Copernic : sa découverte, et ce qu'il n'a pas démontré

Demandez autour de vous qui a découvert que la Terre tourne autour du Soleil : on vous répondra Galilée, parfois Newton. La réponse est un chanoine polonais mort en 1543, l’année même où son livre sortait des presses. Mais le mot « découverte » prête ici à confusion. Copernic n’a rien vu dans un instrument — la lunette n’existait pas encore — et il n’a pas prouvé que la Terre bouge. Ce qu’il a fait est à la fois plus modeste et plus puissant : montrer que si l’on déplace le point de vue, le ciel devient enfin cohérent. Voici ce qu’il a réellement apporté, et où s’arrêtait son dossier.

Un chanoine qui recalculait le ciel

Nicolas Copernic naît le 19 février 1473 à Toruń, en Prusse royale. Il étudie à l’université de Cracovie, puis en Italie, à Bologne et à Padoue, et obtient en 1503 un doctorat en droit canonique à Ferrare. Depuis 1497, il est chanoine du chapitre de Frauenburg, l’actuelle Frombork, au bord de la Baltique : c’est là qu’il passera l’essentiel de sa vie, administrateur le jour et astronome le reste du temps, d’après la biographie publiée par l’université de St Andrews.

Vers 1514, il met en circulation parmi ses amis un manuscrit d’une quarantaine de pages, le Commentariolus, le « petit commentaire ». Il n’y démontre rien ; il énonce des postulats, et ils sont vertigineux pour l’époque : la Terre n’est pas le centre de l’Univers, le Soleil l’est, la Terre tourne sur elle-même en un jour et autour du Soleil en un an, et les étoiles sont si lointaines que notre déplacement annuel reste invisible depuis le sol. La Bibliothèque nationale de France situe cette diffusion confidentielle dans les années 1511-1513. Aucune publication : Copernic va garder son système pour lui pendant près de trente ans.

Ce que le Soleil au centre fait gagner

Le premier gain concerne une anomalie que tout le monde observait sans l’expliquer. Mars, certains mois, ralentit dans le ciel, recule pendant quelques semaines, puis repart dans l’autre sens : c’est la rétrogradation. Le système de Ptolémée en rendait compte en ajoutant à chaque planète un petit cercle parcouru sur son grand cercle, un dispositif qui marchait mais qui ne répondait à rien. Chez Copernic, la rétrogradation n’est plus un phénomène réel : c’est un effet de notre propre mouvement, la Terre doublant Mars sur une orbite intérieure, comme un train qui en dépasse un autre et semble le faire reculer.

Le deuxième gain est un ordre. En plaçant le Soleil au centre, Copernic obtient une suite non négociable — Mercure, Vénus, la Terre et sa Lune, Mars, Jupiter, Saturne — et une relation directe entre la distance au Soleil et la durée de révolution : environ deux ans pour Mars, douze pour Jupiter, trente pour Saturne, comme le rappelle l’Encyclopédie de philosophie de Stanford. Plus une planète est loin, plus elle est lente. Le système géocentrique, lui, pouvait ranger les planètes dans presque n’importe quel ordre sans rien changer à ses prédictions. C’est cette cohérence interne que Copernic revendique : son modèle est plus harmonieux, et les huit planètes du Système solaire que nous comptons aujourd’hui s’inscrivent toujours dans son schéma.

1543 : un livre publié au bord de la tombe

Le déclencheur est un jeune mathématicien allemand, Georg Joachim Rheticus, qui séjourne auprès de Copernic de 1539 à 1541 et publie en 1540 une première présentation du système, la Narratio prima. Le manuscrit du De revolutionibus orbium coelestium, « Des révolutions des orbes célestes », est prêt pour l’impression le 29 août 1541. Il paraît en 1543 à Nuremberg, dédié au pape Paul III. L’éditeur Andreas Osiander y ajoute une préface anonyme qui présente l’héliocentrisme comme une simple hypothèse de calcul, et non comme une description du monde — une précaution que Copernic n’avait pas demandée. Il meurt le 24 mai 1543, à Frauenburg.

Ce qu’il n’a pas démontré

Deux limites, qu’il est honnête de nommer. D’abord, son modèle reste bâti sur des cercles parcourus à vitesse constante, et il a dû conserver des épicycles pour coller aux observations : les tables de calcul qui en sont tirées ne sont pas sensiblement plus précises que les anciennes. Il faudra Kepler et ses ellipses pour que les positions tombent juste, puis Newton et sa loi de la gravitation pour qu’on sache enfin pourquoi.

Ensuite, Copernic n’a pas prouvé que la Terre se déplace. L’Observatoire de Paris le dit sans détour : il faudra attendre plus d’un siècle et demi pour disposer d’une preuve du mouvement terrestre. Les observations à la lunette, soixante-dix ans plus tard, ont ruiné l’ancienne cosmologie sans trancher pour autant, et c’est tout le sujet de ce que Galilée a vraiment montré ; la mesure directe ne viendra qu’en 1838. Le livre de Copernic, lui, sera suspendu par Rome « jusqu’à correction » en 1616.

L’erreur à éviter, donc, est de faire de Copernic un homme qui aurait « vu » juste contre l’évidence, comme ceux qui avaient autrefois prouvé que la Terre est ronde par l’observation. Il a proposé une hypothèse plus simple, et l’a prise au sérieux assez longtemps pour en tirer toutes les conséquences. Si vous voulez voir ce qui l’a convaincu, suivez Mars de semaine en semaine quand la planète est visible : repérez sa position par rapport à deux ou trois étoiles fixes, notez-la tous les dix jours pendant trois mois. Le jour où elle recule, vous regarderez la Terre bouger.