{"id":3294,"date":"2018-07-25T18:08:03","date_gmt":"2018-07-25T18:08:03","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/?p=3294"},"modified":"2019-01-04T10:06:29","modified_gmt":"2019-01-04T10:06:29","slug":"leclipse-lunaire-du-siecle","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/2018\/07\/25\/leclipse-lunaire-du-siecle\/","title":{"rendered":"L’\u00e9clipse lunaire du si\u00e8cle"},"content":{"rendered":"

Ce vendredi 27 juillet, une \u00e9clipse de Lune sera visible en France m\u00e9tropolitaine d\u00e8s le cr\u00e9puscule, soit \u00e0 partir de 21h dans le sud de la France pour ceux qui auront la possibilit\u00e9 d’observer l’astre des nuits d\u00e8s son \u00e9mergence sur l’horizon. Pour les autres le spectacle sera d\u00e9cal\u00e9 de quelques minutes.<\/p>\n

Avec une dur\u00e9e de totalit\u00e9 de 1\u00a0h\u00a042 min et 57\u00a0s, proche du maximum possible de 1\u00a0h\u00a047 min, ce sera la plus longue \u00e9clipse de Lune du XXIe si\u00e8cle\u00a0! Un \u00e9v\u00e9nement \u00e0 ne pas rater, dont vous trouverez une description pr\u00e9cise dans cet article de Xavier Demeersman sur Futurascience.<\/a><\/p>\n

Je reproduis ici une carte de cette \u00e9clipse d\u00e9j\u00e0 publi\u00e9e il y a pr\u00e8s de vingt ans dans mon livre \u00ab\u00a0Eclipses, les rendez-vous c\u00e9lestes<\/strong><\/a>\u00a0\u00bb (Bordas, 1999) en collaboration avec l’ami Serge Brunier.<\/p>\n

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L’\u00e9clipse de Lune totale et centrale du 27 juillet 2018 sera au z\u00e9nith de Madagascar, de l’\u00efle de la R\u00e9union et de l’Ile Maurice, mais elle sera aussi visible en totalit\u00e9 ou en partie en Europe, en Afrique, en Asie et en Australasie.<\/figcaption><\/figure>\n

Lors d’une pr\u00e9c\u00e9dente \u00e9clipse totale de Lune (28 septembre 2015), j’avais d\u00e9j\u00e0 post\u00e9 sur ce blog un billet assez d\u00e9velopp\u00e9 sur les \u00e9clipses de Lune qui ont marqu\u00e9 l’histoire des hommes et des civilisations. Je vous invite \u00e0 lire ou relire ces \u00e9clipses de lune m\u00e9morables<\/strong>.\u00a0<\/a>Et si le sujet vous passionne, pourquoi ne pas relire \u00e9galement les deux billets de mars 2015 que j’avais consacr\u00e9s aux \u00e9clipses dans la litt\u00e9rature<\/strong><\/a> !<\/p>\n

Pour honorer la pr\u00e9sente \u00e9clipse du 27 juillet 2018, j’ajoute quelques compl\u00e9ments de mon cru d’ordre historique et pratique, adapt\u00e9s de mon livre.<\/p>\n

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Emp\u00eachements et d\u00e9faillances<\/h5>\n

Dans les Institutions astronomiques<\/em>, premier livre d’astronomie r\u00e9dig\u00e9 en fran\u00e7ais et publi\u00e9 en 1557, le po\u00e8te et savant Jean-Pierre de Mesmes (1516-1578), proche de la Pl\u00e9iade, a propos\u00e9 un vocabulaire scientifique emprunt\u00e9 \u00e0 la langue vulgaire au lieu du grec et du latin. Il sugg\u00e9rait d’appeler \u201cemp\u00eachements\u201d les \u00e9clipses de Soleil et \u201cd\u00e9faillances\u201d les \u00e9clipses de Lune. Si ces termes po\u00e9tiques n’ont pas \u00e9t\u00e9 adopt\u00e9s, ils marquent bien la diff\u00e9rence essentielle entre les deux ph\u00e9nom\u00e8nes.<\/p>\n

Bien que toute \u00e9clipse soit caus\u00e9e par l’interception d’un astre – la Lune ou la Terre- devant le Soleil, les \u00e9clipses solaires et lunaires diff\u00e8rent en effet sur plusieurs points. Dans une \u00e9clipse solaire, la Lune masque le Soleil en totalit\u00e9 ou en partie, mais seulement pour certains points de la surface de la Terre\u00a0: ici, le long d’une bande longue et \u00e9troite, elle est totale ou annulaire\u00a0; l\u00e0, elle n’est que partielle, et la partie cach\u00e9e du Soleil est plus ou moins grande\u00a0; ailleurs, on ne voit nulle trace d’\u00e9clipse. Dans une \u00e9clipse lunaire, au contraire, notre satellite cesse en totalit\u00e9 ou en partie d’\u00eatre \u00e9clair\u00e9 par le Soleil parce qu’il traverse l’ombre de la Terre, et cet aspect de la Lune est le m\u00eame pour tous les habitants de l’h\u00e9misph\u00e8re terrestre qui ont la Lune au-dessus de l’horizon.<\/p>\n

Quoi qu\u2019il en soit, les \u00e9clipses mettent en sc\u00e8ne ces trois acteurs aux r\u00f4les bien distincts que sont la Terre, le Soleil et la Lune. Une \u00e9clipse de Soleil se produit quand la Lune passe devant le Soleil au moment de la nouvelle lune, une \u00e9clipse 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 align\u00e9s.<\/p>\n

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Une \u00e9clipse de Lune est visible en tout point de la Terre o\u00f9 la Lune est au-dessus de l’horizon. Au contraire, une \u00e9clipse de Soleil n’est visible que dans une zone de la Terre relativement r\u00e9duite. Ces sch\u00e9mas sont extraits d’un atlas du XVIIIe si\u00e8cle.
Claude Buy de Mornas. Atlas m\u00e9thodique et \u00e9l\u00e9mentaire de g\u00e9ographie. Paris 1761.<\/figcaption><\/figure>\n

Ces astres ont toujours occup\u00e9 une place de choix dans nos mythologies. Plutarque, par exemple, a combin\u00e9 la cosmologie de Platon et la religion astrale des pythagoriciens pour b\u00e2tir une th\u00e9orie du salut personnel, selon laquelle l’homme est compos\u00e9 d’un corps, d’une \u00e2me et d’une raison. Lorsque le corps meurt, son \u00e2me va sur la Lune o\u00f9, toujours associ\u00e9e \u00e0 la raison, elle s\u00e9journe un certain temps sous forme de \u201c\u00a0d\u00e9mon\u00a0\u201d\u00a0; apr\u00e8s quoi survient une seconde mort : la raison se s\u00e9pare de l’\u00e2me et s’envole vers le Soleil, o\u00f9 elle s\u00e9journera \u00e9ternellement.<\/p>\n

La preuve de la rotondit\u00e9 de la Terre par l’\u00e9clipse de Lune
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Les \u00e9clipses n’ont cess\u00e9 d’\u00eatre riches en enseignements sur la nature de l’univers qui nous entoure. Les premiers de ces enseignements ont concern\u00e9 les corps c\u00e9lestes directement impliqu\u00e9s dans le ph\u00e9nom\u00e8ne d’\u00e9clipses, \u00e0 savoir le trio Terre – Lune – Soleil. La premi\u00e8re d\u00e9monstration scientifique\u00a0 fond\u00e9e sur les \u00e9clipses est celle qu’a donn\u00e9e Aristote en faveur de la rotondit\u00e9 de la Terre. Les vues astronomiques du philosophe grec nous sont bien connues par ses deux trait\u00e9s, les M\u00e9t\u00e9orologiques<\/em> et le Trait\u00e9 du Ciel<\/em>, datant du IVe si\u00e8cle avant l\u2019\u00e8re chr\u00e9tienne. Comme les autres penseurs de son temps, Aristote croyait les corps c\u00e9lestes sph\u00e9riques, car pour lui les corps c\u00e9lestes \u00e9taient le reflet de la perfection divine, la sph\u00e8re \u00e9tant la figure g\u00e9om\u00e9trique parfaite par excellence. Mais cette argumentation n\u2019\u00e9tait pas une d\u00e9monstration physique, car Aristote ne disposait \u00e9videmment d\u2019aucun moyen exp\u00e9rimental pour s\u2019assurer de la sph\u00e9ricit\u00e9 des plan\u00e8tes et des \u00e9toiles.<\/p>\n

En ce qui concerne la Lune, le philosophe adopta une explication attribu\u00e9e aux pythagoriciens, \u00e0 savoir que les aspects observ\u00e9s de la Lune au cours de ses diff\u00e9rentes phases correspondent \u00e0 un corps sph\u00e9rique dont une moiti\u00e9 est illumin\u00e9e par le Soleil. Quant \u00e0 la rotondit\u00e9 de la Terre, la preuve donn\u00e9e par Aristote est originale : il remarqua qu’une \u00e9clipse de lune est caus\u00e9e 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 sph\u00e9ricit\u00e9 de notre habitacle.<\/p>\n

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Selon Aristote, les \u00e9clipses de lune prouvaient la rotondit\u00e9 de la Terre. En effet, si la Terre \u00e9tait carr\u00e9e, ou triangulaire, son ombre projet\u00e9e sur le disque lunaire au moment d’une \u00e9clipse n’aurait pas la forme circulaire observ\u00e9e. Ce raisonnement g\u00e9om\u00e9trique est illustr\u00e9 dans plusieurs ouvrages anciens d’astronomie, dont, \u00e0 gauche, le Livre de Cosmographie de Petrus Apianus (ici dans la traduction fran\u00e7aise de 1581) et, \u00e0 droite, le splendide Livre de la Description du Monde (1732) de l’astronome turc Mustafa ibn Abdullah, alias Ketip \u00c7elebi.<\/figcaption><\/figure>\n
Grandeurs et Distances de la Lune et du Soleil<\/h5>\n

L’astronomie grecque a connu son \u00e2ge d’or \u00e0 Alexandrie. Depuis sa fondation sous le r\u00e8gne de Ptol\u00e9m\u00e9e S\u00f4ter au IIIe\u00a0si\u00e8cle av.\u00a0J.-C., l\u2019\u00e9cole d\u2019Alexandrie a rassembl\u00e9 de g\u00e9niaux math\u00e9maticiens et g\u00e9om\u00e8tres, tels Euclide, Archim\u00e8de ou Apollonios. Les plus grands astronomes de l\u2019Antiquit\u00e9, Aristarque de Samos, \u00c9ratosth\u00e8ne, Hipparque, jusqu\u2019\u00e0 Ptol\u00e9m\u00e9e (IIe\u00a0si\u00e8cle apr.\u00a0J.-C.), y travaill\u00e8rent \u00e9galement.<\/p>\n

Aristarque (310-230 av. J.-C.) est aujourd\u2019hui connu pour avoir \u00e9mis le premier l’hypoth\u00e8se h\u00e9liocentrique, c\u2019est-\u00e0-dire que le Soleil si\u00e8ge au centre du syst\u00e8me du monde, et non pas la Terre comme on le croyait alors. Son \u00e9nonc\u00e9 ne figure dans aucun trait\u00e9 connu, mais il a \u00e9t\u00e9 rapport\u00e9 par Archim\u00e8de et par Plutarque. Le seul trait\u00e9 d\u2019Aristarque qui nous soit parvenu porte sur les grandeurs et les distances du Soleil et de la Lune.<\/p>\n

L\u2019astronome alexandrin a enti\u00e8rement renouvel\u00e9 cette question, d\u00e9j\u00e0 \u00e0 l\u2019\u00e9tude depuis le IVe s. Les pythagoriciens avaient \u00e9chelonn\u00e9 les hauteurs des astres selon des intervalles musicaux. Eudoxe, brillant disciple de Platon, avait estim\u00e9 le diam\u00e8tre du Soleil \u00e0 neuf fois celui de la Lune. Aristarque, lui, imagina une ing\u00e9nieuse m\u00e9thode g\u00e9om\u00e9trique pour calculer les rapports de distance du Soleil et de la Lune. Il trouva que le Soleil est situ\u00e9 \u00e0 une distance comprise entre 18 et 20 fois celle de la Lune (en r\u00e9alit\u00e9 il est 400 fois plus loin). Par un raisonnement fond\u00e9 sur les observations d’\u00e9clipses de Lune, il d\u00e9termina que le diam\u00e8tre de la Lune est le tiers de celui de la Terre, ce qui est tr\u00e8s proche de la r\u00e9alit\u00e9. Il annon\u00e7a \u00e9galement que le diam\u00e8tre du Soleil est 7 fois sup\u00e9rieur \u00e0 celui de la Terre.<\/p>\n

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Dans son trait\u00e9 “De magnitudinibus et distantiis solis et lunae” (Distances et grandeurs du Soleil et de la Terre), Aristarque de Samos d\u00e9montre que le Soleil est situ\u00e9 \u00e0 une distance de la Terre comprise entre 18 et 20 fois celle de la Lune. La proposition 13, accompagn\u00e9e de nombreuses scolies, traite du rapport des diam\u00e8tres de la Lune et du Soleil tel qu\u2019il se d\u00e9duit de la ligne sous-tendant l\u2019arc qui divise les parties \u00e9clair\u00e9es et obscures de la Lune au cours d\u2019une \u00e9clipse.
Edition de 1498 imprim\u00e9e \u00e0 Venise.<\/figcaption><\/figure>\n

\"\"<\/a>M\u00eame si Aristarque a largement sous-estim\u00e9 la taille du Soleil, puisqu\u2019en r\u00e9alit\u00e9 il est 109 fois plus grand que le globe terrestre, il aboutit \u00e0 l’essentiel\u00a0: l\u2019astre du jour est beaucoup plus gros que la Terre. C’est pr\u00e9cis\u00e9ment ce r\u00e9sultat qui le conduisit \u00e0 l’hypoth\u00e8se h\u00e9liocentrique. En effet, raisonna-t-il, dans ces conditions il est logique de penser que c\u2019est la Terre et les autres astres qui tournent autour du Soleil, plut\u00f4t que l\u2019inverse. J’ai racont\u00e9 l’histoire de cet exploit intellectuel dans mon roman scientifique Le B\u00e2ton d’Euclide<\/strong><\/a>. Aristarque \u00e9tait un pr\u00e9curseur : il faudra attendre 1543 et l\u2019\u0153uvre de Copernic pour que l\u2019hypoth\u00e8se h\u00e9liocentrique soit de nouveau avanc\u00e9e, cette fois avec succ\u00e8s.<\/p>\n

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Reconstitution imaginaire (XIXe si\u00e8cle) d’Hipparque effectuant une observation astronomique \u00e0 l’aide d’un b\u00e2ton de Jacob.<\/figcaption><\/figure>\n

Un si\u00e8cle apr\u00e8s Aristarque et toujours \u00e0 Alexandrie, Hipparque a d\u00e9velopp\u00e9 une th\u00e9orie compl\u00e8te de la Lune. Il d\u00e9finit les longueurs du mois synodique (ou lunaison<\/em>, p\u00e9riode durant laquelle la lune revient \u00e0 la m\u00eame position par rapport au soleil), du mois draconitique (p\u00e9riode durant laquelle la Lune revient \u00e0 sa m\u00eame position par rapport aux n\u0153uds de son orbite), et du mois anomalistique (p\u00e9riode durant laquelle la Lune retourne \u00e0 son p\u00e9rig\u00e9e ou \u00e0 son apog\u00e9e). Les immenses am\u00e9liorations apport\u00e9es par Hipparque dans les th\u00e9ories des mouvements apparents de la Lune et du Soleil lui permirent de traiter avec plus de succ\u00e8s que ses pr\u00e9d\u00e9cesseurs le probl\u00e8me de la pr\u00e9diction des \u00e9clipses, qui de tout temps avait suscit\u00e9 le plus grand int\u00e9r\u00eat. Hipparque d\u00e9veloppa notamment la m\u00e9thode d\u2019Aristarque : observant, lors d’une \u00e9clipse lunaire, le diam\u00e8tre angulaire de l’ombre de la Terre \u00e0 la distance de la Lune, et le comparant avec les diam\u00e8tres angulaires connus du Soleil et de la Lune (un demi-degr\u00e9), il obtint une relation entre les distances Terre \u2013 Lune et Terre – Soleil, donnant l’une quand l’autre est connue. Le trait\u00e9 original d’Hipparque est perdu, mais c’est Ptol\u00e9m\u00e9e, dans l\u2019Almageste (livre V,11 ), qui rapporta ses travaux.<\/p>\n

Plus tard, en l’\u00e2ge d’or de l’astronomie arabo-musulmane puis dans le Moyen-Age occidental, la m\u00e9canique des \u00e9clipses de Lune a \u00e9t\u00e9\u00a0 approfondie, en partie pour des raisons astrologiques.<\/p>\n

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Deux trait\u00e9s d’astronomie arabo-musulmane traitant du m\u00e9canisme des \u00e9clipses lunaires. A gauche, Al-Biruni (973\u20131050), \u00e0 droite Al-Qazwini (1203-1283)<\/figcaption><\/figure>\n
Ombre, p\u00e9nombre et Lune rousse<\/h5>\n

Quand la Lune passe dans l’ombre de la Terre, la lumi\u00e8re du Soleil est masqu\u00e9e. Une \u00e9clipse de Lune est visible en tout lieu de la Terre situ\u00e9e sur la face nocturne. Pour une raison g\u00e9om\u00e9trique \u00e9vidente, les \u00e9clipses lunaires ne peuvent \u00eatre vues qu’au moment de la pleine lune.<\/p>\n

La Terre projette derri\u00e8re elle un c\u00f4ne d\u2019ombre dont le sommet s\u2019obtient en tra\u00e7ant les tangentes communes au globe solaire et au globe lunaire. Tout corps contenu dans ce c\u00f4ne d\u2019ombre n\u2019est atteint par aucun rayon solaire direct. Un second c\u00f4ne, plus large que le pr\u00e9c\u00e9dent, est form\u00e9 des tangentes communes int\u00e9rieures aux globes du Soleil et de la Terre. Il est appel\u00e9 c\u00f4ne de p\u00e9nombre<\/em> parce que tout corps contenu dans ce c\u00f4ne ne re\u00e7oit l\u2019\u00e9clairement que d\u2019une partie du disque solaire.<\/p>\n

Une \u00e9clipse lunaire est dite \u201c\u00a0centrale\u00a0\u201d lorsque l\u2019ombre de la Terre recouvre compl\u00e8tement le disque lunaire, \u201c\u00a0partielle\u00a0\u201d lorsque l\u2019ombre le recouvre incompl\u00e8tement, et \u201c\u00a0par la p\u00e9nombre\u00a0\u201d lorsque le disque lunaire est \u00e9pargn\u00e9 par l\u2019ombre tout en passant dans la p\u00e9nombre.<\/p>\n

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Les \u0153uvres compl\u00e8tes du philosophe Pierre Gassendi comprennent un tome enti\u00e8rement consacr\u00e9 \u00e0 l’astronomie (1658). Il donne une description g\u00e9om\u00e9trique claire des \u00e9clipses de Lune par l’ombre et par la p\u00e9nombre.<\/figcaption><\/figure>\n

Comme l’ombre de la Terre est beaucoup plus grande que le diam\u00e8tre de la Lune \u00e0 une distance de 384 000 km, la Lune peut \u00eatre assombrie pendant 1 heure 47 minutes d’\u00e9clipse centrale\u00a0: c\u2019est la dur\u00e9e th\u00e9orique maximum, tr\u00e8s rarement atteinte.<\/p>\n

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Repr\u00e9sentation d’une \u00e9clipse partielle de Lune observ\u00e9e en 1748 par Tobias Mayer. La carte d\u00e9taill\u00e9e de la Lune indique les r\u00e9gions du relief lunaire obscurcies ou non par l’ombre de la Terre, tandis que la mappemonde terrestre donne les lieux de visibilit\u00e9 de l’\u00e9clipse.<\/figcaption><\/figure>\n

La Lune reste visible m\u00eame au plus fort d’une \u00e9clipse, comme un objet aux contours impr\u00e9cis, d\u2019une teinte courant du rouge vif au rouge cuivr\u00e9. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne de la Lune rouge, qui a tant frapp\u00e9 les peuples anciens, est d\u00fb au fait que l’atmosph\u00e8re de la Terre r\u00e9fracte vers la surface lunaire une partie de la lumi\u00e8re de son c\u00f4t\u00e9 expos\u00e9 au Soleil.<\/p>\n

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Cette illustration d’un c\u00e9l\u00e8bre trait\u00e9 de Sacrobosco r\u00e9imprim\u00e9 en 1488 montre les diff\u00e9rences de la couleur de la Lune lors d’une \u00e9clipse, selon qu’elle se situe dans la p\u00e9nombre ou dans l’ombre de la Terre.<\/figcaption><\/figure>\n

En traversant l’atmosph\u00e8re terrestre, la lumi\u00e8re solaire r\u00e9fract\u00e9e s\u2019appauvrit en lumi\u00e8re bleue en faveur de la lumi\u00e8re rouge \u2013 car les courtes longueurs d’onde de la lumi\u00e8re visible (violet et bleu) sont plus diffus\u00e9es par l\u2019atmosph\u00e8re que les grandes longueurs d’onde (rouge et orange). Les poussi\u00e8res et les particules de fum\u00e9e en suspension dans l\u2019atmosph\u00e8re accentuent cet effet\u00a0: plus elles seront nombreuses au moment de l’\u00e9clipse, plus le rouge sang vif couvrira la face de la Lune.<\/p>\n

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A gauche, les deux vues de la Lune au cours d’une \u00e9clipse partielle ont \u00e9t\u00e9 dessin\u00e9es pour “Le Ciel” d’Am\u00e9d\u00e9e Guillemin, c\u00e9l\u00e8bre ouvrage d’astronomie populaire de la seconde moiti\u00e9 du XIXe si\u00e8cle qui rivalisa avec celui de Camille Flammarion.
A droite, colorations vari\u00e9es de la Lune pendant les \u00e9clipses, dessin\u00e9es par Lucien Rudaux pour son ouvrage \u00e9galement intitul\u00e9 “Le Ciel”, paru en 1923. Les \u00e9clipses lunaires concern\u00e9es sont celles du 10 mars 1895, du 17 d\u00e9cembre 1899 et du 11 avril 1903.<\/figcaption><\/figure>\n

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Pour finir avec les techniques de visualisation modernes, voici une somptueuse vid\u00e9o de l’\u00e9clipse lunaire du 21 d\u00e9cembre 2010, jour du solstice d’hiver, prise par l’astronome amateur am\u00e9ricain William Castleman depuis la Floride. Le “time-lapse” (en acc\u00e9l\u00e9r\u00e9) permet de voir l’ombre de la Terre manger progressivement le disque brillant de la Lune, jusqu’\u00e0 ce que celle-ci se colore d’un impressionnante teinte rouge sang au moment de la totalit\u00e9.\u00a0 Ce qui me s\u00e9duit en outre dans cette vid\u00e9o (on en trouve de nombreuses autres du m\u00eame type sur Internet), c’est que l’auteur a eu la belle id\u00e9e de l’illustrer musicalement par un extrait du Nocturne pour orchestre et ch\u0153urs de Claude Debussy intitul\u00e9 “Sir\u00e8nes”. Cela nous change agr\u00e9ablement des illustrations sonores habituelles et intempestives recourant \u00e0 la pire des vari\u00e9t\u00e9s am\u00e9ricaines.<\/p>\n

Peut-\u00eatre, si vous trouvez un bon poste d’observation, aurez-vous la chance de contempler un tel spectacle ce vendredi soir…<\/p>\n\n\n