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La Terre est ronde
Les premières cosmologies évoquaient un disque flottant sur la mer, d'autres imaginaient un œuf, une poire ou une pomme de pin, mais Anaximandre ayant observé la courbure de la surface de la Terre, lui donna la forme ventrue et régulière d'un cylindre avec deux faces planes.
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Une exigence intellectuelle
C'est une exigence de symétrie qui conduit les Grecs à déduire la forme sphérique de la Terre de sa position au centre de la sphère cosmique. Les arguments en ont été avancés très tôt, dès le VIe siècle, avec l'horizon arrondi sur la mer et l'impression qu'il s'éloigne au fur et à mesure que l'on s'en approche ; on évoque aussi les mâts des navires arrivant du loin ; des soldats, des voyageurs comme Pythéas de Marseille, ont observé les différences de hauteur des mêmes étoiles en fonction de la latitude. Platon pense que la matière est attirée vers le centre où se trouve le plus de masse, Aristote mentionne aussi la forme de l'ombre de la Terre projetée sur la Lune lors des éclipses. Pourtant l'accord des savants sur la rotondité de la Terre s'impose moins facilement que sur la sphéricité du ciel, car cela contredit l'expérience du sens commun plaidant en faveur d'une Terre plate, entourée de l'Océan et où les hommes se tiennent debout.
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"Quand nous parlons d'antipodes, nous n'affirmons pas qu'il existe effectivement des hommes qui nous seraient diamétralement opposés, mais seulement qu'il existe sur la Terre un lieu habitable qui nous est diamétralement opposé."Géminos, Introduction aux phénomènes, XVI 19-20. (Ier siècle av. J.-C.)
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"D'après la manière dont les astres se montrent à nous, il est prouvé que non seulement la Terre est ronde, mais même qu'elle n'est pas très grande, car il nous suffit de faire un léger déplacement, vers le sud ou vers l'Ourse, pour que le cercle de l'horizon devienne évidemment tout autre. (...) Ainsi, quand on suppose que le pays qui est aux colonnes d'Hercule va se rejoindre au pays qui est vers l'Inde, et qu'il n'y a qu'une seule et unique mer, on ne me paraît pas faire une supposition par trop incroyable." Aristote, Traité du Ciel, II 14-15. (IVe siècle av. J.-C.)
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Système de Pythagore
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Une mesure géniale
Un long effort de réflexion des générations précédentes avait été nécessaire avant d'arriver à la netteté d'Aristote. On pouvait essayer désormais de calculer les dimensions de la Terre. Au IIIe siècle av. J.-C., Eratosthène, directeur à Alexandrie de la plus grande bibliothèque du monde antique, calcule sa circonférence à partir de la distance de 5 000 stades séparant Assouan d'Alexandrie et de l'observation du soleil le 21 juin à midi : à Assouan, il est à la verticale et fait un angle de 7°12' avec celle-ci, à Alexandrie, l'équivalent de 1/50 de circonférence. Cela permet d'estimer à 252 000 stades la circonférence terrestre (soit, suivant la valeur incertaine du stade, entre 39 600 et 45 000 de nos kilomètres). Du IIIe siècle av. J.-C. jusqu'au XIXe siècle, le procédé restera le même : d'abord mesurer la distance entre deux points éloignés sur un méridien, en comptant le nombre de tours de roue d'un char ou le nombre de pas, puis évaluer la latitude de chaque point. Les angles étant plus faciles à évaluer que les distances, le résultat d'Eratosthène, si proche de l'exactitude, était le fruit heureux d'erreurs qui se compensaient.
