Christian Huygens

Christian Huygens, (en néerlandais Christiaan Huygens (), en latin Christianus Hugenius), né le à La Haye et mort le dans la même ville, est un mathématicien, un astronome et un physicien néerlandais.

Considéré comme un alter-ego de Galilée, notamment pour sa découverte de Titan qu'il décrit dans Le Système de Saturne (1659) où il fait une première description exhaustive du Système solaire à six planètes et à six lunes, avec une précision alors inégalée[1]. Pour la première fois, il est possible d'avoir une idée de la dimension du système, de l'éloignement des étoiles[2] et de la position exacte de la Terre en son sein, ainsi que de sa dimension exacte, nettement plus grande que Mars ou Mercure, à peine plus grande que Vénus mais nettement plus petite que Jupiter et Saturne. Il construit également la première horloge à pendule, qui améliorait la précision des horloges existantes de 15 minutes à 15 secondes par jour (1656). Huygens est généralement crédité pour son rôle fondamental dans le développement du calcul moderne, en particulier pour avoir développé les techniques de sommation et d'intégration nécessaires à la découverte de l'isochronisme de la cycloïde. En sciences physiques, il est célèbre pour la formulation de la théorie ondulatoire de la lumière[3], et le calcul de la force centrifuge.

Christiaan Huygens
Christiaan Huygens
Christiaan Huygens
Données clés
Naissance
La Haye (Provinces-Unies)
Décès (à 66 ans)
La Haye (Provinces-Unies)
Nationalité Néerlandais
Domaines Mathématiques, physique, astronomie
Institutions Académie des sciences
Royal Society
Diplôme Université de Leyde
Renommé pour Principe de Huygens-Fresnel
Biréfringence
Théorie des ondes
Force centrifuge
Titan

Biographie

Naissance et formation

Christian Huygens est le fils de Constantin Huygens.

Jeune, Huygens eut pour précepteur le mathématicien Jan Stampioen, qu'il partagea à peu d'intervalle avec Guillaume II d'Orange-Nassau ; puis Frans Van Schooten, qui l'initia à l'algèbre au travers des œuvres de François Viète. Il étudie le droit au Collège d'Orange à Bréda.

Les premiers travaux du jeune Huygens touchent à l'élucidation des règles du choc. Il se penche très vite, dès 1652 sur les règles exposées par Descartes dans les Principes de la philosophie et qu'il pense incorrectes. Prenant appui sur la conservation cartésienne de la quantité de mouvement mv, il utilise astucieusement le principe de relativité pour changer de référentiel et parvient à déterminer les lois correctes du choc élastique. À cette occasion, il met en évidence la conservation des sommes des quantités mv 2, sans lui donner de signification physique particulière[n 1]. Il ne publie ces règles qu'avec retard, en 1669 lors d'un concours lancé par la Royal Society, où John Wallis et Christopher Wren donnent eux aussi des règles satisfaisantes, quoique moins générales.

Il a été proche de Spinoza : son amitié avec Spinoza a été récemment nuancée par Maxime Rovère qui souligne leurs différences sociales et surtout leurs différentes conceptions de la rationalité : Huygens refuse d’y voir la source de toute certitude, contrairement à Spinoza[4].

Astronome

Christiaan huygens
Christian Huygens

En 1655, Huygens découvre Titan, la première lune observée de Saturne. Il examine également les anneaux de Saturne et établit qu'il s'agissait bien d'un anneau entourant la planète. En 1656, il découvrit que ce qui était pris pour des « oreilles » de Saturne par Galilée sont en réalité des anneaux qui ne touchent pas la planète. Il suggère cette piste dans un livre publié en 1656, mais ne l'explicite réellement que dans un autre ouvrage, en 1659[5]. La même année, il observa la nébuleuse d'Orion. En utilisant son télescope moderne, il put séparer la nébuleuse en différentes étoiles. La partie interne la plus lumineuse de la nébuleuse s'appelle actuellement la région de Huygens en son honneur.

Il découvrit également plusieurs nébuleuses et quelques étoiles doubles.

Mathématicien

Après avoir entendu parler de la correspondance de Blaise Pascal et Pierre de Fermat au sujet du problème des partis lors d'un voyage à Paris en 1655, Huygens, encouragé par Frans van Schooten, publia le premier livre sur le calcul des probabilités dans les jeux de hasard[6] en 1657. Il y introduit comme notion fondamentale la « valeur de l'espérance » d'une situation d'incertitude. Ce livre, qu'il traduit en néerlandais en 1660, va jouer un rôle déterminant dans la diffusion de cette nouvelle mathématique ; il est repris en anglais (anonymement) par John Arbuthnot en 1692[7], en latin par Juan Caramuel y Lobkowitz en 1670[8], et de manière décisive par Jacques Bernoulli dans la première partie de son Ars conjectandi publié en 1715.

Physicien

Pendule

Huygens - Horologium oscillatorium, sive De motu pendulorum ad horologia aptato demonstrationes geometricae, 1673 - 869780.jpeg
Horologium oscillatorium sive de motu pendulorum, 1673

Entre 1658 et 1659, Huygens travaille à la théorie du pendule oscillant. Il a en effet l'idée de réguler des horloges au moyen d'un pendule, afin de rendre la mesure du temps plus précise. Il découvre la formule de l'isochronisme rigoureux en décembre 1659 : lorsque l'extrémité du pendule parcourt un arc de cycloïde, la période d'oscillation est constante quelle que soit l'amplitude. Contrairement à ce que Galilée avait cru démontrer dans les Discours et démonstrations mathématiques (en) de 1638, l'oscillation circulaire du pendule n'est pas parfaitement isochrone si l'on excède une amplitude de 5 degrés par rapport au point le plus bas.

Pour appliquer cette découverte aux horloges, il faut placer près du point de suspension du pendule deux « joues » cycloïdales qui contraignent la tige semi-rigide à parcourir elle-même une cycloïde. Bien évidemment l'ouvrage intitulé Horologium que Huygens publie en 1658 ne porte pas encore les fruits de cette découverte théorique et se contente de décrire un modèle innovant par sa régulation, et son système d'échappement, mais auquel il manque encore une maîtrise théorique qui ne sera publiée que dans l’Horologium Oscillatorium de 1673. Huygens détermine la période du pendule simple[n 2], qui s'exprime algébriquement sous la forme suivante (l étant la longueur du pendule, g la gravité et T la période) :

En 1659, Huygens découvre la formule donnant la force centrifuge, mais ne publie les théorèmes qu'il a découverts qu'en 1673. En 1666, il commence à concevoir que la force centrifuge due à la rotation de la Terre puisse avoir une influence sur une différence de pesanteur entre les pôles et l'équateur. Il s'intéresse aux résultats donnés par plusieurs expéditions dans les décennies qui suivent visant à détecter une telle différence. Vers 1690, en même temps que Newton, il pense que cette différence de pesanteur est incompatible avec une forme purement sphérique de la Terre et donne une estimation de l'aplatissement de celle-ci[9],[10].

En 1665, Huygens découvre que deux horloges placées à proximité peuvent se synchroniser[11],[12], ce qu'il appelle sympathie des horloges.

Lumière

Huygens - Correspondance. 1638-1656, 1888 - 3917544
Correspondance

Huygens est également connu pour ses arguments selon lesquels la lumière est composée d'ondes (voir : dualité onde-particule).

En réponse aux articles d'Isaac Newton sur la lumière, en 1672, il se lance dans l'étude de la nature de la lumière, à la suite de savants tels que Rasmus Bartholin. Il découvre en 1677, grâce aux propriétés des cristaux et de leur coupe géométrique, en particulier grâce au spath d'Islande, que les lois de réflexion et de réfraction de Snell-Descartes sont conservées si l'on suppose une propagation de la lumière sous la forme d'ondes. En outre, la double réfraction du spath d'Islande peut être expliquée, ce qui n'est pas le cas avec une théorie corpusculaire.

La théorie ondulatoire, présentée en 1678 et publiée en 1690 dans son Traité de la Lumière, sous une forme encore très peu développée et vite éclipsée par les succès newtoniens, voyait alors le jour sous la plume d'auteurs tels que le P. Pardies[13]. Augustin Fresnel en retrouvera le sens, plus tard, en toute indépendance puisqu'il ne semble pas avoir connu, pas plus que Young, les travaux de Huygens.

Mécanique

En 1673, Huygens et son jeune assistant Denis Papin, mettent en évidence à Paris le principe des moteurs à combustion interne, qui conduiront au XIXe siècle à l'invention de l'automobile. Ils réussissent à déplacer un piston entraînant une charge de 70 kg sur 30 cm, en chauffant un cylindre métallique vidé d'air, empli de poudre à canon. Huygens est donc considéré comme le précurseur du moteur à combustion interne[14].

On lui doit aussi un théorème (théorème de Huygens) concernant des matrices d’inerties en mécanique du solide.

Instrument de projection

En 1659, Christian Huygens réalise le premier instrument de projection[15].

Reconnaissance académique

Christiaan-huygens2
Portrait probable de Huygens (de face), détail de Colbert présentant à Louis XIV les membres de l'Académie des Sciences, Henri Testelin, 1667

Huygens est élu « fellow » de la Royal Society en 1663. En 1666, Huygens devient un membre éminent de l'Académie royale des sciences fondée par Colbert à Paris. Il propose plusieurs projets directeurs de recherche à la jeune Académie, notamment la création d'un catalogue recensant et décrivant toutes les plantes connues. Denis Dodart fera publier en 1676 ses Mémoires pour servir à l'histoire des plantes.

Participant à la réalisation de l'Observatoire de Paris, achevé en 1672, il y effectue encore d'autres observations astronomiques.

Huygens retourna à La Haye en 1681 après une sérieuse maladie. Le décès de son protecteur Colbert en 1683 ne lui permet plus d'échapper à la révocation de l'Édit de Nantes aux courants de contre-Réforme qui agitent la France. Lui qui demeurait à Paris au moment même où Louis XIV avait déclaré la guerre aux Provinces-Unies, doit se résoudre à demeurer en sa résidence de Hofwijck et sur le Plein de La Haye pour les dernières années de sa carrière scientifique. C'est à cette époque qu'il rédige plusieurs manuscrits portant sur la nécessité de saisir d'une manière synthétique son œuvre, qui est finalement publiée dans son intégralité.

Philosophie naturelle

Il est aussi conduit à méditer sur les relations entre la science et la croyance en général. C'est à ce moment qu'il s'interroge sur la manière de conforter l'hypothèse copernicienne. Dans son livre posthume Cosmotheoros, sive De terris cœlestibus, earumque ornatu, conjecturæ (La Haye, 1698[16]) il illustre en deux parties les conséquences de la thèse copernicienne qu'il soutient : « qui partage avec Copernic l'opinion que notre Terre est une planète attirée et éclairée par le Soleil, comme le sont exactement tous les autres, ne peut éviter de se faire une idée sur la possibilité que les autres planètes aussi aient des habitants dotés de leur propre culture et de leurs propres arts » (incipit). Il se situe en cela dans la tradition ouverte par Pierre Borel, Cyrano de Bergerac, Galilée ou Gassendi. D'une part, il se livre à des conjectures relatives à la possibilité d'autres formes de vie dans un univers où chaque soleil est un autre monde. Cette réflexion le conduit à justifier l'existence de planéticoles au titre d'une conséquence de la grâce divine qui doit nécessairement s'étendre à l'ensemble de l'univers et ne pas se limiter à notre Terre. Piergiorgio Odifreddi en assure la première traduction en italien en 2017, tandis que Cosmotheoros est immédiatement traduit en anglais dès 1698, puis en néerlandais en 1699, en français en 1702, en allemand en 1703 et en russe en 1717, traduit sur demande de Pierre le Grand bien que le directeur de la typographie de Pétersbourg le considérât comme un livre « d'une perfidie satanique ». Dans son essai qui inclut également Plutarque et Képler, et intitulé Dalla Terra alle Lune (De la Terre aux Lunes), Odifreddi fait l'éloge de cette œuvre de Huygens (Rizzoli, septembre 2017).

Il s'est opposé à Leibniz, à la fin de sa vie, dans la mesure où il lui a semblé que le calcul infinitésimal n'était au fond qu'une affaire de langage, la géométrie devant seule intervenir dans la mise en forme mathématique des phénomènes. Le calcul ne serait en quelque sorte que l'automatisation de procédures de démonstrations qu'un géomètre avisé sait produire par d'autres moyens. Le développement du calcul infinitésimal à la fin de sa vie lui montrera tout de même, comme le révèle sa correspondance avec Leibniz et l'Hospital, la puissance de cet outil.

Vie familiale et mort

Il meurt le .

Postérité

Le module faisant partie de la sonde Cassini et qui a atterri sur Titan a été baptisé du nom de Huygens. L'astéroïde (2801) Huygens a également été nommé en son honneur.

Notes et références

Notes

  1. Œuvres complètes de Christian Huygens : De motu corporum ex percussione, t. XVI (lire en ligne), prop.11, p. 72 :

    « Dans le cas de deux corps qui se rencontrent, ce que l'on obtient en prenant la somme de leurs grandeurs multipliées par les carrés de leurs vitesses sera trouvé égal avant et après la rencontre. »

  2. Œuvres complètes de Huygens : De vi centrifuga, t. XVI (lire en ligne), p. 282. :

    « le temps d'une très petite oscillation est au temps de la chute verticale d'une hauteur égale à la moitié de la longueur du pendule, comme la circonférence d'un cercle est à son diamètre. »

Références

  1. et ce, malgré des calculs assez improbables pour y parvenir.
  2. Encore sous-évalué.
  3. Traité de la Lumière, Leide, 1690
  4. Maxime Rovere, Le Clan Spinoza, Paris, Flammarion, (ISBN 9782081330726), p. 313
  5. Encyclopædia Universalis, « Huygens Établit La Nature Des Anneaux De Saturne », sur Encyclopædia Universalis (consulté le 10 octobre 2016)
  6. De ratiociniis in ludo aleae (Sur le calcul dans les jeux de hasard), Œuvres complètes de Christian Huygens, tome XIV, p.1
  7. Of the laws of chance; il y aura trois autres éditions.
  8. Mathesis biceps
  9. De vi centrifuga, Œuvres complètes de Huygens, tome XVI, p.235
  10. Considérations sur la forme de la Terre, Œuvres complètes de Huygens, tome XXI, p.373
  11. « Synchronisation Des Horloges : Une Énigme De 350 Ans En Passe D’être Résolue », sur Science et Vie
  12. « Les horloges très sympathiques livrent leur mystère », sur Libération
  13. Pardies, « Discours du mouvement local », Paris, 1670.
  14. Voir bibliographie : Huygens et la France. Contribution de Jacques Payen. CNRS. Ed. Vrin. 1982
  15. Cf. Christiaan Huygens, Œuvres complètes, Martinus Nijhoff, La Haye, 1950, tome 22, p. 521-522.
  16. Texte latin avec traduction française in Œuvres complètes, volume XXI, pp. 653-842, sous la direction de Johan Adriaan Vollgraff, Martinus Nijhoff éditeur, La Haye, 1944.

Voir aussi

Bibliographie

Ouvrages

  • Christian Huygens, Traité de la lumière, où sont expliquées les causes de ce qui luy arrive dans la réflexion et dans la réfraction et particulièrement dans l'étrange réfraction du cristal d'Islande, avec un Discours de la cause de la pesanteur, Leipzig, Gressner et Schramm, texte en ligne disponible sur IRIS.
  • Fabien Chareix, La philosophie naturelle de Christian Huygens, Vrin, coll. « Mathesis », , 322 p. (ISBN 2-7116-1826-9, présentation en ligne)
  • Christiane Vilain, La mécanique de Christian Huygens. La relativité du mouvement au XVIIe siècle. Paris, A. Blanchard, 1996. (Sciences dans l'histoire). 287p. (ISBN 2-85367-201-8).
  • Maxime Rovère, Le Clan Spinoza, Paris, Flammarion, 2017. (ISBN 9782081330726).

Correspondance

Colloques et numéros de revues consacrés à l’œuvre de Huygens

  • « Expérience et raison. La science chez Huygens », Revue d’histoire des sciences, no 1,‎ (ISBN 2-13-053769-3, ISSN 0151-4105, lire en ligne)
    Ce numéro contient les articles suivants :
    • Fabien Chareix, Experientia ac ratio: L'œuvre de Christiaan Huygens, in : Revue d'histoire des sciences 56-1 (2003), p. 5-13.
    • F. Chareix, La découverte des lois du choc par Christiaan Huygens, in : Revue d'histoire des sciences 56-1 (2003), p. 15-58.
    • André Charrak, Huygens et la théorie musicale, in : Revue d'histoire des sciences 56-1 (2003), p. 59-78.
    • Patricia Radelet-de Grave, L'univers selon Huygens, le connu et l'imaginé, in : Revue d'histoire des sciences 56-1 (2003), p. 79-112.
    • Gianfranco Mormino, Le rôle de Dieu dans l'œuvre scientifique et philosophique de Christiaan Huygens, in : Revue d'histoire des sciences 56-1 (2003), p. 113-133.
    • G. Mormino, Sur quelques problèmes éditoriaux concernant l'œuvre de Christiaan Huygens, in : Revue d'histoire des sciences 56-1 (2003), p. 145-151.
  • Centre national de la recherche scientifique (Paris). Table ronde (1979-03-27 ; Paris), Huygens et la France, Vrin, coll. « L'Histoire des sciences », , 268 p. (ISBN 2-7116-2018-2, présentation en ligne)

Articles divers

  • Michel Blay, Christiaan Huygens et les phénomènes de la couleur, in : Revue d'histoire des sciences 37-2 (1984), p. 127-150.
  • Daniel Parrochia, Optique, mécanique et calcul des chances chez Huygens et Spinoza, in : Dialectica-Lausanne 38-4 (1984), p. 319-345.
  • Christine Vilain, « La loi galiléenne et la dynamique de Huygens », Revue d’histoire des mathématiques, vol. 2, no 1,‎ , p. 95-117 (lire en ligne).

Articles connexes

Liens externes

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Ars Conjectandi

Ars Conjectandi (« l'art de conjecturer » en latin) est ouvrage mathématique écrit par Jacques Bernoulli et publié huit ans après sa mort par son neveu, Nicolas Bernoulli, en 1713. L'œuvre a consolidé la théorie des probabilités et apporté de nouveaux éléments à celle-ci. L'historien des mathématiques William Dunham l'a même qualifié de référence en la matière. Elle a influencé les mathématiciens de l'époque et les suivants, comme Abraham de Moivre.

Jacques Bernoulli a écrit le texte entre 1684 et 1689, en tenant compte des travaux de Christian Huygens, Girolamo Cardano, Pierre de Fermat et Blaise Pascal. Il aborde des sujets variés, tels que les permutations, les combinaisons, la dérivation, les nombres de Bernoulli ou la notion d'espérance.

Chronologie de l'astronomie du Système solaire

Chronologie de l’astronomie du Système solaire.

Constantin Huygens

Constantijn Huygens seigneur de Zuylichem, né à La Haye le 4 septembre 1596 et mort dans sa ville natale le 28 mars 1687, est un homme d'État, un poète et un compositeur néerlandais.

Il est le fils de Christian Huygens, secrétaire des commandements de Guillaume le Taciturne, et le père du physicien, géomètre et astronome Christian Huygens (1629—1695).

Dioné (lune)

Dioné (S IV Dione) est une des lunes de Saturne, découverte par Jean-Dominique Cassini (Giovanni Domenico Cassini) en 1684, la même année que Téthys.

Dualité onde-corpuscule

En physique, la dualité onde-corpuscule est un principe selon lequel tous les objets physiques peuvent présenter parfois des propriétés d'ondes et parfois des propriétés de corpuscules. La manifestation de ces propriétés ne dépend pas seulement de l'objet étudié isolément, mais aussi de tout l'appareillage de mesure utilisé. Ce concept fait partie des fondements de la mécanique quantique. Le cas d'école est celui de la lumière, qui présente deux aspects complémentaires selon les conditions d'expérience : elle apparait soit ondulatoire, d’où le concept de longueur d’onde, soit corpusculaire, d'où le concept de photons.

Cette dualité démontre en réalité l'inadéquation - ou plus exactement l'incomplétude - de chacune des conceptions classiques de « corpuscules » ou d'« ondes » pour décrire le comportement des objets quantiques. L'idée de la dualité prend ses racines dans un débat remontant aussi loin que le XVIIe siècle, quand s'affrontaient les théories concurrentes de Christian Huygens, qui considérait que la lumière était composée d'ondes, et celle de Isaac Newton, qui considérait la lumière comme un flot de corpuscules. À la suite des travaux d'Albert Einstein, de Louis de Broglie et de bien d'autres, les théories scientifiques modernes accordent à tous les objets une double nature d'onde et de corpuscule, bien que ce phénomène ne soit perceptible qu'à l'échelle de l'atome.

L'électrodynamique quantique donne à la lumière un aspect corpusculaire, et montre par des propriétés probabilistes que les photons peuvent avoir un comportement ondulatoire.

E (nombre)

Le nombre e est la base des logarithmes naturels, c'est-à-dire le nombre défini par . Cette constante mathématique, également appelée nombre d'Euler ou constante de Néper en référence aux mathématiciens Leonhard Euler et John Napier, vaut environ 2,71828.

Ce nombre est défini à la fin du XVIIe siècle, dans une correspondance entre Leibniz et Christian Huygens, comme étant la base du logarithme naturel. Autrement dit, il est caractérisé par la relation ou de façon équivalente il est l'image de 1 par la fonction exponentielle, d'où la notation . La décomposition de cette fonction en série entière mène à la définition de e par Euler comme somme de la série : Ce nombre apparait aussi comme limite de la suite numérique de terme général et dans de nombreuses formules en analyse telles que l'identité d'Euler ou la formule de Stirling qui donne un équivalent de la factorielle. Il intervient aussi en théorie des probabilités ou en combinatoire.

Euler démontre en 1737 que e est irrationnel, donc que son développement décimal n'est pas périodique, et en donne une première approximation avec 23 décimales. Il explicite pour cela son développement en fraction continue. En 1873, Charles Hermite montre que le nombre e est même transcendant, c'est-à-dire qu'il n'est racine d'aucun polynôme non nul à coefficients entiers.

Espérance mathématique

En théorie des probabilités, l'espérance mathématique d'une variable aléatoire réelle est, intuitivement, la valeur que l'on s'attend à trouver, en moyenne, si l'on répète un grand nombre de fois la même expérience aléatoire. Elle se note et se lit « espérance de X ».

Elle correspond à une moyenne pondérée des valeurs que peut prendre cette variable. Dans le cas où celle-ci prend un nombre fini de valeurs, il s'agit d'une moyenne pondérée par les probabilités d'apparition de chaque valeur. Dans le cas où la variable aléatoire possède une densité de probabilité, l'espérance est la moyenne des valeurs pondérées par cette densité. De manière plus théorique, l'espérance d'une variable aléatoire est l'intégrale de cette variable selon la mesure de probabilité de l'espace probabilisé de départ.

La présentation intuitive de l'espérance exposée ci-dessus est la conséquence de la loi des grands nombres : l'espérance, si elle existe, est la limite presque-sûre de la moyenne des résultats au cours de plusieurs expériences, quand leur nombre augmente à l'infini.

Il n'existe pas toujours d'espérance pour une variable aléatoire. En particulier les distributions à longue traîne comme la distribution de Cauchy, produisent des intégrales non convergentes et donc des espérances non définies.

L'espérance est une caractéristique importante d'une loi de probabilité : c'est un indicateur de position. Ainsi, une variable aléatoire est dite centrée si son espérance est nulle. Elle forme, avec la variance, indicateur de dispersion, l'ensemble des indicateurs qui sont presque systématiquement donnés quand est présentée une variable aléatoire.

L'espérance joue un rôle important dans un grand nombre de domaines, comme dans la théorie des jeux pour minimiser les risques, en théorie du signal ou en statistique inférentielle où un estimateur est dit sans biais si son espérance est égale à la valeur du paramètre à estimer.

La notion d'espérance est popularisée par Christian Huygens dans son Traité du hasard de 1656 sous le nom de « valeur de la chance ».

Formation d'albédo

En exogéologie, une formation d'albédo est une région généralement étendue à la surface d'un objet du Système solaire qui se distingue par un contraste marqué par rapport aux régions voisines. Ce sont les premières structures à avoir été identifiées, nommées et étudiées à la surface des astres vus depuis la Terre.

Les « mers » lunaires, par exemple, sont des formations d'albédo connues depuis la nuit des temps par les taches sombres qu'elles forment à la surface de la Lune. Les autres planètes voisines de la nôtre qui ont une surface apparente solide sont Mars et Mercure, observées à la lunette astronomique depuis le XVIIe siècle ; la plus ancienne formation d'albédo identifiée en dehors de la Lune est Syrtis Major, consigné par Christian Huygens sur un croquis de Mars réalisé en 1659. Les formations d'albédo identifiées par les sondes participant à l'exploration de l'espace sur les astres autres que Mars et Mercure sont généralement rangées, dans la nomenclature de l'UAI, parmi les regiones (pluriel de regio) ; c'est ainsi le cas sur Vénus et les satellites des planètes gazeuses. La résolution actuelle des images de Pluton et de Cérès obtenues par le télescope spatial Hubble ne permet de distinguer que des formations d'albédo à la surface de ces astres.

Les formations d'albédo ne sont pas nécessairement corrélées à des formations géologiques. Elles peuvent résulter de la juxtaposition de terrains différents présentant des albédos semblables, ou bien n'être que des arrangements particuliers — dessinant parfois des motifs géométriques — de surfaces de mêmes teintes, voire des formations nuageuses fixées par le relief, comme c'est le cas de Nix Olympica sur Mars.

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Histoire de l'optique

L'histoire de l'optique est une partie de l'histoire des sciences. Le terme optique vient du grec ancien τα ὀπτικά. C'est à l'origine, la science de tout ce qui est relatif à l'œil. Les Grecs distinguent l'optique de la dioptrique et de la catoptrique. Nous appellerions probablement la première science de la vision, la seconde science des lentilles et la troisième science des miroirs.

Les grands noms de l'optique grecque sont Euclide, Héron d'Alexandrie et Ptolémée.

Depuis l'Antiquité, l'optique a connu de nombreux développements. Le sens même du mot a varié et de l'étude de la vision, elle est passée en plusieurs étapes à celui de l'étude de la lumière, avant d'être incorporée récemment dans un corpus plus large de la physique.

Les premiers travaux d'optique pratique visent la mise au point de lentilles et remontent aux anciens Égyptiens et Babyloniens.

C'est au Moyen Âge, dans les sociétés arabo-musulmanes, qu'on commence à concevoir le rayon lumineux comme indépendant de l'œil humain. Le grand savant arabe dans ce domaine est Ibn al-Haytham, plus connu sous le nom d'Alhazen. On a pu le qualifier de « père de l'optique ».

Les problèmes relevant de la perception visuelle n'ont été écartés du champ d'étude de l'optique qu'à la fin de la Renaissance, les précurseurs que sont Kepler et Descartes mêlant encore les deux notions.

Durant la Renaissance, le développement de divers instruments d'optique (lunette astronomique, télescope, microscope) est à la base de révolutions scientifiques. Ainsi, la confirmation de la théorie de Copernic par des observations à travers la lunette de Galilée, ou la découverte des animalcules grâce au microscope du Hollandais Antoni van Leeuwenhoek .

Christian Huygens et surtout Isaac Newton ont apporté à l'optique des éclaircissements théoriques.

Aujourd'hui, l'optique reste au cœur de la physique, avec les questions liées à la physique du rayonnement.

Les anciens Chinois et Indiens avaient aussi étudié l'optique. Mais à la différence des savants grecs et arabes, les connaissances en optique des anciens savants indiens et chinois n'ont que très peu influencé le spectaculaire développement de cette science qui s'est effectué en Europe de la Renaissance au début du XXe siècle.

L'aventure de l'optique, comme d'ailleurs celle des autres sciences, est de nos jours complètement mondialisée (cf. les articles histoire des sciences et techniques en Chine, et history of Indian science and technology (en))

Horloge mécanique

Une horloge mécanique dite communément et simplement horloge est un instrument de mesure du temps ou indicateur (terme employé en métrologie) qui donne l'heure par une solution à l'origine entièrement mécanique. Succédant aux différentes horologia, elle apparait à la fin du XIIIe siècle en Europe occidentale. À l'origine, à poids moteur et à foliot, elle connaîtra une longue évolution et une diversification importante au cours des siècles.

Huygens (cratère martien)

Huygens est un cratère d'impact de 410 km de diamètre situé sur Mars dans le quadrangle d'Iapygia par 14,1° S et 55,4° E, dans la région de Terra Sabaea.

Mathématiques en Europe au XVIIe siècle

L'histoire des mathématiques en Europe au XVIIe siècle est caractérisée par le formidable développement que connaît la discipline qui se tournent vers la résolution de problèmes pratiques dans un contexte d'amélioration des échanges et des communications. L’intérêt des mathématiciens se concentre désormais sur des problèmes techniques précis, aboutissant à une nouvelle façon de faire des mathématiques, avec en particulier le passage des spéculations (les sciences théorétiques) aux inventions et à l’émergence des constructions. Progressivement, l’idée de comprendre va remplacer celle d’expliquer et comme « on ne peut pas à la fois admirer et surpasser les anciens » le siècle va finalement rompre avec l’héritage antique.

Mont Huygens

Le mont Huygens, en latin Mons Huygens, est un massif montagneux de la Lune nommé en l'honneur du savant hollandais Christian Huygens et situé par 20, -3. Il appartient à la partie centrale de la chaine des Appenins, 25 kilomètres au nord-est du mont Ampère et environ 70 kilomètres au sud-ouest du mont Bradley (en).

Planétaire

Un planétaire est un ensemble mécanique mobile, figurant le Système solaire (le Soleil et ses planètes) en tout ou partie. Les astres représentés sont animés, soit manuellement, soit par un mécanisme d'horlogerie. Ces planétaires tentent de simuler la réalité dans un but didactique ou de démonstration.

Divers personnages se sont illustrés en construisant des planétaires, manuels comme Christian Huygens (1629-1695) ou actionnés par un mouvement d'horlogerie comme Antide Janvier (1751-1835).

Problème des partis

Le problème des partis est une question, apparemment très simple et portant sur les jeux de hasard, qui joue un rôle fondamental dans l'histoire de la mathématisation du hasard et l'émergence d'une théorie mathématique du probable et du calcul des probabilités à partir des travaux de Blaise Pascal et de Christian Huygens au milieu du XVIIe siècle.

Satellite naturel

Un satellite naturel est un objet céleste en orbite autour d'une planète ou d'un autre objet plus grand que lui-même qui n'est pas d'origine humaine, par opposition aux satellites artificiels. Ils peuvent être de grosse taille et ressembler à de petites planètes. De tels objets sont également appelés lunes, par analogie avec la Lune, le satellite naturel de la Terre.

Techniquement, le terme pourrait s'appliquer à une planète orbitant une étoile, ou même une étoile orbitant un centre galactique, mais une telle utilisation est rare. En temps normal, il désigne les satellites naturels des planètes, planètes naines et petits corps.

Titan (lune)

Titan, aussi appelé Saturne VI, est le plus grand satellite naturel de Saturne. Avec un diamètre 6 % plus grand que celui de Mercure, Titan est par la taille le deuxième satellite du système solaire, après Ganymède. Il s’agit du seul satellite connu à posséder une atmosphère dense. Découvert par l’astronome néerlandais Christian Huygens en 1655, Titan est la première lune observée autour de Saturne.

Titan est principalement composé de roche et d’eau gelée. Son épaisse atmosphère a longtemps empêché l’observation de sa surface, jusqu’à l’arrivée de la mission Cassini-Huygens en 2004. Cette dernière a permis la découverte de lacs d’hydrocarbures liquides dans les régions polaires du satellite. Du point de vue géologique, la surface de Titan est jeune ; quelques montagnes ainsi que des cryovolcans éventuels y sont répertoriés, mais cette surface demeure relativement plate et lisse, avec peu de cratères d’impact observés.

L’atmosphère de Titan est composée à 98,4 % de diazote et à 1,6 % de méthane et d’éthane. Le climat — qui comprend des vents et de la pluie de méthane — crée sur la surface des caractéristiques similaires à celles rencontrées sur Terre, telles des dunes et des côtes. Comme la Terre, Titan présente des saisons. Avec ses liquides (à la fois à la surface et sous la surface) et son épaisse atmosphère de diazote, Titan est perçu comme un analogue de la Terre primitive, mais à une température beaucoup plus basse. Le satellite est cité comme un possible hébergeur de vie extraterrestre microbienne ou, au moins, comme un environnement prébiotique riche en chimie organique complexe. Certains chercheurs suggèrent qu’un possible océan souterrain pourrait servir d’environnement favorable à la vie,.

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