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Un catalogue d'étoiles grecques datant des débuts de l'astronomie révélé

Une page manuscrite fragile est montée dans un cadre métallique à l’intérieur d’un système d’imagerie de laboratoire entouré d’équipements scientifiques.

Entourés de tuyaux métalliques et d'enchevêtrements de câbles, deux chercheurs montrent des gribouillis orange vif sur un écran d'ordinateur. Les gribouillis sont un poème écrit en grec ancien sur les phénomènes célestes, vus pour la première fois par des yeux humains depuis près d'un millénaire et demi.

« Il y a une annexe qui comprend les coordonnées des étoiles évoquées dans le poème, ainsi que de petits croquis des cartes des étoiles », explique Minhal Gardezi, physicien à l'Université du Wisconsin-Madison.

Gardezi fait partie d'une équipe travaillant au Laboratoire national des accélérateurs du SLAC à Menlo Park, en Californie, pour découvrir ces cartes d'étoiles. Les cartes proviennent d'un catalogue créé par l'astronome grec Hipparque de Nicée vers 150 avant JC et ont été copiées au cours du 6ème siècle après JC. Transcrits sur une peau d'animal, le poème et les cartes ont ensuite été effacés et écrasés par un nouveau texte. En exposant la peau aux puissants rayons X de l'accélérateur de particules du SLAC, l'écriture invisible est à nouveau révélée.

Les connaissances directes du monde antique sont rares. La plupart des érudits grecs écrivaient sur du papyrus, un matériau qui survit rarement aux siècles. Presque aucun écrit d'Hipparque n'a été retrouvé, bien que des sources de seconde main indiquent qu'il a créé l'un des premiers catalogues d'étoiles et a contribué à inventer la trigonométrie. La copie conservée au SLAC représente un trésor pour les chercheurs espérant mieux comprendre la naissance de la science il y a plus de 2 000 ans.

Le document mesure environ 18 centimètres sur 21, soit à peu près la taille d'un livre de poche, et est connu sous le nom de palimpseste, un morceau de parchemin fait de peau de chèvre ou de mouton dont le texte original a été gratté puis écrit. Celui-ci en particulier, appelé le Codex Climaci Rescriptusvient du monastère Sainte-Catherine dans le désert égyptien du Sinaï. Au IXe ou au Xe siècle, un scribe utilisait le palimpseste vierge – effacé soit par les moines, soit par quelqu'un avant eux – pour enregistrer des traités monastiques.

Bien que le texte effacé ne soit plus visible à l’œil nu, des techniques d’imagerie avancées avaient déjà partiellement révélé l’écriture cachée. Cela est possible parce que les résidus chimiques de l’encre utilisée dans le document original pénètrent dans le parchemin, modifiant subtilement la façon dont le matériau absorbe la lumière. En exposant ces faibles marques à différentes longueurs d’onde de lumière – certaines dans notre plage visible et d’autres légèrement au-delà – des parties du texte effacé peuvent être récupérées.

Pour obtenir une image complète, les chercheurs ont projeté sur le manuscrit des rayons X concentrés et intenses du SLAC, bien au-delà de la lumière visible et qui peuvent être un million de fois plus puissants que ceux utilisés dans un cabinet de dentiste, en prenant des précautions pour éviter d'endommager le matériau. Les rayons X excitent les éléments chimiques de l’encre, les rendant fluorescents. « Vous ne les voyez pas, mais ils sont toujours là », explique Uwe Bergmann, également physicien à l'UW-Madison. Les rayons X ont détecté des signaux calciques dans les anciennes écritures cachées, plus visibles que dans les nouvelles.

Le premier texte du palimpseste était le poème « Phénomènes » du poète grec Aratus de Soli. Composé à l'origine vers 275 avant JC, il décrit le lever et le coucher de différentes constellations. Celui qui a copié le poème sur le palimpseste – un scribe inconnu du VIe siècle – a également inclus des sections de type appendice décrivant la position des étoiles dans les constellations. Les chercheurs savent que ces sections proviennent d'Hipparque parce que leur précision et leur système de coordonnées distinct correspondent aux descriptions ultérieures de son travail.

Gardezi dit que c'est comme si un éditeur ajoutait des notes de bas de page à une copie de « Hamlet » de Shakespeare qui « nous donnait des faits amusants, comme une recette de nourriture qui a été mangée dans la pièce ».

L’écran d’un ordinateur portable affiche une image améliorée numériquement d’un manuscrit ancien avec un texte manuscrit mis en surbrillance.

Après avoir récupéré quelques extraits, l’équipe envisage désormais de scanner les palimpsestes restants du codex. Les algorithmes informatiques contribueront à améliorer davantage l’écriture et les cartes afin que l’équipe puisse glaner davantage de données à partir de ces rares gribouillis. L'imagerie avancée a jusqu'à présent contribué à régler un débat de longue date sur la question de savoir si l'astronome romano-égyptien Ptolémée, qui a vécu au IIe siècle après JC, a plagié le travail d'Hipparque. Il s'avère que les catalogues d'étoiles de Ptolémée utilisaient celui d'Hipparque comme référence, mais incorporaient également des éléments provenant d'autres érudits.

« Ce n'est pas du plagiat, c'est de la science », déclare Victor Gysembergh, co-auteur de l'étude et historien des sciences au CNRS à Paris. « Nous le faisons encore aujourd'hui, en combinant les sources pour obtenir les meilleures données possibles. »

D’autres chercheurs attendent avec impatience de voir quels secrets supplémentaires les palimpsestes pourraient contenir. Des expériences antérieures de l'équipe ont révélé des descriptions des fondements du calcul – généralement considérés comme ayant été inventés à la fin des années 1600 – dans une copie des écrits d'Archimède datant du 3ème siècle avant JC, explique Graham George, chimiste à l'Université de la Saskatchewan à Saskatoon, au Canada, qui n'a pas participé aux travaux.

« Qui sait ce que montrera l’étude des cartes stellaires ? demande-t-il. « J'ai hâte de le découvrir. »

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