QU'EST-CE QU'UNE ORRERY?

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Depuis des milliers d'années, les humains étudient les cieux, cherchant à trouver des modèles et la prévisibilité de leurs mouvements. Cette tradition remonte à la préhistoire, où les sociétés de chasseurs-cueilleurs attribuaient des caractéristiques aux astérismes et aux corps célestes. Et à partir du 2ème millénaire, les mages et les astronomes ont commencé à enregistrer les mouvements des constellations et des planètes à travers le zodiaque.

Dans l'antiquité classique, des tentatives ont commencé pour créer des astrolabes et d'autres appareils qui permettraient aux astronomes de savoir où se trouvaient les étoiles et les planètes à un moment donné. Celles-ci finiront par aboutir à la création de l'orrery, un dispositif mécanique qui tente de recréer le système solaire et les mouvements de ses planètes et lunes autour de notre Soleil.

Définition:

Traditionnellement, une orrerie est un modèle mécanique du système solaire, ou du moins des grandes planètes. Cet appareil est entraîné par un mécanisme d'horlogerie qui simule le mouvement des planètes (et, dans certains cas, des grandes lunes) autour du Soleil. Cette dernière caractéristique est essentielle, car la plupart des orreries connues ont été produites au début de la période moderne et après, lorsque le modèle héliocentrique du système solaire est devenu le modèle accepté.

Les orreries sont généralement entraînées par un mécanisme d'horlogerie avec un globe représentant le Soleil au centre et une planète à l'extrémité de chacun des bras. Ils ne sont généralement pas à l'échelle, en partie à cause de la difficulté de modéliser mécaniquement les distances impliquées, de l'excentricité des orbites de diverses planètes et des différences massives des planètes en termes de taille.

Bien que de nombreuses planétariums de travail aient été créés pendant l'Antiquité classique, la première orrerie de l'ère moderne a été produite en 1704 par les horlogers George Graham et Thomas Tompion. Le nom est dérivé de Charles Boyle, le 4e comte d'Orrery, en Angleterre, qui a chargé le célèbre luthier John Rowley d'en construire un en 1713 sur la base de la conception de Graham et Tompion.

Premiers exemples:

Le mécanisme d'Anticythère, qui date de ca. 150 - 100 avant notre ère, peut être considérée comme la première orrery qui existe encore. Découvert dans l'épave d'un navire en 1900 au large de l'île grecque d'Anticythère (d'où son nom), cet appareil se composait de mécanismes manuels qui représentaient les mouvements diurnes du Soleil, de la Lune et des cinq planètes connues à l'époque ( Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter).

Reflétant la vue cosmologique des Grecs, l'appareil était de nature géocentrique et a été utilisé comme une calculatrice mécanique conçue pour déterminer les positions astronomiques. Selon le philosophe romain Cicéron (106 - 43 avant notre ère), le philosophe grec d'origine syrienne Posidonius de Rhodes (vers 135 - 51 avant notre ère) a également construit un modèle planétaire. Avec la chute de l'Empire romain, l'art ne sera ressuscité qu'à la fin de la période médiévale.

En 1348, le médecin et horloger italien Giovanni Dondi a construit le premier mécanisme d'horloge connu qui affichait la position de la Lune, du Soleil, de Mercure, de Vénus, de Mars, de Jupiter et de Saturne le long de l'écliptique - selon le modèle ptolémaïque (géocentrique) du Système solaire. À l'heure actuelle, seul un récit écrit survit, mais il est extrêmement détaillé dans sa description des mécanismes impliqués.

Au cours du XVIe siècle, deux horloges astronomiques ont été construites pour la cour de Guillaume IV, Langrave de Hesse-Kassel (en Bavière moderne, Allemagne). Ceux-ci ont montré les mouvements du Soleil, de la Lune, de Mercure, de Vénus, de Mars, de Jupiter et de Saturne basés sur le système ptolémaïque. Ces horloges sont maintenant exposées au Musée de physique et d'astronomie et au Cabinet royal des instruments mathématiques et physiques (à Kassel et Dresde, respectivement).

Exemples modernes:

Grâce à la proposition de Copernic du modèle héliocentrique de l'Univers, de la loi d'Isaac Newton sur la gravitation universelle et d'autres découvertes qui ont eu lieu pendant la révolution scientifique, les orreries ont considérablement changé au début de la période moderne. Essentiellement, le modèle héliocentrique a simplifié les orbites apparentes des planètes autour du Soleil, au point qu'elles pourraient être représentées comme de simples cercles ou ellipses.

Comme indiqué, la première orangerie moderne a été créée en 1704 en Angleterre par les horlogers George Graham et Thomas Tompion. Cette conception a été donnée au fabricant d'instruments Jon Rowely, qui a ensuite produit une copie pour le prince Eugène de Savoie et a été chargé par son patron - Charles Boyle - de les construire pour lui-même et son fils John - qui allait devenir le 5e comte d'Orrery (et le 5e comte de Cork).

Entre 1665 et 1681, à Paris, Christiaan Huygens crée une machine planétaire héliocentrique qui représente une année et les cycles des planètes alors connues. Il publiera ensuite des articles décrivant ses fonctions en 1703. Le tableau «Un philosophe donnant une conférence sur l'orrerie dans laquelle une lampe est mise à la place du soleil », que Jospeh Wright a achevé en 1766, présente une orrerie de laiton comme pièce maîtresse.

Entre 1774 et 1781, le planétarium d’Eisinga a été construit à Franeker, aux Pays-Bas, par l’astronome frison amateur Eise Eisinga. Au centre du planétarium se trouve une orrerie qui montre les orbites des planètes sur la largeur du plafond de la pièce. La machine d'horlogerie qui l'alimente est en fonctionnement presque continu depuis son ouverture.

En 1764, Benjamin Martin a inventé un nouveau type d'orrerie qui reposait sur trois parties - le planétarium où les planètes tournaient autour du Soleil; le tellure, qui montrait l'axe incliné de la Terre et comment il tournait autour du Soleil; et le lunarium qui montrait les rotations excentriques de la Lune autour de la Terre. Cela a permis une représentation plus précise du système solaire, qui incluait les inclinaisons de la planète par rapport au soleil.

Orreries aujourd'hui:

Aujourd'hui, avec d'immenses quantités de puissance de calcul à faible coût disponibles, un logiciel a été développé pour calculer les positions relatives et les mouvements des corps du système solaire. Des exemples de ces «orreries numériques» comprennent une applet java utilisée au Département de physique de l'Université du Texas à Austin et Orrery, un visualiseur de système solaire du Geometry Center de l'Université du Minnesota (qui s'appuie sur Unix).

Il y a aussi le Digital Orrery, un ordinateur à usage spécial conçu pour modéliser les mouvements à long terme des planètes extérieures du système solaire. Construit en 1985, il a été construit pour répondre à une question de longue date sur le système solaire, qui est de savoir s'il est stable ou non (invariablement, la réponse était un grand non). Cet appareil est maintenant à la Smithsonian Institution à Washington, DC.

Et en 2013, la première orrerie virtuelle a été créée par la Fondation Cattle Point au DARK SKY Urban Star Park, situé à Oak Bay, en Colombie-Britannique. L'orrery est appelée «La promenade des planètes de la mer des Salish» et a été construite avec Google Maps pour éviter d'avoir un impact négatif sur le parc et sur l'Orca et les sanctuaires de faune à proximité. Cette orrerie s'est maintenant étendue au-delà du Star Park pour devenir la plus grande du monde, couvrant une distance de plus de 8 500 km (5 300 mi).

Le Soleil est situé dans le Star Park à Oak Bay (illustré ci-dessus) tandis que Pluton (la «planète» la plus éloignée) est située à Bamfield, du côté ouest de l'île de Vancouver, en Colombie-Britannique. Les objets de la ceinture de Kuiper sont situés au nord dans les petites villes d'Ucluelet et de Tofino tandis que l'objet le plus éloigné de notre système solaire - le nuage d'Oort - se trouve de l'autre côté de la mer à l'ambassade du Canada à Beijing, en Chine.

Pendant ce temps, des orreries physiques existent toujours dans de nombreux endroits. Par exemple, il y a The York Solar System Model Orrery, une piste cyclable spéciale construite en 1999 et entretenue par l'Université York au Royaume-Uni. Réparti sur 10,3 km (6,4 miles) de l'ancienne voie ferrée de la ligne principale de la côte est, ce modèle à l'échelle du système solaire contient toutes les planètes du système solaire, ainsi que des modèles des vaisseaux spatiaux Cassini et Voyager.

Il y a aussi le «Chemin des planètes Uetliberg – Felsenegg», qui suit un sentier de randonnée le long de l'Albis (une chaîne de collines en Suisse). Le chemin a été conçu par Arnold von Rotz pour être un modèle à l'échelle 1: 1 milliard du système solaire (où 1 mètre équivaut à 1 milliard de km). Le chemin va des villes d'Uetliberg à Felsenegg (qui est à environ 2 heures de marche) et a ouvert le 26 avril 1979.

Chaque planète est représentée par un grand orbe qui est monté sur un rocher ou fixé à l'intérieur d'un (selon leur taille) et a un signe qui inclut la place du corps dans le système solaire et leurs informations de base (comme le diamètre équatorial, la vitesse de rotation, etc. .)

Il y a aussi The Human Orrery, qui est situé à l'Armagh Observatory, en Irlande du Nord. Cette orrerie permet aux gens de jouer le rôle des planètes de Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter et Saturne, ainsi que Cérès et deux comètes (1P / Halley et 2P / Encke). En raison de leur immense distance et du fait que l'orrery est à l'échelle, Uranus et Neptune ne sont pas inclus.

Depuis nos humbles débuts en tant que chasseurs-cueilleurs qui ont regardé les étoiles et discerné des motifs dans leur apparence, l'humanité a parcouru un long chemin en termes de compréhension de l'Univers. Alors que nous avons inventé des appareils pour regarder plus profondément dans le ciel nocturne, et même explorer l'espace directement, nos modèles ont évolué en conséquence, augmentant en termes de précision et de complexité.

Cette tradition se poursuit, avec plus de mission d'étudier et d'explorer le système solaire extérieur en cours. Les futures orreries profiteront probablement de tout cela, en exploitant de nouvelles technologies et de nouvelles informations pour créer des représentations encore plus détaillées et intéressantes de notre fond cosmique!

Nous avons écrit de nombreux articles intéressants sur les planètes ici à Space Magazine. Voici le Guide du système solaire, Quel est le modèle géocentrique de l'univers?, Qu'est-ce que le modèle héliocentrique de l'univers?, Quelle est la différence entre le modèle géocentrique et héliocentrique du système solaire?, Et Combien de planètes sont dans le solaire Système?

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