Grand Oral sur l'héliocentrisme

« Comment la physique moderne a-t-elle permis de confirmer le modèle héliocentrique ? INTRODUCTION Pendant des siècles, l’homme s’est représenté au centre de l’univers.

Le modèle dominant, le géocentrisme, affirmait que tout tournait autour de la Terre : les planètes, le Soleil, même les étoiles. Pourtant, au XVIe siècle, une révolution scientifique éclate : Nicolas Copernic propose que la Terre tourne en réalité autour du Soleil. Ce modèle, l’héliocentrisme, allait bouleverser notre compréhension du cosmos. Mais à l’époque, ce n’était qu’une hypothèse.

C’est bien plus tard que la physique, avec les travaux de Kepler, Galilée et surtout Newton, viendra le confirmer. Problématique : Comment les lois de la physique moderne ont-elles permis de valider le modèle héliocentrique ? Pour répondre à cette question, je vais d’abord replacer cette découverte dans son contexte historique, puis je montrerai comment des notions scientifiques du programme de terminale permettent de démontrer et expliquer ce modèle. PARTIE 1 – CONTEXTE HISTORIQUE Jusqu’à la Renaissance, le modèle de Ptolémée, datant de l’Antiquité, faisait autorité.

Il affirmait que la Terre était immobile et que tous les astres tournaient autour d’elle. Ce modèle était complexe : il faisait intervenir des épicycles, c’est-à-dire des cercles tournant autour d'autres cercles, pour expliquer les mouvements observés. En 1543, Copernic publie De revolutionibus orbium coelestium, dans lequel il propose un modèle héliocentrique, avec le Soleil au centre du système.

Mais à cette époque, il n’a pas de preuves expérimentales solides. Un siècle plus tard, Galilée, grâce à sa lunette astronomique, observe des phénomènes incompatibles avec le géocentrisme : · les phases de Vénus, qui ressemblent à celles de la Lune · les satellites de Jupiter, qui tournent clairement autour de cette planète En parallèle, Kepler, en analysant les données de l’astronome Tycho Brahe, établit trois lois empiriques du mouvement des planètes : 1.

Les planètes suivent des trajectoires elliptiques avec le Soleil en foyer. 2.

Elles balaient des aires égales en temps égaux. 3.

Le carré de leur période est proportionnel au cube de leur distance au Soleil. Mais c’est Isaac Newton, au XVIIe siècle, qui va donner une explication physique à ces lois grâce à la loi de la gravitation universelle et aux lois du mouvement. Grâce à Newton, l’héliocentrisme ne sera plus seulement une idée élégante, mais une conséquence directe des lois de la nature. PARTIE 2 – VALIDATION SCIENTIFIQUE PAR LA PHYSIQUE a) Vitesse orbitale de la Terre Imaginons que la Terre tourne autour du Soleil dans une orbite circulaire de rayon moyen : Rayon R = 1,496 × 10 puissance 11 mètres Période T = 365,25 jours, soit environ 31.... »