Huygens et Cassini, les astronomes derrière le nom de la mission
Christiaan Huygens (1629–1695) et Jean-Dominique Cassini (1625–1712) sont les deux astronomes dont la mission Cassini-Huygens porte les noms. Huygens, physicien et mathématicien néerlandais, découvre Titan en 1655 et explique l'anneau de Saturne en 1659. Cassini, né en Ligurie sous le nom de Giovanni Domenico, naturalisé français et premier directeur de l'Observatoire de Paris, découvre Japet, Rhéa, Téthys, Dioné et la division des anneaux qui porte son nom. Tous deux ont travaillé à Paris, à l'Académie royale des sciences, dans les années 1670.
Sommaire
Christiaan Huygens
Une éducation de privilégié
Huygens naît à La Haye dans l'une des familles les plus lettrées des Provinces-Unies. Son père, Constantijn Huygens, poète, compositeur et secrétaire des princes d'Orange, correspond avec René Descartes, qui suit avec intérêt les premiers pas du jeune garçon en mathématiques. Christiaan étudie le droit et les mathématiques à Leyde et au collège d'Orange de Breda, avant de se consacrer entièrement à la science.
Titan et l'anneau
Avec son frère Constantijn, Huygens apprend à tailler des lentilles et construit des lunettes supérieures à celles de la plupart de ses contemporains. Le 25 mars 1655, il repère une lune de Saturne, la toute première, aujourd'hui appelée Titan. Il s'attaque ensuite à l'énigme qui avait résisté à Galilée : pourquoi Saturne semble-t-elle se doter d'« oreilles » qui vont et viennent ? Dans le Systema Saturnium (1659), il montre qu'un anneau mince et plat, incliné sur l'écliptique et ne touchant nulle part la planète, explique toutes les apparences observées. Il le croit solide ; Maxwell démontrera deux siècles plus tard que c'est impossible (voir l'histoire de l'observation de Saturne).
Horloges, lumière et Paris
La réputation de Huygens dépasse de loin Saturne. En 1656–1657, il construit la première horloge à pendule réellement fonctionnelle, qui multiplie la précision de la mesure du temps, et publie en 1673 l'Horologium Oscillatorium, œuvre fondatrice de la mécanique dédiée à Louis XIV. Il rédige l'un des premiers traités de probabilités (1657), établit les lois de la force centrifuge et élabore la théorie ondulatoire de la lumière, publiée en français sous le titre Traité de la lumière (1690). Le principe de Huygens sur la propagation des ondes s'enseigne toujours.
En 1666, à l'invitation de Colbert, Huygens s'installe à Paris comme membre fondateur de la nouvelle Académie royale des sciences. Logé à la Bibliothèque du roi, rue Vivienne, où se réunit l'Académie, il en devient la figure scientifique de proue et y initie aux mathématiques un jeune diplomate allemand nommé Gottfried Wilhelm Leibniz. La maladie le contraint à rentrer en Hollande en 1681. Après la mort de Colbert en 1683 et la révocation de l'édit de Nantes en 1685, qui rend la France hostile aux protestants comme lui, il ne reviendra pas. Son dernier livre, le Cosmotheoros, publié après sa mort en 1698, spécule sur la vie dans d'autres mondes.
Jean-Dominique Cassini
De la Ligurie à Bologne
Giovanni Domenico Cassini naît à Perinaldo, village perché près de Sanremo, à une quarantaine de kilomètres de Nice, et étudie chez les jésuites à Gênes. En 1650, à 25 ans, il obtient la chaire d'astronomie de l'université de Bologne. Il y trace la grande méridienne de la basilique San Petronio (1655), instrument géant servant à suivre la course du Soleil, et se fait connaître par ses observations planétaires : périodes de rotation de Jupiter (environ 9 h 56 min) et de Mars (environ 24 h 40 min), tables précises des satellites de Jupiter (1668). C'est à partir de ces tables qu'Ole Rømer démontrera en 1676, à l'Observatoire de Paris, que la lumière a une vitesse finie.
Paris et l'Observatoire
En 1669, Colbert fait venir Cassini à Paris. Il ne devait rester que quelques années ; il n'en repartira jamais. Naturalisé en 1673 sous le nom de Jean-Dominique Cassini, il épouse la même année une Française, Geneviève de Laistre. Il dirige les travaux du nouvel Observatoire de Paris, édifié à partir de 1667 sur les plans de Claude Perrault, dont il fait modifier certains aménagements pour les besoins des observations. On le désigne comme son premier directeur, même si le titre ne devient officiel qu'avec son arrière-petit-fils.
C'est depuis Paris qu'il fait ses découvertes saturniennes : Japet en 1671, Rhéa en 1672, Téthys et Dioné en 1684, qu'il baptise Sidera Lodoicea, les « astres de Louis », en hommage au roi. En 1675, il aperçoit la bande sombre qui partage l'anneau : la division de Cassini. Il comprend aussi que Japet possède un hémisphère clair et un hémisphère sombre.
Son œuvre déborde largement Saturne. En 1672, en comparant ses observations de Mars à celles de Jean Richer à Cayenne, il estime la distance Terre–Soleil à environ 140 millions de km, proche de la valeur réelle de 150 millions et bien meilleure que les estimations antérieures. Il étudie la lumière zodiacale, énonce les lois de la rotation de la Lune (lois de Cassini, 1693) et lance la mesure de la méridienne de Paris. Devenu aveugle à la fin de sa vie, il meurt à Paris en 1712 et repose en l'église Saint-Jacques-du-Haut-Pas, à deux pas de l'Observatoire.
Une dynastie
Quatre générations de Cassini se succèdent à la tête de l'Observatoire de Paris : Jean-Dominique (Cassini I), son fils Jacques (Cassini II), son petit-fils César-François Cassini de Thury (Cassini III), maître d'œuvre de la première carte topographique complète du royaume, la célèbre carte de Cassini, et son arrière-petit-fils Jean-Dominique (Cassini IV), directeur jusqu'à la Révolution. Aujourd'hui encore, la carte de Cassini reste une source précieuse pour les historiens des paysages français.
Deux carrières, une planète
| Christiaan Huygens | Jean-Dominique Cassini | |
|---|---|---|
| Nationalité | Néerlandais | Né en Ligurie, Français à partir de 1673 |
| Années parisiennes | 1666–1681 | 1669–1712 |
| Lunes de Saturne découvertes | Titan | Japet, Rhéa, Téthys, Dioné |
| Découverte sur les anneaux | L'anneau lui-même (1659) | La division de Cassini (1675) |
| Autres domaines | Horloge à pendule, théorie ondulatoire, probabilités | Rotation des planètes, distance du Soleil, géodésie |
| Ce qui porte leur nom | Sonde Huygens, lacune de Huygens | Orbiteur Cassini, division de Cassini, Cassini Regio |
Les deux hommes se côtoient à l'Académie pendant douze ans. Leurs travaux se complètent : Huygens donne sa forme à l'anneau, Cassini montre qu'il est divisé. La lacune de Huygens, étroit sillon logé dans la division de Cassini, les réunit jusque dans les anneaux. En 1997, la NASA et l'ESA ont donné leurs noms à l'orbiteur et à la sonde : voir Cassini-Huygens, l'atterrissage de Huygens et la chronologie de Saturne.
Questions fréquentes
Qui était Christiaan Huygens ?
Un physicien, mathématicien et astronome néerlandais (1629–1695) qui a découvert Titan, expliqué l'anneau de Saturne, inventé l'horloge à pendule et développé la théorie ondulatoire de la lumière. Il a travaillé à Paris de 1666 à 1681.
Qui était Jean-Dominique Cassini ?
Un astronome né en 1625 à Perinaldo, en Ligurie, installé à Paris en 1669 et naturalisé français en 1673. Premier directeur de l'Observatoire de Paris, il a découvert quatre lunes de Saturne et la division de Cassini.
Pourquoi la mission s'appelle-t-elle Cassini-Huygens ?
L'orbiteur honore Cassini et la sonde destinée à Titan honore Huygens, découvreur de ce satellite. Tous deux ont fait des découvertes fondatrices sur Saturne au XVIIe siècle.
Huygens et Cassini se connaissaient-ils ?
Oui. Tous deux étaient membres de l'Académie royale des sciences à Paris et y ont travaillé en même temps de 1669 jusqu'au départ de Huygens en 1681.
Sources
- Huygens, C., Systema Saturnium, La Haye, 1659
- Observatoire de Paris – PSL
- Encyclopaedia Britannica : Christiaan Huygens
- Encyclopaedia Britannica : Gian Domenico Cassini