XVIe-XVIIe siècle :Galilée

	Galileo galilei, dit Galilée est né en 1564 à Pise, et est mort en 1642 à Arcetri. C’est un des plus grands physiciens et astronomes de son époque. Il découvrit l’existence des taches solaires, des satellites de Jupiter (nous détaillerons cette découverte extraordinaire pour le monde scientifique ultérieurement) et de nombreuses autres planètes telles que Saturne et Mars grâce à l’amélioration d’une lunette astronomique d’un grossissement remarquable pour l’époque.
	Galilée dut renier toute sa théorie concernant le système héliocentrique de Copernic sous peine d’être torturé par l’inquisition qui le condamna en juin 1633, pour motif d’hérésie, et qui l’empêcha de publier tout ce qui concernait l’astronomie.

Avant sa condamnation, Galilée réalisa une de ses plus célèbres expériences bien qu’elle fût un échec. En effet, Galilée pensait déjà, à l’époque, contrairement à de nombreux savants, que la lumière ne se déplaçait pas instantanément. Il chercha donc à mesurer la vitesse de propagation de la lumière : Pour cela son assistant et lui même se placèrent sur deux collines différentes des environs de Florence. Son assistant devait ouvrir sa lanterne au moment où il verrait la lumière provenant de celle de son maître ; Galilée pensait que si la lumière se propageait à une vitesse bien définie, il devait apercevoir la lumière de son assistant avec un certain retard. Bien sûr Galilée n’obtint aucun résultat et en déduisit donc que la célérité de la lumière est trop grande pour être mesurée avec son expérience. Il fallut attendre Römer et sa méthode d’observation des satellites de Jupiter pour obtenir la première valeur de la célérité de la lumière. Malgré son échec on peut dire qu’il demeure un précurseur car c’est lui qui a amené le problème de la détermination de la célérité de la lumière. C’est aussi grâce à lui que Römer pût réaliser la première mesure spatiale de la vitesse de la lumière.

Galilée et sa lunette :
Entre 1608 et 1609 circulait en Hollande un curieux instrument d’optique composé d’un tube et de deux lentilles. Vus à travers le tube, les objets apparaissaient un peu plus proches et agrandis. Galilée perçut l’intérêt scientifique de cet objet et entreprit très vite de le reproduire. Il parvint à construire son propre appareil capable de grossir environ trois fois. Il utilisa l’instrument d’une manière tout à fait différente de ses contemporains. Il le pointa vers le ciel, là où, d’après l’astronomie traditionnelle de l’Antiquité, on ne devait avoir plus rien à découvrir. L’instrument, mit Galilée devant l’évidence que le ciel cachait des secrets de grande importance. Il perfectionna alors sa lunette et obtint enfin un grossissement à 30. Il accomplit ses premières découvertes astronomiques d’un intérêt exceptionnel, comme les montagnes de la Lune, la nature stellaire de la Voie lactée et LES SATELLITES DE JUPITER.

Galilée et ses satellites :
Galilée était conscient de l’importance de cette découverte et de sa nature extraordinaire : il fallait la rendre publique immédiatement, ce qu’il fit dans un petit livre « Siderus nuncius ». Il publia les dessins de ses observations et des positions quotidiennes des « étoiles » (les satellites) et leurs différents aspects. Voici un extrait de son journal :
« Le 7 janvier 1610, à une heure du matin, alors que j'explorais le ciel avec ma lunette, Jupiter se présenta à moi; et parce que j'avais construit un instrument puissant, je pus apercevoir trois petites étoiles à côté de lui. Bien que je les considérais comme des étoiles, je fus très étonné parce qu'elles semblaient exactement alignées sur une ligne parallèle à l'écliptique et parce qu'elles étaient beaucoup plus belles que les autres étoiles de même magnitude. Leurs positions étaient comme cela :

C’est-à-dire qu'il y en avait deux à l'est et une à l'ouest. La plus à l'est et celle du côté ouest semblaient légèrement plus brillantes que la troisième. Je ne fis pas attention à leur distance à Jupiter puisque, comme je l'ai déjà dit, je crus qu'il s'agissait d'étoiles fixes. Quand, le 8 janvier, je ne sais pourquoi, je refis la même observation, je vis une configuration complètement différente : les trois étoiles étaient maintenant toutes du côté ouest de Jupiter, et elles étaient plus proches les unes des autres que la veille, à distances égales l'une de l'autre, comme sur la figure suivante :

devant un tel phénomène, et incapable de concevoir que des étoiles puissent changer de positions relatives, je me demandais comment Jupiter pouvait se trouver à l'est de ces étoiles ce jour, alors qu'il se trouvait à l'ouest de deux d'entre elles la veille. Son mouvement n'était-il pas directement en contradiction avec les calculs astronomiques et était-ce par son propre mouvement qu'il s'était déplacé parmi ces étoiles? J'attendis la nuit suivante avec impatience, mais je fus désappointé car le ciel fut nuageux de tous côtés. Le 10 janvier cependant, ces étoiles apparurent dans la configuration suivante par rapport à Jupiter :

Il n'y avait que deux étoiles, et toutes deux à l'est de Jupiter; la troisième était, je suppose, cachée par la planète. Elles étaient, comme précédemment, alignées avec la planète, et exactement sur le zodiaque. Devant cela, comprenant que ces changements de configuration n'étaient pas dus à Jupiter et persuadé que ces étoiles étaient les mêmes que les jours précédents, mes doutes se transformèrent en étonnement. Je compris que ce changement de positions relatives n’était pas dû à Jupiter mais aux étoiles elles-mêmes. Pour cette raison, je décidai de continuer les observations avec un grand soin. Le 11 janvier, je vis la configuration suivante :

Seulement deux étoiles à l'est de Jupiter, celle du centre étant trois fois plus loin de Jupiter que de l'autre étoile. Celle la plus à l'est était deux fois plus brillante que celle du centre alors que la nuit précédente elles m'étaient apparues de même magnitude. J'admis ainsi qu'il y avait dans le ciel, sans aucun doute, des étoiles qui tournaient autour de Jupiter de la même façon que Mercure et Vénus tournent autour du Soleil...
Ce n’est que le 13 janvier que Galilée put observer les quatre satellites simultanément. Il fit alors ce dessin :

Galilée explique que ces étoiles, jamais vues auparavant à l’œil nu, accompagnaient Jupiter dans sa révolution, et que les cercles parcourus autour de Jupiter avaient des rayons différents. La découverte rendue possible par le nouvel instrument d’optique, confère à celui-ci une notoriété sans limite et marque un moment très important dans la vie du savant.

Détail d’une page du cahier de notes de Galilée avec les observations des planètes médicéennes du 7 au 15 janvier 1610.

Cette découverte permettra à Römer de réussir là où Galilée avait échoué,
c’est-à-dire la mesure de la célérité de la lumière.