L’éclipse lunaire du siècle

Ce vendredi 27 juillet, une éclipse de Lune sera visible en France métropolitaine dès le crépuscule, soit à partir de 21h dans le sud de la France pour ceux qui auront la possibilité d’observer l’astre des nuits dès son émergence sur l’horizon. Pour les autres le spectacle sera décalé de quelques minutes.

Avec une durée de totalité de 1 h 42 min et 57 s, proche du maximum possible de 1 h 47 min, ce sera la plus longue éclipse de Lune du XXIe siècle ! Un événement à ne pas rater, dont vous trouverez une description précise dans cet article de Xavier Demeersman sur Futurascience.

Je reproduis ici une carte de cette éclipse déjà publiée il y a près de vingt ans dans mon livre « Eclipses, les rendez-vous célestes » (Bordas, 1999) en collaboration avec l’ami Serge Brunier.

L’éclipse de Lune totale et centrale du 27 juillet 2018 sera au zénith de Madagascar, de l’ïle de la Réunion et de l’Ile Maurice, mais elle sera aussi visible en totalité ou en partie en Europe, en Afrique, en Asie et en Australasie.

Lors d’une précédente éclipse totale de Lune (28 septembre 2015), j’avais déjà posté sur ce blog un billet assez développé sur les éclipses de Lune qui ont marqué l’histoire des hommes et des civilisations. Je vous invite à lire ou relire ces éclipses de lune mémorablesEt si le sujet vous passionne, pourquoi ne pas relire également les deux billets de mars 2015 que j’avais consacrés aux éclipses dans la littérature !

Pour honorer la présente éclipse du 27 juillet 2018, j’ajoute quelques compléments de mon cru d’ordre historique et pratique, adaptés de mon livre.

Empêchements et défaillances

Dans les Institutions astronomiques, premier livre d’astronomie rédigé en français et publié en 1557, le poète et savant Jean-Pierre de Mesmes (1516-1578), proche de la Pléiade, a proposé un vocabulaire scientifique emprunté à la langue vulgaire au lieu du grec et du latin. Il suggérait d’appeler “empêchements” les éclipses de Soleil et “défaillances” les éclipses de Lune. Si ces termes poétiques n’ont pas été adoptés, ils marquent bien la différence essentielle entre les deux phénomènes.

Bien que toute éclipse soit causée par l’interception d’un astre – la Lune ou la Terre- devant le Soleil, les éclipses solaires et lunaires diffèrent en effet sur plusieurs points. Dans une éclipse solaire, la Lune masque le Soleil en totalité ou en partie, mais seulement pour certains points de la surface de la Terre : ici, le long d’une bande longue et étroite, elle est totale ou annulaire ; là, elle n’est que partielle, et la partie cachée du Soleil est plus ou moins grande ; ailleurs, on ne voit nulle trace d’éclipse. Dans une éclipse lunaire, au contraire, notre satellite cesse en totalité ou en partie d’être éclairé par le Soleil parce qu’il traverse l’ombre de la Terre, et cet aspect de la Lune est le même pour tous les habitants de l’hémisphère terrestre qui ont la Lune au-dessus de l’horizon.

Quoi qu’il en soit, les éclipses mettent en scène ces trois acteurs aux rôles bien distincts que sont la Terre, le Soleil et la Lune. Une éclipse de Soleil se produit quand la Lune passe devant le Soleil au moment de la nouvelle lune, une éclipse de Lune se produit quand la Lune passe dans l’ombre de la Terre au moment de la pleine lune. Dans les deux configurations, les trois corps sont alignés.

Une éclipse de Lune est visible en tout point de la Terre où la Lune est au-dessus de l’horizon. Au contraire, une éclipse de Soleil n’est visible que dans une zone de la Terre relativement réduite. Ces schémas sont extraits d’un atlas du XVIIIe siècle.
Claude Buy de Mornas. Atlas méthodique et élémentaire de géographie. Paris 1761.

Ces astres ont toujours occupé une place de choix dans nos mythologies. Plutarque, par exemple, a combiné la cosmologie de Platon et la religion astrale des pythagoriciens pour bâtir une théorie du salut personnel, selon laquelle l’homme est composé d’un corps, d’une âme et d’une raison. Lorsque le corps meurt, son âme va sur la Lune où, toujours associée à la raison, elle séjourne un certain temps sous forme de “ démon ” ; après quoi survient une seconde mort : la raison se sépare de l’âme et s’envole vers le Soleil, où elle séjournera éternellement.

La preuve de la rotondité de la Terre par l’éclipse de Lune

Les éclipses n’ont cessé d’être riches en enseignements sur la nature de l’univers qui nous entoure. Les premiers de ces enseignements ont concerné les corps célestes directement impliqués dans le phénomène d’éclipses, à savoir le trio Terre – Lune – Soleil. La première démonstration scientifique  fondée sur les éclipses est celle qu’a donnée Aristote en faveur de la rotondité de la Terre. Les vues astronomiques du philosophe grec nous sont bien connues par ses deux traités, les Météorologiques et le Traité du Ciel, datant du IVe siècle avant l’ère chrétienne. Comme les autres penseurs de son temps, Aristote croyait les corps célestes sphériques, car pour lui les corps célestes étaient le reflet de la perfection divine, la sphère étant la figure géométrique parfaite par excellence. Mais cette argumentation n’était pas une démonstration physique, car Aristote ne disposait évidemment d’aucun moyen expérimental pour s’assurer de la sphéricité des planètes et des étoiles.

En ce qui concerne la Lune, le philosophe adopta une explication attribuée aux pythagoriciens, à savoir que les aspects observés de la Lune au cours de ses différentes phases correspondent à un corps sphérique dont une moitié est illuminée par le Soleil. Quant à la rotondité de la Terre, la preuve donnée par Aristote est originale : il remarqua qu’une éclipse de lune est causée par l’ombre de la Terre, et que la forme circulaire du bord de l’ombre vue sur la face de la Lune implique la sphéricité de notre habitacle.

Selon Aristote, les éclipses de lune prouvaient la rotondité de la Terre. En effet, si la Terre était carrée, ou triangulaire, son ombre projetée sur le disque lunaire au moment d’une éclipse n’aurait pas la forme circulaire observée. Ce raisonnement géométrique est illustré dans plusieurs ouvrages anciens d’astronomie, dont, à gauche, le Livre de Cosmographie de Petrus Apianus (ici dans la traduction française de 1581) et, à droite, le splendide Livre de la Description du Monde (1732) de l’astronome turc Mustafa ibn Abdullah, alias Ketip Çelebi.
Grandeurs et Distances de la Lune et du Soleil

L’astronomie grecque a connu son âge d’or à Alexandrie. Depuis sa fondation sous le règne de Ptolémée Sôter au IIIe siècle av. J.-C., l’école d’Alexandrie a rassemblé de géniaux mathématiciens et géomètres, tels Euclide, Archimède ou Apollonios. Les plus grands astronomes de l’Antiquité, Aristarque de Samos, Ératosthène, Hipparque, jusqu’à Ptolémée (IIe siècle apr. J.-C.), y travaillèrent également.

Aristarque (310-230 av. J.-C.) est aujourd’hui connu pour avoir émis le premier l’hypothèse héliocentrique, c’est-à-dire que le Soleil siège au centre du système du monde, et non pas la Terre comme on le croyait alors. Son énoncé ne figure dans aucun traité connu, mais il a été rapporté par Archimède et par Plutarque. Le seul traité d’Aristarque qui nous soit parvenu porte sur les grandeurs et les distances du Soleil et de la Lune.

L’astronome alexandrin a entièrement renouvelé cette question, déjà à l’étude depuis le IVe s. Les pythagoriciens avaient échelonné les hauteurs des astres selon des intervalles musicaux. Eudoxe, brillant disciple de Platon, avait estimé le diamètre du Soleil à neuf fois celui de la Lune. Aristarque, lui, imagina une ingénieuse méthode géométrique pour calculer les rapports de distance du Soleil et de la Lune. Il trouva que le Soleil est situé à une distance comprise entre 18 et 20 fois celle de la Lune (en réalité il est 400 fois plus loin). Par un raisonnement fondé sur les observations d’éclipses de Lune, il détermina que le diamètre de la Lune est le tiers de celui de la Terre, ce qui est très proche de la réalité. Il annonça également que le diamètre du Soleil est 7 fois supérieur à celui de la Terre.

Dans son traité « De magnitudinibus et distantiis solis et lunae » (Distances et grandeurs du Soleil et de la Terre), Aristarque de Samos démontre que le Soleil est situé à une distance de la Terre comprise entre 18 et 20 fois celle de la Lune. La proposition 13, accompagnée de nombreuses scolies, traite du rapport des diamètres de la Lune et du Soleil tel qu’il se déduit de la ligne sous-tendant l’arc qui divise les parties éclairées et obscures de la Lune au cours d’une éclipse.
Edition de 1498 imprimée à Venise.

Même si Aristarque a largement sous-estimé la taille du Soleil, puisqu’en réalité il est 109 fois plus grand que le globe terrestre, il aboutit à l’essentiel : l’astre du jour est beaucoup plus gros que la Terre. C’est précisément ce résultat qui le conduisit à l’hypothèse héliocentrique. En effet, raisonna-t-il, dans ces conditions il est logique de penser que c’est la Terre et les autres astres qui tournent autour du Soleil, plutôt que l’inverse. J’ai raconté l’histoire de cet exploit intellectuel dans mon roman scientifique Le Bâton d’Euclide. Aristarque était un précurseur : il faudra attendre 1543 et l’œuvre de Copernic pour que l’hypothèse héliocentrique soit de nouveau avancée, cette fois avec succès.

Reconstitution imaginaire (XIXe siècle) d’Hipparque effectuant une observation astronomique à l’aide d’un bâton de Jacob.

Un siècle après Aristarque et toujours à Alexandrie, Hipparque a développé une théorie complète de la Lune. Il définit les longueurs du mois synodique (ou lunaison, période durant laquelle la lune revient à la même position par rapport au soleil), du mois draconitique (période durant laquelle la Lune revient à sa même position par rapport aux nœuds de son orbite), et du mois anomalistique (période durant laquelle la Lune retourne à son périgée ou à son apogée). Les immenses améliorations apportées par Hipparque dans les théories des mouvements apparents de la Lune et du Soleil lui permirent de traiter avec plus de succès que ses prédécesseurs le problème de la prédiction des éclipses, qui de tout temps avait suscité le plus grand intérêt. Hipparque développa notamment la méthode d’Aristarque : observant, lors d’une éclipse lunaire, le diamètre angulaire de l’ombre de la Terre à la distance de la Lune, et le comparant avec les diamètres angulaires connus du Soleil et de la Lune (un demi-degré), il obtint une relation entre les distances Terre – Lune et Terre – Soleil, donnant l’une quand l’autre est connue. Le traité original d’Hipparque est perdu, mais c’est Ptolémée, dans l’Almageste (livre V,11 ), qui rapporta ses travaux.

Plus tard, en l’âge d’or de l’astronomie arabo-musulmane puis dans le Moyen-Age occidental, la mécanique des éclipses de Lune a été  approfondie, en partie pour des raisons astrologiques.

Deux traités d’astronomie arabo-musulmane traitant du mécanisme des éclipses lunaires. A gauche, Al-Biruni (973–1050), à droite Al-Qazwini (1203-1283)
Ombre, pénombre et Lune rousse

Quand la Lune passe dans l’ombre de la Terre, la lumière du Soleil est masquée. Une éclipse de Lune est visible en tout lieu de la Terre située sur la face nocturne. Pour une raison géométrique évidente, les éclipses lunaires ne peuvent être vues qu’au moment de la pleine lune.

La Terre projette derrière elle un cône d’ombre dont le sommet s’obtient en traçant les tangentes communes au globe solaire et au globe lunaire. Tout corps contenu dans ce cône d’ombre n’est atteint par aucun rayon solaire direct. Un second cône, plus large que le précédent, est formé des tangentes communes intérieures aux globes du Soleil et de la Terre. Il est appelé cône de pénombre parce que tout corps contenu dans ce cône ne reçoit l’éclairement que d’une partie du disque solaire.

Une éclipse lunaire est dite “ centrale ” lorsque l’ombre de la Terre recouvre complètement le disque lunaire, “ partielle ” lorsque l’ombre le recouvre incomplètement, et “ par la pénombre ” lorsque le disque lunaire est épargné par l’ombre tout en passant dans la pénombre.

Les œuvres complètes du philosophe Pierre Gassendi comprennent un tome entièrement consacré à l’astronomie (1658). Il donne une description géométrique claire des éclipses de Lune par l’ombre et par la pénombre.

Comme l’ombre de la Terre est beaucoup plus grande que le diamètre de la Lune à une distance de 384 000 km, la Lune peut être assombrie pendant 1 heure 47 minutes d’éclipse centrale : c’est la durée théorique maximum, très rarement atteinte.

Représentation d’une éclipse partielle de Lune observée en 1748 par Tobias Mayer. La carte détaillée de la Lune indique les régions du relief lunaire obscurcies ou non par l’ombre de la Terre, tandis que la mappemonde terrestre donne les lieux de visibilité de l’éclipse.

La Lune reste visible même au plus fort d’une éclipse, comme un objet aux contours imprécis, d’une teinte courant du rouge vif au rouge cuivré. Ce phénomène de la Lune rouge, qui a tant frappé les peuples anciens, est dû au fait que l’atmosphère de la Terre réfracte vers la surface lunaire une partie de la lumière de son côté exposé au Soleil.

Cette illustration d’un célèbre traité de Sacrobosco réimprimé en 1488 montre les différences de la couleur de la Lune lors d’une éclipse, selon qu’elle se situe dans la pénombre ou dans l’ombre de la Terre.

En traversant l’atmosphère terrestre, la lumière solaire réfractée s’appauvrit en lumière bleue en faveur de la lumière rouge – car les courtes longueurs d’onde de la lumière visible (violet et bleu) sont plus diffusées par l’atmosphère que les grandes longueurs d’onde (rouge et orange). Les poussières et les particules de fumée en suspension dans l’atmosphère accentuent cet effet : plus elles seront nombreuses au moment de l’éclipse, plus le rouge sang vif couvrira la face de la Lune.

A gauche, les deux vues de la Lune au cours d’une éclipse partielle ont été dessinées pour « Le Ciel » d’Amédée Guillemin, célèbre ouvrage d’astronomie populaire de la seconde moitié du XIXe siècle qui rivalisa avec celui de Camille Flammarion.
A droite, colorations variées de la Lune pendant les éclipses, dessinées par Lucien Rudaux pour son ouvrage également intitulé « Le Ciel », paru en 1923. Les éclipses lunaires concernées sont celles du 10 mars 1895, du 17 décembre 1899 et du 11 avril 1903.

 

Pour finir avec les techniques de visualisation modernes, voici une somptueuse vidéo de l’éclipse lunaire du 21 décembre 2010, jour du solstice d’hiver, prise par l’astronome amateur américain William Castleman depuis la Floride. Le « time-lapse » (en accéléré) permet de voir l’ombre de la Terre manger progressivement le disque brillant de la Lune, jusqu’à ce que celle-ci se colore d’un impressionnante teinte rouge sang au moment de la totalité.  Ce qui me séduit en outre dans cette vidéo (on en trouve de nombreuses autres du même type sur Internet), c’est que l’auteur a eu la belle idée de l’illustrer musicalement par un extrait du Nocturne pour orchestre et chœurs de Claude Debussy intitulé « Sirènes ». Cela nous change agréablement des illustrations sonores habituelles et intempestives recourant à la pire des variétés américaines.

Peut-être, si vous trouvez un bon poste d’observation, aurez-vous la chance de contempler un tel spectacle ce vendredi soir…

11 réflexions sur “ L’éclipse lunaire du siècle ”

  1. C’est la première fois que je vois un journal français présenter un document arabe. Les arabes sont les premiers en sciences

    1. N’exagérons pas! D’une part les sciences arabes sont régulièrement citées dans de nombreux articles français. D’autre part elles ont été largement précédées par les sciences grecque, chinoise, indienne, etc.

  2. Bonjour!

    Que de belles choses encore et encore à apprendre avec ce nouveau billet de Monsieur Luminet avec ses références de toutes les couleurs, y compris persanes!

    Je voudrais revenir au dernier commentaire de Monsieur Bardou dans le précédent billet. Il y est question de pêche sous-marine et de rendez-vous quelque part du côté de Nogent.

    Hier, j’ai regardé le journal télévisé de 13 H sur la chaîne nationale TF1 où nous avons pu voir un reportage de Monsieur Garro.

    Monsieur Bardou, plongeur / pêcheur de profession, au bistrot du Port de Golfe Juan tenu par le maître queux, Monsieur Allinei, nous a montré sa perle : une anémone de mer qui ravira sans doute le palais des gens fortunés.

    A la table de ces messieurs si tranquilles, peut-on imaginer une belle discussion, ô combien romanesque, sur le rendez-vous de Vénus et le bâton d’Euclide…Pourquoi pas?

    Mais sans Mars et le visage vert, quid du lieu et de la formule, bonnes gens?

    Peut-être, à ce soir, pour un autre rendez-vous, sous la voûte étoilée où Maître Kant erre sans éclipser la morale en nos fors intérieurs.

    Dans l’attente et sur ce chemin mystérieux, je vous prie d’agréer, ce matin, chers commentateurs inconnus des leçons de notre billettiste, toute l’expression de mes sentiments intranquilles.

    Roxane

  3. Bonsoir!

    Ah, ces nuages, ces nuages en exergue d’un chapitre de « L’air et les songes » où l’on trouve cette belle citation :

    « Jeu des nuages — jeu de la nature, essentiellement poétique… » (Novalis, Fragments))

    A mon poste d’observation, sous mon arbre habituel, ils sont là et, à mes yeux, défaille l’éclipse.

    Sans clair de lune, j’écris ce mot.

    Passe un baladin allant je ne sais où…Une fleur aux dents, il chantonne un air d’Adrien Pagès :

    « Jean de la lune ». Nous engageons la conversation sans oublier de mentionner l’astronome de Nicée et le moderne astrophysicien… « luminifère ».

    – Allez, rentrons plutôt à la maison pour voir la vidéo de l’astronome amateur, M.William Castleman, palsambleu!

    Sitôt dit, sitôt fait. Devant l’écran, nous nous installons en ma modeste chaumière. Les sirènes de Claude Debussy accompagnent la rouge différence de l’astre de nuit.

    La lune, là-haut, est toujours invisible et nous buvons, ici même, un petit vin banc de derrière les fagots, à sa santé.

    La discussion va bon train :

    – Oui, c’est bien joli tout ça, mais qu’est-ce que ça change à ce monde devenu complètement stone?

    Je propose à mon interlocuteur d’écouter la chanson de M.Charles Trenet : « Le soleil a rendez-vous avec la lune »

    En voici un petit extrait :

    « Philosophes écoutez cette phrase est pour vous
    Le bonheur est un astre volage
    Qui s’enfuit à l’appel de bien des rendez-vous
    Il s’efface il se meurt devant nous
    Quand on croit qu’il est loin il est là tout près de vous
    Il voyage il voyage il voyage
    Puis il part il revient il s’en va n’importe où
    Cherchez-le il est un peu partout… »

    Et mon hôte de répliquer non sans aménité :

    – Je vois mal des savants docteurs et professeurs qui officient sur les ondes de la France culturelle, préférer ces chansonnettes à des grands classiques, Bach ou Debussy…Dame, faut pas jouer aux pauvres quand on a plein de thunes!

    Et nous voici devisant à l’envi sur une autre éclipse, celle de la raison et d’un je qui n’est pas moi…

    – Oui mais, sans eux, ces messieurs faiseurs de livres, pourrions-nous, cher passant, parler de tant de choses, nous interroger, contredire, apprécier et peut-être nous émerveiller? Peut-être, peut-on les croire…

    Et l’autre de citer un aphorisme de G C Lichtenberg :

    – « Il y a une grande différence entre croire encore quelque chose et le croire « de nouveau ». Croire encore que la lune exerce une influence sur les plantes trahit la sottise et la superstition. Mais le croire « de nouveau » est une preuve de philosophie et de réflexion. »

    Minuit sonnèrent…Le chemineau de quitter la demeure en pointant du doigt une lune invisible.

    Peut-être pas si idiot de regarder plutôt le doigt, comme on dit en bonne médiologie.

    Forum ou jardin…Mars ou Vénus? Un chapitre nécessaire et savant sur l’atopie, ce n’est pas le bout du bout du bout du monde!

    Peut-être sommes-nous tous un peu, beaucoup, passionnément ou pas du tout unis vers Cythère?

    Bonne nuit à tous sur notre bonne vieille terre qui n’a pas fini de tourner et de…rêver aussi.

    Garo

  4. Bonsoir!

    Bien loin du petit vin blanc du côté de chez Garo, il y a quelque chose de pêché pour vous, à l’accueil de Nogent Nautique, Monsieur Bardou.
    Une sirène au vert visage a dû passer par là sans doute.
    C’est mon petit doigt qui me l’a dit!
    A vous de voir!

    Michel

  5. Certains Grecs de l’antiquité (Empédocle, Platon…) pensaient que des rayons sortaient des yeux pour éclairer ce qui est vu.
    Je le crois de nouveau, sans pour autant ne pas croire encore que l’inverse a permis de construire les télescopes

  6. Quelqu’un dont je tairai l’identité et visiblement peu habitué au fonctionnement de ce blogue, sans bout de chandelle et sans le moindre feu, me demande au clair de la lune, de lui écrire un mot.
    Dieux, quelle histoire! Point de flamme dans la caverne, que des ombres en vue…et la rêverie se consume dans le complexe d’Empédocle où luit une œuvre de jeunesse de George Sand.
    Il y a une sorte de folie de la vision, nous dit M.Merleau-Ponty dans « Le visible et l’invisible ».
    Ce sont là des mots, que des mots et à quoi bon, aboyer à la lune?
    J’irai bien refaire un tour du côté de Nogent, disons à Nogent Nautique pour demander à la belle sirène de service, à l’accueil, si d’aventure, je ne sais quel plongeur/pêcheur n’aurait pas laissé là, une mystérieuse étoile noire, mille millions de mille sabords!
    Sait-on jamais, Monsieur Bardou!
    Bonne soirée
    Jacques

  7. Sur les erres de Kenneth White, je serais tenté d’ajouter :
    « Il y a plaisir à créer de nouveaux rapports, de nouvelles connexions.
    Et puis, qui sait?

    Qui connaît encore les possibilités de la biopoétique, la psychocosmogrammatologie, et du gai savoir de l’activisme surnihiliste?
    Rions d’un rire nouveau. » (Fin de citation)

    A chacun ses grammaires…de l’intelligence ou sa chanson douce!

    Garo

  8. Bonjour!

    Monsieur Jacques m’a donné une bonne idée, enfin je crois!

    Celle de décrocher la lune? Oh, que nenni!

    Plutôt de me retrouver au clair de lune sur une terrasse à Nogent.

    Nul besoin de Maserati Ghibli ni de XFLR-6 ou Apollo XI pour atteindre le bord de quelque Siloé, cher Garo!

    Comment ne point penser en tel décor à « La piscine » de Jacques Deray, un film de 1969, l’année où le drapeau américain flottait au vent, si tant est qu’il existât sur l’astre de la nuit, un jour de messidor?

    En tel cinéma, on peut toujours pêché quelque incohérence, n’est-ce pas, chers amis abyssaux commentateurs et noble maître des étoiles?

    Rappelez-vous la scène : Jean-Paul accueille la jeune femme en la nommant « Pénélope » alors qu’elle ne lui a oncques été présentée autrement que comme « la fille d’Harry »! De quoi en perdre le fil…Enfin bon, passons!

    Je viens d’ouvrir un journal, celui d’un auteur normand, un Michel qui n’est pas dans la lune avec son désir d’être un volcan.

    Sa philosophie du panache chante l’intelligence de l’auteur des « États et empires de la lune et du soleil »… Cyrano de Bergerac, bien sûr!

    A chacun son arbre à songes, imaginaire ou réel, au musée du Prado ou en quelques fictions fort belles!

    A chaque cellule son « rêve »! Le mot est d’un autre Jacob, cité au chapitre « d’étranges objets » du « Hasard et la nécessité », un essai sur la philosophie naturelle de la biologie moderne. Je n’ai pas le livre dans ma besace, donc impossible de vous mettre à la page!

    A ce bar d’où j’écris ces mots à la hâte, une citation, à point nommé, arrive sur mon petit écran :

    « Le rire est une bouée de sauvetage.” de Michel Serrault

    Une façon comme une autre sur notre vielle terre d’empêcher qu’il nous tombe sur la tête…le ciel!

    Roxane

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