Edmond Halley

Edmond Halley (1656-1742) était un astronome, mathématicien et cartographe anglais. La comète de Halley porte son nom car il prédit avec précision son retour en 1758. L'un des premiers scientifiques globe-trotters, Halley mena plusieurs expéditions maritimes dans des endroits très éloignés afin de compiler des données fiables sur le champ magnétique de la Terre. Il inventa également un scaphandre et mit au point une cloche de plongée fonctionnelle.

Jeunesse

Edmond Halley (également orthographié Edmund) naquit près de Londres le 8 novembre 1656. La famille Halley tirait sa richesse de ses intérêts commerciaux dans la capitale. Edmond fréquenta le Queen's College d'Oxford à partir de 1673, mais il n'obtint jamais de diplôme, préférant partir à l'aventure autour du monde à la fin de l'année 1676. Intéressé par les sciences dès son plus jeune âge, Halley entretenait une correspondance régulière avec l'astronome royal John Flamsteed (mort en 1719). Halley n'avait que 19 ans lorsqu'il envoya son premier article de recherche à la Royal Society, un travail examinant la manière de calculer les orbites des planètes. C'est son approche pratique de la collecte de données dans des endroits reculés qui lui permit de s'imposer comme l'un des principaux scientifiques de la révolution scientifique.

Halley à Sainte-Hélène

L'observation des corps célestes nécessitait des observatoires. L'observatoire de Greenwich avait été fondé en 1675, et Halley y travailla pendant un certain temps, mais il fallait beaucoup plus de postes d'observation, de préférence dans des endroits très différents afin de pouvoir comparer les relevés et les rendre plus précis. En outre, les étoiles australes étaient beaucoup moins connues que les étoiles boréales observées par les astronomes de Greenwich. Halley se rendit donc sur l'île de Sainte-Hélène, dans l'Atlantique Sud, où il arriva en 1677. L'expédition avait été financée par le trésor anglais et un navire fourni par la Compagnie britannique des Indes orientales (EIC). La petite île volcanique de Sainte-Hélène, qui appartenait alors à l'EIC, était le seul territoire britannique de l'hémisphère sud. À une époque où l'empire et le commerce se développaient à l'échelle mondiale, le Trésor et l'EIC avaient tout intérêt à améliorer la précision de la navigation. En outre, l'expédition reçut les faveurs de Charles II d'Angleterre (r. de 1660 à 1685).

Halley établit un observatoire à Sainte-Hélène et procéda à des observations sur une période de deux mois. La capacité notoire de l'île à attirer les nuages n'aida guère le projet de Halley, mais suffisamment de relevés furent effectués pour qu'il puisse dresser la première carte des étoiles de l'hémisphère sud sur la base d'observations faites à l'aide d'un télescope. Cette carte indique la position de 341 étoiles. Parmi les autres travaux notables réalisés à Sainte-Hélène, on peut citer les relevés de pression atmosphérique effectués par Halley à l'aide d'un baromètre à mercure, l'observation détaillée d'une éclipse totale de lune et une rare observation du transit de Mercure sur le Soleil. Dans le cadre d'une coopération de plus en plus fréquente entre scientifiques internationaux, ces derniers relevés furent comparés plus tard avec ceux effectués par des astronomes français qui avaient observé le même phénomène depuis Avignon. Halley publia ses travaux de Sainte-Hélène en 1678, ce qui lui valut d'être nommé membre de la Royal Society à l'âge de 22 ans. La carrière scientifique de Halley était lancée et, telle une supernova, elle brillerait pendant très longtemps.

L'athéisme affiché de Halley ne semble pas avoir été un obstacle à sa progression au sein de la société puisqu'il devint par la suite membre de son conseil et fut nommé greffier en 1686. Un autre domaine qui indifférait Halley était la politique, et à ces deux égards, il ressemblait beaucoup à un scientifique moderne: prêt à poursuivre ses recherches partout dans le monde où cela était jugé nécessaire, sans loyauté particulière pour quoi que ce soit d'autre que la vérité scientifique.

Halley à Dantzig

En 1679, Halley visita l'observatoire de Dantzig (Gdańsk) et échangea des notes avec le célèbre astronome Johannes Hevelius (1611-1687). Il y avait été envoyé par la Royal Society, mais Halley n'en attendait pas grand-chose, car Hevelius était l'un des derniers dinosaures astronomes, qui n'utilisait toujours pas de viseur télescopique sur ses instruments, bien que le télescope ait été perfectionné par Galilée (1564-1642) en 1608, puis amélioré par des dispositifs de mesure de la visée. Hevelius fit néanmoins plusieurs découvertes importantes au cours de sa longue carrière, et il avait la particularité d'être le premier membre étranger de la Royal Society. La société avait envoyé Halley à Dantzig pour tenter de persuader Hevelius d'utiliser les instruments les plus récents, mais Halley fut sans doute agréablement surpris de constater qu'en utilisant son propre télescope, il s'était rendu compte que les relevés d'Hevelius étaient remarquablement précis. Halley rentra chez lui, mais s'arrêta à Paris en chemin pour comparer d'autres observations astronomiques, cette fois avec Gian Domenico Cassini (1625-1712), célèbre pour avoir identifié les espaces dans les anneaux de Saturne quelques années auparavant.

La comète de Halley

Halley s'intéressait beaucoup aux comètes, autrefois considérées comme des présages de catastrophes imminentes. Une comète brillante avait été observée en 1682. Halley, en se penchant sur la question quelque 13 ans plus tard, se rendit compte que, compte tenu de la similitude des descriptions faites par les astronomes du passé, il s'agissait de la même comète que celle qui avait été observée en 1607 et en 1531. Cette idée était nouvelle pour l'Europe, mais les astronomes chinois savaient depuis longtemps que les comètes suivent une orbite fixe et reviennent donc périodiquement. L'astronome allemand Joseph Kepler (1571-1630) avait présenté en 1609 la théorie selon laquelle les planètes se déplaçaient autour du Soleil sur une orbite elliptique. Halley suggéra que les comètes faisaient de même. Halley prédit donc la trajectoire de cette comète de 1682, ce qui signifiait qu'elle serait à nouveau visible dans le ciel nocturne en 1758 et, par la suite, tous les 75 ans environ. Il publia cette prédiction dans son ouvrage de 1705, Synopsis of the Astronomy of Comets, qui couvrait de nombreuses autres comètes ayant fait l'objet d'observations. En 1717, Halley révisa sa prédiction pour la fixer à la fin de l'année 1758 ou au début de l'année 1759. Lorsque l'année 1758 arriva, ainsi que la comète (le jour de Noël), Halley, alors décédé, fut confirmé dans son audacieuse prédiction. La comète fut baptisée du nom de Halley en reconnaissance de son exploit mathématique. La comète de Halley a été observée pour la dernière fois en 1986, et sa prochaine apparition dans notre ciel nocturne aura lieu en 2061.

Halley et ses contemporains de la Royal Society avaient depuis longtemps réfléchi à ce qui pourrait se passer si une comète heurtait la Terre. Ils émirent l'hypothèse que des événements tels que le grand déluge de la Bible auraient pu être provoqués par la chute d'une comète. Dans cette catégorie, une autre comète préoccupa Halley, celle observée en 1680, qui était beaucoup plus brillante et donc plus grande que la "comète de Halley". Isaac Newton (1642-1727) et Halley étaient tous deux d'accord pour dire que cette comète, qui suivait une orbite beaucoup plus large que celle de Halley, passerait à nouveau devant la Terre 575 ans plus tard (en 2255). De plus, les deux scientifiques pensaient que la comète se dirigeait vers une trajectoire de collision avec le Soleil. Newton écrit : "elle pourrait peut-être faire cinq ou six révolutions de plus en premier; mais chaque fois qu'elle le ferait, elle augmenterait tellement la chaleur du soleil que cette terre serait brûlée et qu'aucun animal ne pourrait y vivre" (Jardine, 40). Les taches solaires avaient été observées avec soin par Galilée, et c'est la création d'une grande tache par cette comète que ces astronomes craignaient.

Autres travaux: Newton, navigation et statistiques

En 1684, Halley aida Newton dans ses recherches sur la gravitation. Il encouragea son ami à publier ses découvertes, en éditant le texte et en fournissant l'argent nécessaire à l'impression des Principes mathématiques de la philosophie naturelle (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) de Newton en 1687. Halley s'occupa également d'autres domaines, compilant des tableaux de statistiques qui enregistraient les taux de mortalité dans la ville de Wrocław (alors appelée Breslau) en 1693, un précurseur utile pour l'analyse de la population, en particulier pour les compagnies d'assurance-vie. Halley conçut le premier scaphandre de plongée (qu'il testa en personne) et une cloche de plongée afin de soulager les épaves de leurs trésors engloutis (en particulier les épaves espagnoles). L'épave dont Halley tenta en personne de récupérer les marchandises était le Guynie, qui avait appartenu à la Royal African Company. Le Guynie transportait une grande quantité d'or et d'ivoire, mais il coula au large des côtes du Sussex, en Angleterre, en 1691. Halley consacra cinq ans à ce projet de sauvetage, dont les résultats financiers furent médiocres, mais qui permit au moins de progresser dans la technologie de la plongée. Lors d'une réunion de la Royal Society, Halley décrivit sa cloche de plongée, résumée ici par L. Jardine:

La cloche mesurait cinq pieds de diamètre au fond (où elle était ouverte), trois pieds au sommet, avec une fenêtre en verre épais et un petit robinet pour évacuer l'air vicié, et cinq pieds de profondeur. Il y avait un banc sur lequel les plongeurs pouvaient s'asseoir, et Halley rapporta qu'il avait maintenu trois hommes sous l'eau à 18 mètres pendant une heure et trois quarts... Halley apportait de l'air à la cloche dans des fûts renforcés.

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Halley fut également pendant un certain temps contrôleur adjoint de l'hôtel des monnaies à Chester. Enfin, Halley était curieux des effets de l'opium sur l'esprit, et il était convaincu que l'opium lui apportait une plus grande clarté de pensée. Il présenta un article sur ses recherches sur l'opium à la Royal Society en 1690. Halley était manifestement un mélange de scientifique clinique et de marin au long cours, puisque ses autres vices, relevés par son collègue astronome John Flamsteed (1646-1719), incluaient la consommation excessive de brandy, le tabagisme intensif et la tendance à utiliser à table un langage aussi peu nuancé que celui qu'un simple marin pourrait employer après une circumnavigation particulièrement ardue.

Les voyages transatlantiques de Halley

Halley avait toujours essayé de résoudre l'éternel problème de la longitude, c'est-à-dire comment déterminer sa propre longitude lors d'un long voyage avant l'invention d'un chronomètre fiable. Halley pensait pouvoir résoudre ce problème en cartographiant les variations du champ magnétique terrestre, l'idée étant qu'avec ces informations, un navigateur pourrait surveiller le compas de son navire (sa déviation par rapport au vrai Nord) et savoir où il se trouvait. Pour établir sa carte magnétique, Halley avait besoin de relevés provenant d'endroits très éloignés. Avec le soutien de la Royal Society et de la Royal Navy, Halley rédigea lui-même l'objectif ambitieux de l'expédition: "s'efforcer d'obtenir des informations complètes sur la nature et la variation du compas sur l'ensemble de la Terre, ainsi que d'expérimenter ce que l'on peut attendre des diverses méthodes proposées pour découvrir la longitude en mer" (Jardine, 30).

En 1698, Halley traversa l'océan Atlantique à bord du navire Paramore, dont il était le capitaine (étonnamment, il n'avait aucune qualification pour ce rôle maritime). Ce serait le premier de trois voyages transatlantiques. Ces trois voyages furent les premiers du genre, car jamais auparavant la science n'avait été l'objectif principal, mais plutôt le commerce ou la découverte de territoires. Halley effectua des centaines de relevés le long de la côte atlantique des Amériques, souvent dans des conditions météorologiques épouvantables.

En 1700, Halley rassembla toutes ses recherches et finit par publier sa carte du monde magnétique - couvrant l'océan Atlantique et une partie de l'océan Pacifique - où des lignes "isogoniques" indiquaient les endroits présentant la même variation magnétique. La carte fut fièrement exposée dans la salle de réunion de la Royal Society. Cartographe en herbe, Halley réalisa également des cartes des alizés et des marées de la Manche. Hélas, la carte magnétique n'efface pas la seule faille du système de navigation de Halley, à savoir l'extrême difficulté de mesurer la déclinaison d'une boussole. Pire encore, le champ magnétique n'étant pas stable, la déclinaison d'une boussole en un lieu donné peut varier, même d'une année à l'autre. Halley eut néanmoins la consolation que ses travaux sur le magnétisme et la cartographie lui permirent d'obtenir une chaire de géographie à l'université d'Oxford en 1704 (il avait manqué une chaire d'astronomie en 1691, probablement à cause de son athéisme).

Les voyages dans l'Atlantique conférèrent également à Halley la distinction d'avoir "voyagé plus loin dans sa quête de connaissances scientifiques que n'importe quel autre grand scientifique des débuts de l'ère moderne" (Burns, 127). Au cours de sa recherche incessante de données tout au long de sa carrière, Halley traversa la Manche de la Cornouaille au Kent et de la Bretagne à Calais. Il parcourut la France, l'Italie et plusieurs îles de la Méditerranée. Il visita l'Europe centrale, de La Haye à Bakar en Croatie, et les ports de l'Atlantique, de Rio de Janeiro à Terre-Neuve. Il s'agissait d'un nouveau type de scientifique.

Suite de sa carrière

En 1712, une certaine agitation éclata dans le monde de l'astronomie. Halley publia des données méticuleusement collectées par John Flamsteed sous la forme d'une carte stellaire. Flamsteed ne se sentait pas prêt à publier ces données et estimait qu'il s'agissait de son propre travail, réalisé à l'aide d'instruments qu'il avait financés en personne. Halley était impatient de voir ces données publiées, car elles seraient d'une valeur inestimable pour les dernières études sur la gravitation, et il considérait Flamsteed comme un fonctionnaire, de sorte que, dans ce sens, ses données appartenaient à tout le monde. Halley publia les résultats de Flamsteed. Newton se rangea du côté de Halley dans ce qui devint une querelle amère et incertaine.

En 1714, Halley devint rédacteur en chef des Philosophical Transactions, un magazine étroitement associé à la Royal Society. Sous le contrôle de Halley, le magazine s'orienta vers les mathématiques et l'astronomie. Dans le cadre de ses fonctions à Oxford, Halley travailla sur le sujet des cônes et sur une édition des Coniques du mathématicien grec Apollonios de Perga (c. 262 à vers 190 av. J.-C.). En 1715, Halley prédit la projection d'une ombre dans le sud de l'Angleterre à la suite d'une éclipse solaire; il publia une carte pratique de ce phénomène et tint à rassurer les gens sur le fait que l'événement n'était pas un présage contre la nouvelle monarchie régnante en Grande-Bretagne, la Maison de Hanovre dirigée par le roi George Ier de Grande-Bretagne (r. de 1714 à 1727).

Halley fut nommé astronome royal en 1720, remplaçant ironiquement son vieux rival Flamsteed, décédé plus tôt cette année-là. Halley réaménagea ensuite l'observatoire de Greenwich en le dotant des équipements télescopiques les plus récents et les plus puissants. Dans le cadre de ses fonctions, Halley était censé perfectionner les cartes stellaires existantes, si essentielles au succès de la navigation de la Royal Navy.

Héritage et décès

À la fin de sa carrière, Halley avait fait un certain nombre de découvertes importantes en plus de l'orbite de sa comète. Halley découvrit l'accélération de la Lune. Il démontra que les travaux de l'astronome arabe Al-Battani (c. 850-929) étaient exacts. Il montra qu'il était possible de mesurer la distance entre la Terre et le Soleil en observant et en mesurant les transits de Vénus sur ce dernier. Halley nota le mouvement des étoiles les unes par rapport aux autres (mouvement propre) en plus du phénomène plus connu de leur relation changeante avec la Terre. Enfin, Halley soutint les recherches en cours sur le problème de la longitude, qui fut finalement résolu grâce au chronomètre de marine de Harrison, inventé et construit par John Harrison (1693-1776). En 1729, Halley fut invité à devenir membre de la prestigieuse Académie royale des sciences en France. Cette nomination montre que Halley était peut-être le plus respecté de tous les scientifiques britanniques en dehors de Grande-Bretagne.

Edmond Halley, l'une des figures de proue de la révolution scientifique, décéda le 14 janvier 1742. Chaque génération successive se souvient de son nom et de ses exploits au service de la science lors du passage de sa comète, expérience unique (ou deux fois si l'on est chanceux), symbole de la marche inexorable des corps célestes, tels des pendules oscillant au rythme d'une autre mesure du temps que celle qui concerne l'humanité.