Suite Le Temps

Suite Le Temps

 

Analemme autre façon de présenter l’équation du temps

 

Si, au cours de l’année, à 12 heures précises au début de chaque mois, nous avions marqué la pointe d’ombre de notre poteau sur le pavé, la forme d’un 8 nous serait apparue. (voir la courbe Analemme qui suit) : une ligne verticale à l’intérieur de l’analemme du 8 correspond à midi.

 

 

Analemme

 

 Comme on peut le voir sur les images, l’explication de la forme d’un 8 est évidente, c’est une représentation graphique semblable aux courbes de la « variation du temps » qui nous montre que la position du Soleil varie d’un mois à l’autre. Plusieurs logiciels d’astronomie permettent de voir l’Analemme sur différentes latitudes, on peut constater que le 8 n’est jamais parfait. Il y a toujours une portion plus petite que l’autre; dans l’hémisphère nord la petite boucle est vers le haut alors que dans l’hémisphère sud elle est vers le bas. Je croyais que l’explication de la différence de grosseur des boucles était reliée au fait qu’il y a 186 jours entre les équinoxes d’un côté et 178 jours de l’autre mais, d’après le dessin de J. Dassé, c’est encore le tilt de la Terre combiné à sa variation de vitesse qui en est la cause.

Autre représentation de l’analemme.

 

 

Analemme du programme SunGraph (extrait). © Robert C. Victor

 

Photo de l'Analemme : une caméra fixe a servi à photographier le Soleil de midi sur une même pellicule, la séance de poses a duré un an. Plus de 40 clichés ont été pris à exactement la même heure (midi) à différents jours au cours de l’année. La figure du 8 est évidente.

 

 

Auteur photographe Dennis di Cicco

 

Tel que mentionné par l’éditeur senior de Sky & Telescope  Dennis di Cicco, "Most people say you have to be nuts to attempt a year-long exposure of the Sun. Those who have succeeded will probably agree" (S&T, March 2000, p135).

Une année

 

Une année est par définition la période de temps que la Terre prend pour faire le tour du Soleil ; ce que les astronomes désignent comme une révolution. Quand débute l’année et quand finit-elle? Durant des siècles, en Angleterre, la nouvelle année débutait le 25 mars, dans d’autres pays, c’était à Pâques ou à l’équinoxe du printemps ou au 1er de janvier. Les Protestants n’étaient pas pour être d’accord avec le calendrier de l’église romaine. Ce n’est qu’en 1752, soit près de deux siècles plus tard, que l’Angleterre a finalement accepté le nouveau calendrier grégorien dont l’année débutait le premier janvier. Leur année de 1752 fut abrégée de 72 jours. En tant que bons Protestants, les gens sortirent sur la rue pour protester. Imaginez comment ce fut en Russie, le changement se fit lors de la révolution d’octobre en 1918 qui s’est pourtant produite en novembre selon le calendrier grégorien ! L’introduction du nouveau calendrier au travers cet immense territoire pris au-delà de deux ans.

Le début de l’an ?

Pourquoi le début de l’an est-il au milieu de l’hiver, le printemps avec tout son renouveau aurait été plus approprié comme point de départ d’une nouvelle année. Pourquoi le calendrier est-il si tordu, des mois de 28, 29, 30 et 31 jours et des mois comme septembre, octobre, novembre, décembre qui veulent dire en latin ; sept, huit, neuf, dix sont les neuvième, dixième, onzième et douzième mois ? Pour illustrer les résultats de ces incohérences, regardons un exemple simple : Des dirigeants d’une entreprise internationale décident de se rencontrer à tous les mois pour évaluer les résultats financiers de leur entreprise. Suite à leur réunion d’aujourd’hui est-ce que la rencontre va avoir lieu dans 28, 29, 30 ou 31 jours ? Est-ce que la prochaine réunion aura lieu un jour ouvrable ? Les rapports des ventes couvriront-ils les mêmes nombres de jours que le dernier rapport ? On voit tout de suite que la variation de la longueur des mois cause d’énormes problèmes dans les affaires; il faut constamment extrapoler dans les rapports de ventes, de paies, de taxes, etc. Pour ne pas avoir à se creuser les méninges on pourrait imaginer toutes sortes de trucs pour améliorer le calendrier : pourquoi pas 13 mois avec des mois de 28 jours, notre prochaine rencontre d’affaires aurait lieu toujours le même jour de la semaine : (13x28=364+1 jour de congé flottant). La complexité de notre calendrier vient du fait qu’il sert d’agenda pour commémorer des rites religieux et non d’horloge mensuelle ou annuelle pour les affaires.

 Les Égyptiens avaient un calendrier du temps d’Abraham qui servit de base au calendrier romain et par la suite au calendrier Julien au temps de Jules César. Mais après des millénaires, des corrections devaient être faites pour pouvoir fêter le printemps à l’équinoxe, au temps où le soleil se lève exactement à l’est et se couche exactement à l’ouest.

Le calendrier Grégorien (1582) apporta d’importantes corrections qui mirent fin au décalage des saisons et des années par rapport aux mouvements célestes, mais on conserva les mois comme tels. Une erreur stupéfiante fait que notre ère débute par l’an 0001 et non par l’an 0000, de sorte que l’an 0000 n’existe pas. La première préoccupation était de maintenir intacts les rites antiques de l’Église. Les savants de Grégoire XIII avaient pour mission de clarifier le calendrier, mais forcés de satisfaire tout le monde, ils ne purent faire de modifications profondes ! Croyez-le ou non on leur demanda une pleine lune lors de la naissance du Christ pour que Marie, Joseph et les Mages trouvent la crèche de Nazareth ! Il est aberrant de constater qu’après plus de 400 ans les Églises chrétiennes célèbrent encore Pâques à différentes dates. Essayer de changer certaines dates religieuses équivaut à l’anathème.

Bravo pour les astronomes, ils se fichent de notre calendrier et du premier janvier. Ils se réfèrent à l’équinoxe vernal comme début et fin de l’an : c’est en mars lorsque les jours et les nuits ont à peu près la même longueur et que le Soleil atteint sa mi-hauteur dans le ciel du printemps. Ils se servent des étoiles pour déterminer de façon très précise le début de l’équinoxe vernal. La précision de leurs télescopes en dépend. Le site Internet de la marine Américaines donne les dates et les heures des équinoxes jusqu’en 2020. http://aa.usno.navy.mil/data/docs/EarthSeasons.html

La sphère céleste

Le dessin suivant représente la sphère céleste cette voûte qui semble soutenir les étoiles lorsqu’on regarde le ciel par une nuit sans lune et sans nuages. Les astronomes ont choisi un point de départ parmi les étoiles pour établir des lignes de latitudes et de longitudes un peu comme sur nos cartes topographiques terrestres. Ce point se situe à la rencontre de la trace que fait le Soleil parmi les étoiles et la projection de l’équateur terrestre parmi les étoiles.

 

équinoxe vernal; le Soleil à la rencontre de l’équateur céleste et de l’écliptique.

 

Vous souvenez-vous de l’ombre du poteau du « parking » près de chez-vous ! D’après la longueur de l’ombre projetée on pouvait dire la saison. L’été, l’ombre était courte et l’hiver, très longue. Le Soleil couvre une plus grande distance à travers le ciel l’été et monte plus haut au-dessus de nos têtes. L’hiver, c’est le contraire : le soleil reste bas, en fait si nous étions dans le cercle arctique nous ne verrions même pas le Soleil au solstice d’hiver. La raison que c’est plus froid l’hiver est due à l’obliquité de la Terre. Tout le monde sait cela. Plus tard lorsque notre axe penche du coté opposé du Soleil c’est l’hiver. En fait le Soleil ne bouge pas c’est la Terre qui se déplace ; mais lorsqu’on regarde le ciel on a l’impression du contraire. Galilée risqua sa vie devant le pape Urbain VIII en chuchotant « et pourtant elle tourne » après avoir renié le système héliocentrique de Copernic qui venait d’être mis à l’index. On entend souvent les canadiens questionner pourquoi ils gèlent en hiver alors que la Terre est plus près du soleil ? C’est parce qu’on se croit le nombril du monde; en fait pour les milliards de terriens qui vivent dans l’hémisphère sud c’est l’été, alors pour eux c’est correct de dire qu’ils sont plus près du Soleil.

 

Diagramme Venn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dessins pour illustrer l’angle d’éclairage du Soleil en hémisphère nord comparé à celui de l’hémisphère sud, les angles sont précis.

 

Dessin du haut l’hémisphère nord de la Terre est en été alors que l’hémisphère sud est en hiver. Notez la différence des angles d’illumination; 113 degrés éclairés pour le Nord alors que le Sud n’est éclairé que de 67 degrés.

 

Ici c’est le contraire l’hémisphère nord est en hiver et le sud en été.

 

 

Angles du Soleil pour Montréal

 

 

Le graphique précédent montre jusqu’à quel degré le Soleil monte dans le ciel en été et comment bas il descend en hiver à Montréal.  “Pas surprenant qu’on gèle” : 46 degrés de différence est énorme lorsqu’on part de 68º.  A l’équateur, la différence est aussi de 46 degrés, mais 23 degrés sud du ZERO de latitude ou 23 degrés nord, l’effet n’est pas aussi évident qu’au Québec. Le graphique a été fait le 10 juin l’altitude du soleil était de 67 degrés.   

 

  Calendriers            

 

On sait qu’il y a 365 jours et  “¼”  dans une année, même Jules César savait cela, son astronome nommé Sosigène lui en était certain, c’est pourquoi le calendrier Julien avait 365 ¼ jours.

 

Si on démarrait une horloge atomique à l’instant même de l’avènement de l’équinoxe vernal, elle devrait additionner un jour toutes les 24 heures et totaliser 365 jours 5 heures 48 minutes et 46 secondes lors du prochain équinoxe vernal. Mais le Soleil ne se lève pas et ne se couche pas pour les 5 heures 48 minutes et 46 secondes. Notre horloge nous indiquerait que la Terre est en retard de près de 6 heures à la fin de son périple autour du Soleil. C’est pourquoi on donne à la Terre une chance de se rattraper tous les quatre ans. Six heures de retard la première année, 12 heures la deuxième, 18 heures la troisième et 24 la quatrième, qui seront contre balancées par un 29 de février tous les quatre ans. De cette façon, notre calendrier se tient plus ou moins synchronisé avec le Soleil.

Le Pape Grégoire XIII, qui a institué notre calendrier, a décidé de plus de supprimer le 29 de février aux années séculaires sauf si les deux premiers chiffres sont divisibles par 4.  (Ex. 1600, 2000, 2400). La moyenne annuelle de jours de notre calendrier actuel est de 365.2425 ce qui engendre une erreur de 1 jour tous les 3300 ans ! A partir de données fournies par les universités, j’ai fait un graphique de la date et de l’heure des équinoxes sur une période de plus de 500 ans.

 

années bissextiles 1994 à 2007  notez la légère baisse à tous les quatre ans

 Le graphique en dents-de-scie montre les heures de l’équinoxe vernal en mars des années 1994 à 2007. Si on part de l’année 1996, l’équinoxe suivant aura lieu le 21 mars 1997 à 13 :55 h, le suivant en 1998 aura lieu à 19 :55h, celui de 1999 aura lieu le 22 mars à 1 :46h ou 25 :46h pour notre graphique. Puis 2000 étant une année de 366 jours l’équinoxe aura lieu le 21 mars à 7 :35h. Comme on peut le constater le temps vernal est en retard d’environ 6 heures pour 3 années consécutives mais se corrige lors de la quatrième année bissextile qui a 366 jours. Quels sont les conséquence de ce phénomène; premièrement il faut comprendre pourquoi la terre n’arrive pas vis-à-vis le point vernal à temps tous les ans, pourquoi ce retard d’environ 6 heures. Ce retard est dû au fait que la rotation de la Terre n’est pas synchronisée avec sa révolution autour du Soleil.

 

 

 

 Au moment ou notre planète arrive vis-à-vis l’équinoxe après une révolution complète autour du soleil la Terre a tourné sur elle-même 365 ¼ tours. Après 2 ans elle a accumulé; 1/2 tour, après 3 ans; ¾ de tour et après 4 ans elle aura fait 1 tour complet de plus. Si on n’ajoutait pas un 366 ième jour à peu près tous les 4 ans il adviendrait le même problème que le Pape Grégoire XIII a dû faire face en 1580 ; il neigerait en été et on irait à la plage en janvier.

 

Années de 366 jours

 

 

 Ici j’ai dessiné un graphique qui représente l’évènement vernal à tous les cents ans de 1800 à 2500. Vous noterez que la trace ne revient pas exactement à son point de départ, mais la différence est petite environ 5 heures dans 600 ans. L’idée d’ajouter un jour (bissextile) à tous les 400 ans était géniale.

Le pape Grégoire XIII et moi en arrivons à peu près au même niveau de précision ! La bonne moyenne devrait être de 365.2422 jours par an. On pourrait conclure, en regardant ce graphique, que nos montres et horloges sont précises à plus ou moins 15 heures près.

 

Mois

 

Les noms étranges de nos mois viennent du calendrier latin. Au temps du fondateur de Rome; Romulus, le premier mois fut nommé en l’honneur du dieu Mars, puis suivait Avril qui signifiait second, Mai (pour la mère du dieu Mercure), Juin pour Junon ou jeune. Les six mois suivants n’avaient pas de noms propres : quintilis, sextilis, septembre, octobre, novembre, décembre, signifiaient 5, 6, 7, 8, 9, 10. Plus tard, vers 715 à 672 av. J.C., le roi de Rome, Numa Pompilius, ajouta 2 mois et les nomma Januarius et Februarius. La confusion du calendrier a débuté au moment où janvier devint le début de l’année tous les mois qui n’avaient pas de noms propres 5, 6, 7, 8, 9, 10 devinrent hors séquence. Décembre qui veut dire 10 est maintenant le 12 ième mois !  Le septième mois : juillet était nommé en l’honneur de Jules César et août en l’honneur de Auguste César.

 

Semaines

Dans la langue française, l’origine latine de la plupart des noms des jours de la semaine est reliée aux astres du système solaire.

1.    Lundi vient de Lunae dies qui signifie « jour de la Lune »

2.    Mardi vient de Martis dies qui signifie « jour de Mars »

3.    Mercredi vient de Mercoris dies qui signifie « jour de Mercure »

4.    Jeudi vient de Jovis dies qui signifie « jour de Jupiter »

5.    Vendredi vient de Veneris dies qui signifie « jour de Vénus »

6.    Samedi vient de Sambati dies qui signifie « jour du Sabbat »

7.    Dimanche vient de Dies dominicus  qui signifie « jour du Seigneur »

Dans la langue anglaise, l’origine des noms est plutôt reliée aux noms de divinités mythologiques.

1.    Monday signifie comme en français “jour de la Lune (Moon)”.

2.    Tuesday signifie Tyrsday “jour de Tyr”, dieu nordique de la guerre.

3.    Wednesday signifie “jour d’Odin (Woden)”, père céleste nordique.

4.    Thursday signifie “jour de Thor”, dieu nordique du tonnerre.

5.    Friday signifie “jour de Freya”, déesse nordique de la beauté et de l’amour.

6.    Saturday signifie “jour de Saturne”, dieu romain du temps.

7.    Sunday signifie “jour du Soleil” (Sun)”.

 

Corrections des horloges atomiques ?

 

Les horloges atomiques sont ajustées de temps à autre mais la durée de leur fréquence ou « tic-tac » ne change jamais. Nous avons mentionné plus haut que plusieurs horloges au césium ne pourraient pas différer de plus de 3 secondes dans un million d’années. Un tel énoncé ressemble drôlement à un slogan de vendeurs, remarquez qu’ils ne disent pas que les 2 horloges vont donner la bonne heure. Je me demande comment on pourra vérifier une horloge dans 1,000,000 d’années? A part ces fameuses horloges au césium, l’approximation la plus près d’un « temps uniforme » est le Temps Éphémère (ET), qui est une rotation astronomique tellurique calculée de façon très précise, les déplacements des plaques terrestres y sont considérés. En 1967, la 13ième Conférence Générale sur les Poids et Mesures a défini le système International (SI) de l’unité du « temps » ; la « seconde », en termes de « temps » atomique plutôt qu’en mouvement terrestre. Mais il faut tout de même s’assurer que nos horloges ״programmées״ et le mouvement des astres sur de longues périodes sont synchronisés.

Spécifiquement, une seconde a été définie comme   « la durée de 9,192,631,770 cycles de lumière micro-ondes absorbée ou émise par l’hyperfine transition atomique du césium-133 dans son état naturel non affecté par des champs externes ».  J’inclus le texte en anglais venant de sources différentes pour prouver que l’entente était générale : « In 1967, the 13th General Conference on Weights and Measures first defined the International System (SI) unit of time, the second, in terms of atomic time rather than the motion of the Earth. Specifically, “a second was defined as the duration of 9,192,631,770 cycles of microwave light absorbed or emitted by the hyperfine transition of cesium-133 atoms in their ground state undisturbed by external fields.”

 

La lumière parcourt 1 mètre dans .000000003335640952 seconde; donc si toutes nos horloges perdent leur temps, on pourra toujours retourner à cet étalon mais il faudra faire le vide puisque ce nombre vient de la vitesse de la lumière dans l’espace  299,792 k/sec.

Nous savons maintenant que la vitesse de rotation de la Terre varie très légèrement. Un jour naturel est parfois plus court ou plus long que la longueur du « Temps solaire moyen » ; cette différence est déjà considérée dans notre “Temps atomique moyen”. Ces variations annuelles de fractions de secondes sont reliées à des épiphénomènes astronomiques très complexes. C’est ce qui explique que parfois les horloges atomiques doivent être ajustées d’une seconde ou deux après un certain temps. On penserait que si on calculait la vitesse de la rotation de la Terre par rapport à une étoile située à 20 millions d’années lumière qu’on obtiendrait une mesure d’une très grande précision, oui en effet…mais notre temps de tous les jours est relié au lever et au coucher du Soleil et non pas aux étoiles.

 

Début du TEMPS   ( L’heure pour l’homme, l’éternité pour Dieu)

 

 

Au début du vingtième siècle Alexander Friedmann (1888-1925) et par la suite Georges Lemaître (18941966) ont élaboré une théorie de l’expansion de l’univers qu’ils présentèrent aux cosmologues de leur temps. Einstein qui préconisait un univers statique discrédita Friedmann pensant que ses preuves mathématiques étaient douteuses. Quelques années plus tard Friedmann étant décédé à 37 ans, Lemaître un jésuite Belge, se retrouva seul, tout comme l’avait été Galilée, pour vendre sa théorie face à « l’inquisition » représenté cette fois-ci par le "pape" Einstein un maître incontesté. Mais Lemaître avait alors un allié incontournable, Edwin Hubble qui venait de faire la preuve sans trop le savoir de la dilatation universelle par le red-shift des étoiles ou le décalage de la lumière provenant des nébuleuses. Face à l’évidence, Einstein renia sa propre théorie devant le modèle cosmologique de Lemaître.

Dans le modèle standard, pour décrire le Big Bang, on présume qu’il y a 15 milliards d’années, toute la matière, énergie, espace et temps sont sortis d’une singularité originale, ce que les cosmologues appelèrent l’époque inflationniste !  L’univers n’existait pas, puis tout d’un coup, l’univers existait ; ce qui implique que le temps venait de naître ! La température était de milliards de degrés et les pressions gigantesques firent que les premières phases du Big Bang furent très rapides.

 Mais comment mesurer ces évènements, nos horloges d’aujourd’hui peuvent-elles mesurer un temps où la lumière n’existait même pas. Lorsqu’on nous dit que l’univers a débuté ou existe depuis tant d’années on réfère à la formation de la matière alors que la température avait baissé à 10-10 k et à  la naissance de la lumière qui se répandait et rendait la masse en expansion visible.

 Il est normal de se demander ce qu’il y avait avant. Les cosmologues refusent de parler de création divine, dans le passé les religions ont trop souvent freiné l’évolution de la science en particulier celle de la cosmologie qui est la base de toutes les sciences. Ce qui existait avant le temps zéro on ne le sait pas encore, la quantité infiniment dense de l’énergie du début et les milliards de milliards de degré de température dépassent les lois de physique qu’on connaît actuellement. Il ne faut pas oublier que cette théorie a été confirmée seulement depuis 20 ans. Le pas scientifique franchi est énorme; le fait que l’homme ait découvert ses origines est fabuleux, la stupidité humaine est parfois déroutante mais son génie est sans limites, dommage que ce soit le legs d’une très faible minorité.

 

 Ce Big Bang, que souvent on représente comme une masse qui explose, n’est pas une représentation réaliste puisque d’après la théorie il n’y avait point de dimension ni de matière; ce que Einstein expliquait comme une déformation totale de l’espace-temps autrement dit c’était une explosion de l’espace et une explosion du temps. Le mathématicien Britannique, Roger Penrose en 1965, suggéra que l’Univers « avant » soit un point d’une densité infinie et de dimension zéro ; nommé “singularité”. Stephen Hawking en a déduit qu’en renversant le temps et qu’en utilisant le modèle des trous noirs, que le temps a dû avoir un début ; un point dans le passé où le temps tel qu’on le connaît a commencé. C’est le point dans le temps où il nous est impossible de reculer plus loin, l’extrême limite. Les frères des Écoles Chrétiennes nous disaient la même chose mais c’était relié à un miracle. Dès le premier chapitre, on a dit que le temps servait à définir des intervalles ou des changements. Si rien ne bouge ou rien ne change il n’y a pas moyen de mesurer le temps.

 

 

 

 

 

 

 

Les génies derrières la théorie du Big Bang.

 

Lors d’un interview à la BBC de Londres, Fred Hoyle un   savant Britannique, se servit du terme « big-bang » pour se moquer de la théorie de l’expansion universel que défendait le néo-américain Georges Gamow (1904-1968). Tout comme Einstein, Hoyle prônait un univers statique. Malgré le prodigieux génie de cet homme il refusait d’accepter les preuves scientifiques des ses adversaires, Einstein étant plus humble ou plus sensé s’inclina. Ce fut une bagarre d’une vie entre Hoyle et Gamow, un scientifique américain d’origine russe, qui supportait la théorie de Friedmann, son ancien maître. C’est peut être dû à la controverse que l’appellation big-bang générait que cette théorie très scientifique derrière ce nom baroque se confirma lentement mais sûrement. Hoyle, par le prodigieux bagage de connaissances qu’il laissa, permit aux chercheurs de notre génération de découvrir comment les étoiles ont pu fabriquer tous les éléments qu’on connaît dans l’univers à partir de l’atome d’hydrogène. Le meilleur atout de la théorie du Big Bang  fut qu’en 1948 Gamow prédit un rayonnement cosmique CBR ou « cosmic background radiation » qui aurait été émis lors de l’événement du Big Bang mais ce n’est que 50 ans plus tard que le satellite COBE en fit la preuve. Le satellite WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) construit de façon à percevoir les « cosmic microwave background » 35 fois mieux que le satellite COBE a permis aux scientistes d’évaluer l’âge de l’univers à 13.7 milliards d’années avec un facteur d’erreur de 0,2 milliard. Aussi les informations fournit par WMAP ont permis de calculer que l’univers consiste en 23% de matière sombre, 73% d’énergie sombre et 4% d’énergie ordinaire ce qui ouvre la porte à des recherches scientifiques d’un  monde à venir.

 

 

 

 

Le temps spatial

 

Les ingénieurs de la NASA ont dû fabriquer une horloge spéciale basée sur une journée de la planète Mars. De plus, cette horloge spatiale a dû être synchronisée avec nos horloges terrestres. Le temps, dans l’espace, varie proportionnellement à la vitesse et à la distance qui sépare l’observateur de la Terre. Sachant cela, imaginez la complexité de poser un satellite sur une planète située à des millions de kilomètres dont l’horloge de bord indique une heure différente de la nôtre ?  Néanmoins les scientistes de la NASA l’ont fait à répétition avec un pourcentage de succès impressionnant. La preuve cette photo saisissante du cratère Victoria de la planète  Mars.

 

 

Cratère Victoria de Mars
Credit: Mars Exploration Rover Mission, Cornell, JPL, NASA

 

 

addTemps sidéral

 

Le temps sidéral est déduit de la révolution de la Terre par rapport à des étoiles distantes et est naturellement déterminé par des observations nocturnes. La durée du jour sidéral par rapport au jour temps universel (UT) est de 23h 56m 04.0905s. En d’autres mots, un jour sidéral est plus court qu’un jour solaire moyen de 3 minutes et 56 secondes. Donc si nous multiplions 3 min 56 sec par 365.25 jours pour un an on obtient un total de 24 heures, autrement dit le temps sidéral sera un jour à l’avance du temps UT. Au moment du prochain équinoxe, les deux horloges se retrouvent indiquant à peu près la même heure ; 00:00:00 h. Le Temps sidéral » est une des constituantes du Temps Universel » et est calculé à Sèvres en France. Depuis le début de notre exposé on a répété que la Terre, en moyenne, tournait sur elle-même en 24 heures. C’était pour simplifier les choses; en réalité on sait que la Terre pivote sur elle-même en 23:56:04 heures, mais comme la Terre voyage dans l’espace en même temps qu’elle fait un tour tourne sur elle-même, il lui faut 3 minutes et 56 secondes de plus avant qu’un point de la Terre soit de nouveau parfaitement aligné avec le centre du Soleil. Si je me répète encore une fois c’est que ce phénomène physique qui n’est pas facile à comprendre.

 

Même lorsqu’un satellite géo-stationaire pointe continuellement son antenne de transmission vers la Terre, après 24 heures il a fait un tour complet sur lui-même puis qu’il a fait le tour de la Terre en même temps qu’elle. Il en est de même pour la Terre en faisant une révolution autour du Soleil elle fait un tour de plus sur elle-même, ce tour aditionnel vient du 4 m ou un degré de plus que la Terre fait à tous les jours.

 

 

Ce dessin représente la Terre comme une immense horloge. Sidérale. Le 21 septembre à minuit à notre montre l’horloge sidérale (du bas) est démarrée. Trois mois plus tard le 21 décembre la Terre qui représente notre horloge sidérale pointe toujours vers le 24 à minuit mais notre montre a pris 6 h de retard sur le temps sidéral. Un autre 3 mois plus tard le 21 mars la différence est de 12 h, un autre 3 mois le retard est de18 h et enfin après 12 mois notre montre est de nouveau synchronisée avec l’horloge sidérale mais avec 24 h de retard alors que l’aiguille des heures sur notre dessin pointe toujours vers une étoile lointaine.

Précession des Équinoxes

 

Pour comprendre ce qu’est le phénomène de la précession des équinoxes, il faut bien comprendre ce que sont les équinoxes. On sait que le Soleil va très haut dans le ciel en été et qu’en hiver il se tient très bas. Au printemps et à l’automne le soleil est à sa mi-hauteur dans le ciel. Au 21 mars et au 22 septembre le soleil se lève exactement à l’est et se couche exactement à l’ouest d’où le nom d’équinoxe de æquus «égal», et nox, noctis «nuit».  

 

 

source www.bnl.fr

 

Mais pour des astronomes cette « mi-hauteur » c’est la ligne de l’équateur projetée dans l’espace parmi les étoiles qui croise la ligne de l’écliptique. L’instant où le centre du Soleil franchit l’intersection de ces deux lignes est l’équinoxe. Cet événement est primordial et doit être enregistré chaque année de façon très précise; la précision de leurs horloges en dépend. Depuis des années on a enregistré au moment précis de l’équinoxe le déplacement du centre du Soleil parmi les étoiles sous différentes formes; soit sur papier ou sur plaques photographiques. Vous me direz que lorsqu’on voit le Soleil on ne peut pas voir les étoiles; d’accord mais les télescopes-ordinateurs qui enregistrent ces données eux peuvent les voir. Sur toutes les cartes célestes et dans les projections planétariums on voit toujours cette trace du Soleil et la trace que laisserait la Terre si son équateur était projeté parmi les étoiles. Ceci pour dire que ces deux lignes se croisent en deux points appelés : équinoxe vernal et équinoxe automnale.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ces points de rencontres malheureusement se déplacent très légèrement d’une année à l’autre dans un mouvement de va et vient qui dure 25,800 ans.

Rotation de l’axe des pôles parmi les étoiles

 

 

 Il y a des milliers d’années, la constellation que les Sumériens voyaient à l’équinoxe du printemps était le Taureau alors qu’aujourd’hui c’est la constellation du Poisson. L’arrivée prématurée ou le retard des Équinoxes est causée par la précession de l’axe de rotation de la Terre. La Terre est comme une toupie qui commence à ralentir elle oscille d’un coté à l’autre. La Terre oscille mais très très lentement et elle n’est pas près de s’arrêter.

 

 

 

 

Les astronomes ont aussi une heure moyenne sidérale. Il y a 86164.093 secondes dans un jour sidéral moyen calculé d’un équinoxe à l’autre….  Il y a 86164.101 secondes dans un jour sidéral moyen calculé par rapport à une étoile lointaine. Comme vous pouvez le constater la différence n’est pas énorme soit environ 3 secondes par an, résultat de la correction pour la récession des équinoxes et autres. L’heure sidérale est devenue elle aussi une heure atomique qui est ajustée pour compenser les minimes déplacements terrestres suite à l’effet des marées et à la précession des équinoxes et autres. Les horloges sidérales dans les grands observatoires sont maintenant des horloges atomiques reliées aux ordinateurs des grands télescopes. Quand les astronomes amateurs parlent d’ascension de droite d’un objet céleste ils réfèrent au temps sidéral.

 

 

 

 

Le Soleil, comme la Terre, pivote sur un axe par rapport aux étoiles (rotation). La Terre en tournant autour du Soleil (révolution) pointe son axe de rotation vers la polaire. Mais tout est dynamique dans cet univers en expansion. Les corps célestes voyagent, notre Soleil se dirige vers la constellation du Cygne (réf. : H. Reeves, Poussières d’Étoiles) et entraîne à sa suite tous ses satellites et ses lunes. Malgré ces déplacements, à de très grandes vitesses comparés à une vie humaine, ces phénomènes astronomiques nous apparaissent statiques tellement les distances sont grandes. Lorsqu’on parle de précession des équinoxes, conséquence de l’oscillation de l’axe terrestre, il faut comprendre que c’est sur une échelle de milliers d’années.

 

 Dans 12000 ans, notre étoile polaire sera Véga. Est-ce qu’il y aura encore des humains sur Terre ? Si oui, leurs descendants pourront attendre un autre 14000 ans pour que Polaris redevienne leur étoile polaire ?

Soleil vs Étoiles    

                 

 

Nous savons que c’est la variation de la vitesse de la Terre dans l’espace qui cause la variation du temps.  Si à minuit on regarde les étoiles dans un télescope de l’autre côté de la Terre, est-ce qu’on observe le même phénomène. C’est-à-dire si une étoile est au méridien à minuit est-ce qu’elle va l’être le soir suivant même si la Terre a changé sa vitesse dans l’espace ? Est-ce que les étoiles vont être en retard en février ou en avance en novembre comme le Soleil ? La réponse à cette question est oui et non.  Ce n’est pas facile à expliquer parce qu’on compare, toute proportion gardée, des centimètres avec des milliers de kilomètres. Premièrement il faut comprendre que suite à la rotation de la Terre et à son déplacement dans l’espace, les étoiles ne sont pas à la même place à la même heure d’un soir à l’autre. On sait que la Terre fait un tour sur elle-même en 23 :56 h, donc si on veut voir la même étoile d’un soir à l’autre il faut s’attendre à ce que cette étoile revienne dans notre champ de visée 4 minutes plus tôt que la veille à l’heure de nos montres .  Même si la Terre, à une certaine période, accélère sa course dans l’espace elle ne prend pas plus de temps pour tourner sur elle-même soit 24 h sidérales ou 23 h 56 m à nos montres. La position de la Terre dans l’espace va être un peu plus éloignée que prévue mais comparer à la distance des étoiles en années lumières ces quelques milliers de kilomètres de plus sont microscopiques. Donc dans notre champ d’observation on va retrouver notre étoile sensiblement à la même place que prévue du moins pour nous astronomes amateurs.

 

Distance parcourue dans 1 jour par la Terre environ 2.5 millions de kilomètres, soit environ 1 degré par jour par rapport au Soleil. Pour calculer la distance qui nous sépare d’une étoile proche, il faut la photographier en juillet avec un télescope de haute précision, noter sa position par rapport aux étoiles environnantes et faire de même en janvier soit six mois plus tard. Avec les ordinateurs d’aujourd’hui on peut comparer les deux photos et évaluer les micros déplacements des points et calculer l’angle des déplacements qui sont très faibles. En fait, la plus grande valeur d’angle obtenue est celle de l’étoile la plus proche de nous « Alpha du Centaure » qui est de 0,0002°. Pour les étoiles éloignées les astronomes se servent d’autres méthodes dont celle du red-shift.

      Ellipse ou Cercle ?

 

J’ai toujours voulu voir ce que l’orbite elliptique de la Terre avait réellement l’air toutes proportions gardées. J’ai donc entré toutes les données dans un programme Cad ; le diamètre du Soleil, celui de la Terre, les distances des deux Astres au plus loin (aphélie) et au plus près (périhélie) et j’ai laissé l’ordinateur faire le dessin qui suit. A première vue, j’ai cru avoir fait une erreur de données, mais non, la précision du programme Cad prouve que le cercle est réellement une ellipse même si de visu ce n’est pas perceptible.

 

 

Le diamètre du Soleil de 1,390,000 k apparaît comme un point comparé au milliard de kilomètres de l’écliptique. La Terre n’est qu’un grain de poussière invisible mais elle est réellement là. Comme vous pouvez encore le constater l’orbite est très peu elliptique, que cela ait autant effet sur le Temps est surprenant. 

 

Preuve vivante de l’existence du temps

 

 

Épilogue

 

La meilleure preuve de l’existence du temps est probablement le vieillissement chez les humains. Lorsqu’on est jeune nous n’avons pas l’impression de vieillir ou si on le sent c’est agréable de réaliser qu’on devient adulte en pleine possession de ses capacités. Mais, plus tard, on s’aperçoit que nos forces diminuent que notre visage se ride que nos muscles s’atrophient et que même nos cheveux changent. Le temps auquel on ne pensait même pas devient précieux, on court autant qu’avant mais pas aussi vite et pas pour les même raisons. On veut faire des choses, compléter les projets qu’on aime, on sent que le temps nous échappe il faut se dépêcher. Ou on part à la recherche de nourriture santé, de remèdes miracles, d’élixirs de jouvence mais le temps ne s’arrête jamais. La morale de cette histoire est qu’il faut savoir profiter du bon temps lorsqu’il nous entoure.

 

Un premier regard nous donne l’impression que le vieillissement fait parti de l’univers que le temps nous mène vers une fin apocalyptique ; les galaxies s’effondrent, les nébuleuses se dispersent, les étoiles perdent leurs splendeurs. Sur Terre tout vieillit, les montagnes s’usent, les arbres s’écroulent, tous les êtres vivants meurent.

 

 Mais un second regard, plus optimiste, nous montre un monde en évolution où la matière ne disparaît pas mais se transforme. La vie sur Terre est un constant renouveau, les jeunes remplacent les vieux et assurent la propagation des races animales et végétales. Sans le vieillissement de l’Univers la vie sur Terre ne pourrait pas exister ou ne pourrait pas se perpétuer.

 

 

J’espère que la lecture de ces pensées ouvrira un jour chez mon petit fils Arnaud, le goût de connaître.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Je remercie tous ceux qui m’ont aidé à écrire cet article merci aussi à ceux qui ont semé chez moi la soif du savoir soit par leurs enseignements ou par leurs livres.

 

Roger Guérin

 

Références :

 

Broquet Calculs Astronomiques

Hubert Reeves Poussières d’étoiles

Hawking Une brève Histoire du temps

Royal Observatory Greenwich London

The Calendar P. Courdec Universities Press

Observer’Handbook 2000 Royal Astronomical Society of Canada

Astronomie Astrophysique M.Seguin B.Villeneuve

Humanity’s quest for order and measure : J.Langone

a Briefer history of time : Stephen Hawking

Une brève Histoire du temps Stephen W. Hawking Flammarion

Einstein’s Cosmos Michio Kaku

Inventions 2000 cie12)!

BigBang Simon Singh

Unveiling The Edge of Time John Gribbin

http://www.cosmovisions.com/Anaximandre.htm

http://physics.nist.gov/GenInt/Time/revol.html

http://www.analemma.com/

http://fr.wikipedia.org/wiki/Temps_universel_coordonn%C3%A9

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quinoxe

http://perso.wanadoo.fr/bruno.jousselin/Grands%20horlogers.htm

www.astrosociety.org/education/publications/tnl/37/universe3f.html

BRUTON Eric - Histoire des horloges, montres et pendules - Paris, Atlas, 1983.
BUCHNER Alexandre & ROUILLÉ Philippe - Les instruments de musique mécanique - Paris, Gründ, 1992.
CARDINAL Catherine - Les montres et horloges - Rennes, Ouest-France, 1980.
CARDINAL Catherine - Ferdinand Berthoud, horloger mécanicien du roi et de la marine - La Chaux-de-Fonds, MIH, 1984.
CARDINAL Catherine - La montre, des origines au XIXème siècle - Fribourg, Office du Livre, 1985.
CHAPIRO Adolphe - Jean-Antoine Lépine, horloger (1720-1814) - Paris, l'Amateur, 1988.
DAVIS Hugh in CHOPIN Henri - Poésie Sonore Internationale - Paris, Jean- Michel Place, 1979.
FAESSLER François, GUYE Samuel, DROZ Edmond - Pierre Jaquet-Droz et son temps - Le Locle, Comité des Fêtes, 1971.
JAGGER C. - Montres et horloges - Paris, Princesse, 1977.
LANDES David S. - L'heure qu'il est - Paris, Gallimard, 1987.
MEIS Reinhard - Le Tourbillon - Paris, l'Amateur, 1990.
NEGRETTI Gianpiero - Horlogerie - Milano, LGO, 1993 (Paris, CELIV, 1993).
ROUILLÉ Philippe - Le grand livre des montres - Paris, Solar, 1991.
SABLIÈRE Jean - De l'automate à l'automatisation - Paris, Gauthier-Villars, 1966.
TIEGER Norbert - Horloges anciennes - Paris, Flammarion, 1991.
TISSOT André - Voyage de Pierre Jaquet-Droz à la cour du roi d'Espagne (1758-1759) - Neuchâtel, La Baconnière, 1982.
URESOVÁ Libuse - Montres et horloges - Paris, Artia/Gründ.                        Les gands horlogers 1986.http://timeuhren.free.fr/grandshorlogersfr.htm ptaff.ca/soleil/?lang=en_CA - 70k  

 

 

Il faut profiter du moment présent car l’heure est incertaine !

FIN
Hosted by www.Geocities.ws

1