Pământul a fost considerat mult timp sferic , mai întâi de Parmenide (c. 515-450 î.Hr.) în principal din motive estetice și geometrice, apoi de Platon (c. 428-348 î.Hr.) -C.) Pentru care forma lunară eclipsele arată că umbra proiectată a Pământului este întotdeauna circulară. Această idee a unui Pământ sferic va fi înlocuită treptat de ideea că Pământul are o formă elipsoidală .
Primele indicații că Pământul în ansamblu este ușor elipsoidal, sunt atât de natură empirică, cât și teoretică. Astfel, Jean-Dominique Cassini observase încă din 1666 că Jupiter era puternic aplatizat. Această descoperire a fost făcută și în Anglia de John Flamsteed . Aplatizarea în cauză valorează aproximativ 1/15. A fost tentant să raportăm acest fapt la rotația rapidă a lui Jupiter în jurul său în doar 10 ore. A fost la fel cu Saturn . Prin analogie, era firesc să credem că Pământul însuși era oarecum aplatizat.
Pe de altă parte, observația lui Jean Richer care arăta că lungimea pendulului care a bătut-o pe a doua era mai mare la Paris decât la Cayenne era cunoscută de Newton și Huyghens și le-a stârnit reflexia. Huyghens a dedus din aceasta în „Discursul despre cauza gravitației”, publicat în 1690 , că Pământul este un corp turtit de revoluție și, ținând cont de forța centrifugă pe care el însuși o teorizase, a găsit o turtire de la 1/578 .
În 1687 , Newton considera în „Principia mathica philosophiae naturalis” un Pământ fluid a cărui densitate este constantă de la centru la suprafață, de aproximativ 5,5 ori mai mare decât a apei, rotindu-se pe sine în 24 de ore. Pe baza teoriei sale a gravitației universale , el constată că, în aceste circumstanțe, aplatizarea suprafețelor de nivel intern este ea însăși constantă de la centru la suprafață și este de aproximativ 1/230.
Rezultatul lui Richer poate fi interpretat observând că pe elipsoid, gravitația g nu este constantă: pentru un elipsoid aplatizat la poli, unde un punct de pe suprafață situat la o latitudine mai mare este situat mai aproape de centrul de masă decât un astfel de punct situat la o latitudine mai mică, este mai mare la poli decât la ecuator. Știind că perioada naturală a unui pendul simplu este egală cu 2π (ℓ / g) 1/2 , unde ℓ este lungimea pendulului și că g are o valoare mai mare în Paris decât în Cayenne, înțelegem că Richer a trebuit să scurtează lungimea pendulului său în apropierea ecuatorului, astfel încât să bată în același ritm ca la Paris.
Trebuie remarcat faptul că ideea unui Pământ aplatizat a fost o rupere completă cu ideile filozofice tradiționale moștenite de la Antici. Într-adevăr, potrivit unor autori precum Pitagora , Platon , Aristotel , Ptolemeu și discipolii lor, Pământul trebuie să fie neapărat o sferă, deoarece Pământul ridicat ca o divinitate cosmică trebuie să fie perfectă și că sfera este corpul solid „perfect” prin excelență. .. Este, fără îndoială, opera lui Kepler , care îndrăznise să înlocuiască orbitele planetare circulare cu elipse, care a stat la originea evoluției ideilor care a condus în cele din urmă la această schimbare radicală a concepțiilor filosofice.
„Principia” va cunoaște mai multe ediții în deceniile următoare și va exercita o influență foarte mare asupra științei și filosofiei. Odată cu apariția acestor noi ediții, lucrarea a fost finalizată și actualizată.
În 1683 , cu puțin înainte de publicarea primei ediții a „Principiei”, meridianul Picard între Sourdon și Malvoisine a început să fie extins sub direcția lui Jean-Dominique Cassini , spre nord de La Hire , discipol al lui Picard. , iar spre sud de Cassini însuși. Meridianul Cassini a jucat un rol istoric suficient de important încât este util să oferiți câteva detalii despre el. Lucrările au fost întrerupte la sfârșitul anului din cauza morții lui Colbert și a înlocuirii sale ca protector al Academiei și superintendent al clădirilor regelui de către Louvois . Acesta din urmă avea alte priorități. La Hire reușise să ajungă la Bethune , iar Cassini la Bourges .
Louvois a murit în 1691 , dar lucrările nu s-au reluat decât în 1700, încă sub îndrumarea lui Jean-Dominique Cassini. Acesta din urmă s-a alăturat fiului său Jacques ( 1677 - 1756 ). Lucrările au continuat până la vârful Canigou din Pirineii de Est , nu departe de Perpignan , s-au încheiat în 1701 cu măsurarea bazei Leucate - Saint Nazary . Este suficient să spunem că am acționat rapid: ridicarea meridianului Bourges - Canigou într-un an și jumătate, cu mijloacele de transport și comunicare ale vremii, pare să fie încă o provocare. Motivul acestei viteze de execuție a fost, fără îndoială, Războiul de Succesiune Spaniolă , care a absorbit practic toate creditele și care a lăsat partea de nord a meridianului neterminată. Abia după o lungă întrerupere, lucrarea a putut fi reluată în 1718 de Jacques Cassini , Maraldi și La Hire fils. Meridianul ar putea fi astfel completat între Sourdon și Montdidier , apoi extins până la Dunkirk unde a fost măsurată o bază. Lanțul complet al meridianului Cassini este susținut pe trei baze. De la nord la sud, găsim baza Dunkirk (5564 toise, sau aproximativ 10.844 metri), baza măsurată de Picard la Villejuif (5.663 toises, sau 11.037 metri), și baza Leucate (7.246 toises, sau 14 122 metri) ). Stațiile astronomice fundamentale sunt Observatorul Paris , la o latitudine de + 48 ° 50′10 ″, Dunkirk la 2 ° 12′15,5 ″ nord de Paris (deci la o latitudine de + 51 ° 02′25, 5 ″) și Collioure la 6 ° 18′56 ″ sud de Paris (deci la o latitudine de + 42 ° 31′14 ″).
Opera acestui meridian istoric este rezumată într-o carte de Jacques Cassini publicată în 1723 , „Tratatul despre măreția și figura pământului”. Autorul furnizează valorile numerice citate mai sus, și anunță că 57097 toises pentru gradul de meridian al segmentului sudic ( Paris - Collioure ), și 56960 toises pentru segmentul de nord ( Paris - Dunkirk ). Amintiți-vă că Picard a găsit 57.060 toise pentru segmentul central Paris - Amiens .
Jacques Cassini anunță 57061 toise pentru gradul de meridian al sferei medii și reduce gradul lui Picard la 57.030 toises. El conchide „… astfel, apare cu suficiente dovezi că gradele unui meridian sunt mai mari cu cât sunt mai aproape de ecuator și dimpotrivă scad pe măsură ce se apropie de pol”. Aceasta însemna că forma Pământului era un elipsoid alungit la poli. Într-adevăr, sfera tangentă la pol are o rază mai mare (r = r 1 ) decât sfera tangentă la ecuator (r = r 2 ). În consecință, un unghi α subtinde un arc de meridian ℓ = α r mai mare la pol decât la ecuator: ℓ 1 > ℓ 2 . Pentru un elipsoid aplatizat la poli, are loc inversul, adică ℓ 1 <ℓ 2 . Prin extrapolarea meridianului Cassini către polul nord și către ecuator, găsim ℓ 1 <ℓ 2 .
Fiind în contradicție cu lucrarea teoretică a lui Huyghens și Newton, care a demonstrat dimpotrivă că Pământul, datorită rotației sale, trebuia să fie un elipsoid aplatizat la poli, și nu alungit, această teză a lui Cassini a fost punctul de plecare al „ o controversă științifică, amestecată cu politica, care avea să dureze cincisprezece ani. Dezbaterea a fost finalizată în 1737 prin experimentul în favoarea unui sferoid , adică a unui elipsoid de revoluție aplatizat la poli. Recolta științifică a acestei dezbateri poate fi cu greu exagerată, deoarece problema figurii Pământului a dat naștere la multe progrese în geodezie astronomică, desigur, dar și în hidrostatică, fizică și matematică. Cele mai multe funcții „speciale“ de matematică și fizică teoretică, inventat în XVIII - lea și al XIX - lea secole, își au originea în activitatea de forma Pământului. Problema este încă actuală, dar la un nivel mai ridicat de complexitate.
De fapt, dacă examinăm meridianul Cassini din orice context controversat, ne dăm seama că configurația lanțului lasă mult de dorit. Acest lucru este valabil mai ales în partea sa sudică, unde conformația triunghiurilor este foarte slabă.
Opiniile lui Newton au fost rapid acceptate de către savanții britanici, dar pe continent - și în special în Franța - opiniile au rămas împărțite. Vechea teorie a vârtejurilor datorată lui Descartes , revizuită și corectată de Huyghens , a câștigat încă multe voturi, iar legătura dintre atracția gravitațională și gravitație nu a fost percepută în mod clar. Pe de altă parte, Jacques Cassini a continuat, nu fără amărăciune, să-și apere măsurile și, prin urmare, ideea unui Pământ s-a întins la poli. Am asistat astfel la ceea ce s-a numit „cearta dintre capetele ascuțite (cassinienii) și capetele plate (newtonienii)”. Voltaire se număra printre celebrii filosofi care se adunaseră la tezele lui Newton. Printre cărturarii francezi dobândiți de aceștia se număra în special Maupertuis . Pentru aceasta din urmă va cădea onoarea de a demonstra empiric, în timpul unei expediții în Laponia , că Pământul a fost aplatizat la poli.
Iată câteva linkuri către articole referitoare la istoria geodeziei și Figura Pământului :