'est mise au travail. L'orbiteur de reconnaissance lunaire de l'agence, basé sur les travaux de Watt, a détaillé la topographie de la lune qu'il aurait été impossible de composer à partir d'images prises sur terre.
Wright a pris ces données sur la forme de la lune, la topographie de la terre et les positions du soleil, de la lune et de la terre pour créer une image incroyablement détaillée et précise de l'endroit où l'ombre d'une éclipse tomberait aux États-Unis.
Cette éclipse est devenue l'éclipse totale la plus vue de l'histoire. Et après que l'humanité ait passé des milliers d'années à observer et à enregistrer des éclipses, il y a encore beaucoup de choses que les scientifiques espèrent découvrir.
«Nous avons récemment commencé à parler de ne pas connaître la taille exacte du soleil», dit Wright. «Il s'est avéré que les éclipses sont une méthode extrêmement sensible pour mesurer le rayon du Soleil. Le rayon du soleil est d'environ 696 000 kilomètres. Mais si vous la modifiez de 125 kilomètres, la durée de l'éclipse totale changera également d'une seconde entière.
Aujourd'hui, lorsque les gens ont l'occasion d'observer avec précision comment l'ombre de l'éclipse traverse la terre, il vaut la peine de remercier toutes ces générations de personnes qui ont rendu cela possible; des observateurs qui ne savaient pas ce qui se passait, qui ont vécu pendant des centaines d'années, aux gens qui ont construit des satellites modernes et fait des cartes précises des éclipses.
Ilya Khel
