L'astronome anglais Edmund Halley (1656-1742) a étudié les mouvements orbitaux de la lune et des comètes et découvert le mouvement propre des étoiles fixes.
Fils d'une savonnerie londonienne prospère, Edmund Halley est né le 8 novembre 1656 à Haggerston près de Londres. Il a fréquenté l'école Saint-Paul, où il a excellé dans les classiques et les mathématiques et a très tôt développé un intérêt pour l'astronomie. À l'âge de 16 ans, lorsqu'il est entré au Queen's College d'Oxford, il était déjà un observateur astronomique accompli. Il continua ses observations à Oxford et, avant l'âge de 20 ans, avait envoyé à la Royal Society une explication sur un moyen amélioré de calcul des orbites planétaires.
Reconnaissant le besoin de cartes stellaires plus précises, Halley, alors qu'il était encore étudiant, a proposé un plan pour arpenter les étoiles de l'hémisphère sud en complément des relevés alors en cours de l'hémisphère nord par John Flamsteed et Johannes Hevelius. Il quitta Oxford sans diplôme et, en 1676, se rendit sur l'île de Sainte-Hélène dans l'Atlantique Sud. La couverture nuageuse fréquente de Sainte-Hélène la rendait mal adaptée aux observations astronomiques, bien qu'en 18 mois sur l'île, Halley ait réussi à déterminer la position d'environ 350 étoiles. De plus, il fit une des premières observations complètes d'un transit de Mercure; il lui vint à l'esprit que des transits similaires pourraient être utilisés pour calculer avec précision la distance entre le soleil et la terre. Il retourna en Angleterre en 1678, publia ses résultats et fut surnommé par Flamsteed "le Southern Tycho", une référence au célèbre astronome danois Tycho Brahe.
Publication of Newton's "Principia"
À son retour, Halley a reçu, par mandat royal, son diplôme d'Oxford et, à l'âge de 22 ans, a été élu membre de la Royal Society. Après 2 ans de voyage sur le continent, il retourne à Londres, où il se marie et, en 1682, commence une longue série d'observations lunaires. Conçues pour durer 18 ans, ces observations devaient corriger les tables de la position de la lune dans le but de résoudre le problème de la détermination précise de la longitude. Un projet aussi long n'était cependant pas bien adapté au tempérament de Halley, et il fut bientôt détourné vers d'autres préoccupations.
Intensément intéressé par le problème de la gravitation, Halley avait obtenu en 1684 une relation inversée au carré, mais comme il était incapable d'en déduire les mouvements planétaires, en août de cette année-là, il se rendit à Cambridge pour demander l'aide de Newton. Quelle serait l'orbite d'un corps planétaire soumis à une telle force? Une ellipse, répondit Newton. Il avait prouvé plus tôt qu'il en était ainsi et, peu de temps après, envoya à Halley une copie de sa démonstration. Conscient de l'importance de ce que Newton avait fait, Halley, utilisant beaucoup d'habileté et de tact, persuada le réticent Newton de développer et de publier ses idées sur la mécanique céleste. Newton Principia a été publié en 1687. Halley a lu le manuscrit, corrigé les épreuves et payé les frais de publication de sa propre poche. Une amitié durable s'ensuivit et, en 1696, grâce à l'influence de Newton, Halley fut nommé contrôleur adjoint de la Monnaie à Chester.
Observations astronomiques et physiques
Halley a maintenu un intérêt à vie pour la déclinaison de la boussole magnétique, et il a publié deux articles importants (1683 et 1692) discutant des causes de cette variation et de son changement avec le temps. Entre 1698 et 1702, il entreprit une série d'expéditions parrainées par le gouvernement pour effectuer des mesures approfondies du magnétisme terrestre dans l'Atlantique Sud et pour étudier en détail les marées et la côte de la Manche. Il corréla les données de ses voyages dans l'Atlantique Sud avec d'autres mesures qu'il avait collectées et, en 1702, publia pour la première fois une carte montrant des lignes de déclinaison égale. D'une grande valeur pour la navigation, ces lignes (connues aujourd'hui sous le nom d'isogoniques) ont été pendant des années appelées «lignes Halleyan».
Le calcul de Halley de la nature périodique des comètes était peut-être sa contribution la plus significative à l'astronomie. Dans son Synopsis de l'astronomie des comètes (1705) il a recueilli et analysé toutes les observations connues de comètes et a calculé les orbites paraboliques de 24 comètes datant de 1337 à 1698. Les éléments orbitaux de trois (1531, 1607 et 1682) étaient si similaires qu'ils suggéraient qu'ils étaient en fait les retours successifs d'un seul corps dont l'orbite était une énorme ellipse allongée, plutôt qu'une parabole, et dont la période de révolution était d'environ 76 ans. Halley a prédit avec succès le retour de cette comète en 1758 et a suggéré que d'autres comètes pourraient également avoir des orbites elliptiques. La comète de Halley, comme on l'appelle aujourd'hui, est revenue comme prévu en 1835, 1910 et 1986.
Avant la découverte par Halley du "mouvement propre" des étoiles fixes, on croyait qu'elles (contrairement aux planètes) ne se déplaçaient jamais les unes par rapport aux autres. En 1718, cependant, Halley a souligné que trois des étoiles les plus brillantes (Sirius, Procyon et Arcturus) avaient apparemment changé de position relative depuis qu'elles avaient été observées par les Grecs. En fait, Sirius semblait avoir bougé de manière perceptible depuis, observé par Tycho Brahe seulement un siècle et demi plus tôt. Après avoir soigneusement comparé les positions d'autres étoiles et établi que ce mouvement apparent ne pouvait être expliqué par aucun mouvement de la terre, Halley a conclu que les trois avaient en fait déplacé leurs positions relatives et a suggéré que, si observé sur des périodes suffisamment longues, ce propre le mouvement peut également être détecté dans d'autres étoiles.
Les connaissances et les intérêts de Halley étaient étendus. Il a poursuivi des sujets aussi variés que l'origine magnétique des aurores boréales, la conception et la construction de cloches de plongée et l'établissement de tables de mortalité quantitativement précises. Il continua ses observations astronomiques jusqu'à quelques mois avant sa mort le 14 janvier 1742.
lectures complémentaires
Des sélections tirées de la correspondance de Halley et d'articles non publiés, ainsi que de deux mémoires biographiques du XVIIIe siècle, se trouvent dans Eugene Fairfield MacPike, éd., Correspondance et documents d'Edmund Halley (1932). La meilleure biographie de Halley est Angus Armitage, Edmund Halley (1966). Colin A. Ronan est également utile, Edmund Halley: Génie dans Eclipse (1969). Pour les relations de Halley avec les astronomes contemporains, voir Eugene Fairfield MacPike, Hevelius, Flamsteed et Halley complète au niveau des unités (1937).
Sources supplémentaires
Debout sur les épaules de géants: une vision plus longue de Newton et Halley, Berkeley: University of California Press, 1990. □