GALILÉE, UN HOMME DE SCIENCES CONTRE L'ÉGLISE

Le procès de Galilée. Extrait de William Bixby.

Le monde serait sans doute différent si Galilée n’avait pas existé: son destin où se mêlent sciences, théologie et politique ont mis en valeur ses démonstrations physiques et ses observations astronomiques, au lieu de les faire taire.

Galileo Galilei est né en 1564, à Pise, il est l’aîné d’une famille de six enfants. Son père était le descendant désargenté d’une noble famille de Florence, mais aussi un mathématicien chevronné et un musicien. Dès sa prime enfance, Galilée fait preuve de grandes capacités intellectuelles et une formidable inventivité. Il suit ses études au monastère de Vallombrosa, dans les montagnes toscanes, où il apprend notamment le latin et le grec, ainsi que la logique. Il est alors tenté par une vie monastique, mais son père l’inscrit à l’université de Pise en 1581, où il poursuit des études de médecine.

Cette année-là, en regardant les mouvements d’un chandelier suspendu au plafond de la cathédrale, il observe que le temps de l’oscillation est le même quelle que soit la distance parcourue. En 1583, il approfondit ses observations sur la dynamique du pendule : il démontre que les mouvements d’un pendule dépendent de sa longueur. Mais ce que son père craignait par-dessus tout finit par arriver : Galilée surprend un cours de géométrie et ce qu’il découvre le détourne immédiatement de la médecine. Il se lance dans les études de mathématiques, rattrapant ses années de retard avec une facilité déconcertante. Il quitte l’université, diplômé, en 1585 et retourne vivre à Florence.

Il invente alors la balance hydrostatique, dont il se sert pour ses travaux sur la gravité. En 1588, il écrit un traité sur la gravité des solides, qui lui donne une certaine renommée et lui permet d’obtenir un poste de professeur de mathématiques à l’université de Pise. Il n'a alors que 24 ans ! Mais ses recherches le mènent déjà à une impasse : ses travaux sur les principes de la dynamique vont à l’encontre de la physique d’Aristote, il est alors contraint de quitter l’université. Lorsque son père meurt, en 1591, il doit alors assurer sa nouvelle position de chef de famille et accepte un nouveau poste à l’université de Padoue. Il se révèle encore une fois extrêmement brillant, attirant des élèves de toute l’Europe et devant occuper l’amphithéâtre le plus grand pour recevoir 2 000 personnes lors de certaines conférences très courues. Il occupe cette position jusqu’en 1610.

En 1590, il établit le lien entre la distance parcourue par un corps en chute libre et le temps qu’il met à parcourir cette distance. L’oeuvre de Galilée a eu un effet immédiat sur ses contemporains : le toscan suggère que les lois de la nature ne dépendent pas de Dieu, et que les mystères pouvaient tous trouver une explication par le biais de l’expérience et l'observation scientifique des faits. Galilée ne sera pas l’inventeur du concept d’inertie, mais ces travaux ouvrent la voie à Isaac Newton, qui complétera son travail un siècle plus tard. Et au xx* siècle, Albert Einstein s’appuiera sur la physique de Galilée pour la théorie de la relativité.

En 1593, il construit le premier thermoscope, l’ancêtre du thermomètre qui permet d’observer les différences de températures, grâce à un flacon immergé dans un récipient plein de liquide. Entre 1604 et 1609, ses recherches sur le déplacement des objets en chute libre lui permettent de montrer que c'est l’accélération, et non la vitesse, qui caractérise les forces dynamiques agissant sur l’objet. Il parvient à prouver que des corps de masses différentes subissent la même accélération sous l’effet de la gravité. Il est alors le premier à formuler correctement les lois cinématiques des corps en chute libre.

Malgré son adhésion aux idées de Copernic, il poursuit pendant ce temps son enseignement en restant fidèle à la théorie officielle. En réalité, il attend l’opportunité de discréditer définitivement les vieux principes d’Aristote... En 1608, lorsque Hans Lip- pershey, un opticien allemand, invente le premier télescope, il sait que son heure est venue!

Il commence à observer le ciel avec le télescope qu’il améliore en 1609, à partir des lois sur la réfraction de la lumière. Avec cet instrument, il découvre un très grand nombre de corps célestes que l’on ne pouvait distinguer à l’oeil nu jusque-là et il prouve que la voie lactée est composée d’un nombre incalculable d’étoiles. Il prouve que la lune n’est pas un disque lumineux et les taches solaires que l’on prenait jusque-là pour des éléments de la géographie du soleil. Il découvre les phases de Vénus et les satellites de Jupiter, il leur donne les noms des membres de la famille Médicis qui dirige alors la Toscane. Ses observations du système solaire renforcent son soutien à la théorie de Copernic. Jusqu’en 1613, il réalise un très grand nombre de découvertes qui révolutionnent pour toujours le monde de l’astronomie.

En septembre 1610, il quitte Padoue et retourne à Florence. Le sénat de Venise lui a en effet accordé un salaire à vie pour ses recherches, et il est nommé « philosophe et mathématicien extraordinaire » par le grand duc de Toscane.

Mais petit à petit, il comprend que ses travaux dérangent. En 1616, l’Église met à l’index les textes de Copernic, on lui conseille d’abandonner ses théories qualifiées d’hérétiques : officiellement, la terre ne tourne toujours pas autour du soleil... Il publie son Discours sur le flux et le reflux dans lequel il s’appuie sur sa vision héliocentrique de l’univers et ses observations de la Lune pour démonter le processus des marées.

Finalement, en 1632, Galilée est traduit devant le Tribunal de l’inquisition pour son soutien à la théorie de Copernic à travers le livre Dialogue sur les deux grands systèmes du monde. Commandé par le pape Urbain VIII, cet ouvrage est censé mettre en balance les deux théories concurrentes, celle d’Aristote et celle de Copernic. Mais le ton des personnages révèle la pensée profonde de Galilée et son penchant pour la théorie copernicienne.

Après un long procès, durant lequel on le menace de torture physique, il est condamné par l’Église à renoncer publiquement à ses affirmations et à l’emprisonnement à perpétuité. La peine est commuée en résidence à vie, Galilée finira alors ses jours dans sa villa de Bellosguardo, à l’extérieur de Florence, n’ayant plus de contact avec le monde extérieur. Sa famille est quasiment décimée par une épidémie de peste, seuls survivent les enfants qu’il a eus avec Marina Gamba, celle qui a partagé sa vie sans jamais qu’ils ne soient mariés.

En 1638, très affaibli et presque aveugle, il pose des principes nouveaux pour les nombres infinis. Il découvre que les notions d’égalité et que les rapports de supériorité ou d’infériorité qui s’appliquent aux groupes finis ne s’appliquent pas de la même façon aux groupes infinis.

Il meurt en 1642. La ville de Florence lui rend hommage à peine cinq ans après sa mort en faisant ériger une statue à son effigie dans l'église Santé Croce où il est enterré. Un culte pour cet homme qui a révolutionné la vision du monde en posant les fondations d’une physique moderne. Justice lui est enfin rendue en 1992 : l’Église catholique a fini par reconnaître officiellement que Galilée avait raison : la terre tourne bien autour du soleil.

« E pur si muove ». Cette phrase restée gravée dans l’histoire est attribuée à Galilée. Il l’aurait prononcée à l’issue de son procès, alors qu’il a été condamné à l’abjuration de ses théories. Les spécialistes ne trouvent aucune attestation officielle de cette expression, du vivant de Galilée. On trouve pourtant une trace contemporaine de la phrase sur une peinture des années 1640 qui représente le savant au fond d’un cachot.

Cette phrase résume en elle-même « l’affaire Galilée », la lutte entre les théologiens et les scientifiques coperniciens entamée en 1610 et qui culmine en 1632 avec le procès intenté par l’Église contre le savant : malgré sa condamnation extrêmement lourde et symbolique pour l’époque, Galilée n’a jamais renoncé à soutenir ses découvertes. Par amour de la science et pour le bien de l’humanité.

À RETENIR...

• En 1581, Galilée observe que le temps d’oscillation d’un chandelier est le même quelle que soit la distance qu’il parcourt. Il en conclut que le temps d’oscillation change selon la longueur du pendule.

• Il publie en 1588 un traité sur la gravité des solides. En 1590, il établit le lien entre la distance parcourue par un corps en chute libre et le temps qu’il met à parcourir une distance.

• Galilée construit l’ancêtre du thermomètre pour observer les températures. Il complète également sa première découverte sur le déplacement de corps en chute libre en prouvant que des corps de masses différentes accélèrent de la même façon sous l’effet de la gravité.

• Après un long procès commandé par l’Église, Galilée doit renoncer publiquement à ses théories et est consigné en résidence à vie. C’est lors de ce procès que Galilée aurait prononcé cette phrase célèbre « Et pourtant elle tourne ».

• En 1638, il découvre que les notions d’égalité et que les rapports de supériorité et d’infériorité s’appliquent différemment pour les groupes finis et infinis.

• Il faudra attendre près de 360 ans pour que l’Église catholique reconnaisse officiellement la théorie de Galilée selon laquelle la terre tourne autour du soleil.

Dans "Sciences & Connaissances", Paris, n. 4, avril/mai/june 2012, pp. 44-47. Adapté et illustré pour être posté par Leopoldo Costa