Pourquoi pas d'éclipse chaque mois ? L'univers joue avec nous 🌙✨

Pourquoi la Lune ne nous gratifie pas d'une éclipse chaque mois ? Ou comment trois cycles cosmiques se donnent rendez-vous

Quand Soleil, Terre et Lune ne sont pas dans le plan de l'écliptique ...

« Le soleil a rendez-vous avec la lune ». Vous connaissez la chanson de Charles Trenet, bien sûr. Cet hymne poétique du XXe siècle nous berce avec l'idée d'une romance céleste imprévisible, où l’un des amants délaisserait l’autre. Sauf que voilà : si le Soleil et la Lune avaient vraiment un rendez-vous tous les mois, nous serions, franchement, submergés d'éclipses. Il n'y aurait plus de jours « normaux », juste une suite ininterrompue de ciels assombris et de journaux horrifiés parlant de « fin des temps imminente ».

Heureusement pour nos paupières et nos systèmes nerveux, c'est beaucoup plus compliqué et infiniment plus intéressant.

D'abord, comprendre le spectacle : comment naît une éclipse ?

Avant de nous plonger dans les arcanes de l'astronomie, rappelons-nous ce qui se passe quand une éclipse se produit vraiment. Imaginez une ombre qui se projette sur Terre. Cette ombre, c'est la Lune qui passe directement entre nous et le Soleil, masquant sa lumière. C'est ce qu'on appelle une éclipse solaire, un moment où le jour devient nuit en plein milieu de l'après-midi, où les oiseaux s'envolent, paniqués, croyant que le crépuscule arrive d'un coup.

L'inverse existe aussi : quand la Terre se place entre le Soleil et la Lune, elle projette sa propre ombre sur la Lune. Celle-ci prend alors une teinte rougeâtre sinistre, comme si quelqu'un l'avait plongée dans du sang cosmique. On appelle cela une éclipse lunaire. Moins spectaculaire visuellement ? Peut-être. Mais tout aussi poétique.

Voilà le scénario idéal. Trois astres alignés. Un, deux, trois. Parfait. Comme une photographie de famille où tout le monde regarde exactement dans la bonne direction.

Le problème ? Ce scénario est beaucoup plus rare qu'on ne l'imaginerait.

Le mois synodique : l'amoureux qui arrive à l'heure

Commençons par les bases, sans les rudiments barbants d'un cours de lycée. Imaginez que vous observez la Lune depuis la Terre. Elle se lève, brille de mille feux, puis disparaît. Puis elle revient. Ce cycle de phase lunaire, de nouvelle lune à nouvelle lune, ou de pleine lune à pleine lune, dure environ 29,5 jours. Les astronomes appellent cette période le mois synodique, et les jardiniers la lunaison. C'est le rendez-vous que Trenet chantait, d'une certaine façon : le moment où le Soleil, la Terre et la Lune s'alignent à peu près.

On pourrait croire que c'est le moment idéal pour une éclipse solaire. Et techniquement, on n'est pas loin. Mais non. Non, non, non.

C'est là que les choses deviennent délicieusement compliquées.

Le mois draconitique : quand la Lune se rebelle

Voici où l'univers pimente les choses. La Lune ne tourne pas autour de la Terre dans le plan où la Terre tourne autour du Soleil. Elle dévie, comme un frisbee penché. Elle s'écarte de ce qu'on appelle l'écliptique (le plan de l'orbite terrestre) d'environ 5 degrés. C'est une légère inclinaison, une diva céleste qui refuse de danser exactement au rythme attendu.

Ce qui signifie que lors d'une nouvelle lune, même si le Soleil et la Lune sont « alignés » au sens où on l'entend généralement, ils ne sont souvent pas suffisamment alignés dans le même plan pour créer une éclipse solaire. C'est comme si deux danseurs avaient rendez-vous sur la même piste, mais sur des niveaux différents : ils ne se rencontrent jamais vraiment. L'ombre de la Lune rate la Terre. Elle passe au-dessus ou au-dessous, dans le vide cosmique, indifférente à notre déception.

Les deux points où l'orbite de la Lune croise l'écliptique s'appellent les nœuds lunaires. La période qui sépare deux passages consécutifs de la Lune par le même nœud s'appelle le mois draconitique, et il dure environ 27,2 jours.

Le cycle de Saros : le Plus Petit Commun Multiple cosmique

Donc, pour qu'il y ait une éclipse solaire, il faut simultanément (a) la nouvelle lune et (b) la lune proche d'un des noeuds lunaires. Vous commencez à voir le problème ? Le mois synodique (29,5 jours) et le mois draconitique (27,2 jours) ne tournent pas au même rythme. C'est un peu comme avoir deux horloges qui fonctionnent à des vitesses légèrement différentes. Parfois elles concordent, parfois elles sont décalées, parfois c'est un chaos parfait. Donc, si les deux horloges sont synchronisées au départ, si l’une met 29,5 jours pour faire un tour et l’autre 27,3 jours, au bout de combien de jours seront elles synchronisées à nouveau ? Vous avez 1 heure😂

Et maintenant, pour la solution, accrochez-vous à vos sièges.

Souvenez vous du collège… Ces heures infinies à trouver le Plus Petit Commun Multiple de deux nombres ? (Ah non, c'est vrai, vous aviez probablement d'autres choses en tête à cet âge.) Eh bien, le cosmos fait exactement la même chose, sauf que c'est magnifiquement utile.🌘🌗🌖🌒🌓🌑

Attendez suffisamment longtemps, et ces deux cycles vont se synchroniser. Et quand c’est le cas, vous obtenez des conditions parfaites pour les éclipses. Ce moment arrive précisément tous les 6 585 jours, ce qui correspond à 223 mois synodiques et 242 mois draconitiques, une période appelée le cycle de Saros. Converti en années, jours et heures (encore un problème de collège) on obtient 18 ans, 11 jours et 8 heures. Donc le temps qui va séparer deux éclipses solaires successives. . Mais il y a encore un hic. Ce sont ces 8 heures qui posent un problème.. En effet, en 8 heures la Terre a tourné et parcouru du chemin. Comme 3x8=24, une éclipse ne pourra être observée du même endroit de la Terre, à la même heure, que tous les 3 cycles de Saros, soit tous les 54 ans environ.

C'est un nombre mis en lumière par les anciens Babyloniens, environ 600 ans avant notre ère. Sans connaître la mécanique céleste, c’est-à-dire les travaux de Kepler et Newton, découverts 2000 ans plus tard, juste par l’observation et les mathématiques, ils ont remarqué que les éclipses se répétaient selon ce schéma. Il leur a fallu collecter des données pendant des générations et noter sur leurs tablettes toutes ces observations dont la précision était remarquable. Et à partir des données du passé, prédire le futur ! Alors, chapeau Nabuchodonosor et ses astronomes !

Mon Papa, interprètent Charles Trenet. Son nom de scène était Lucien Lima

« Le soleil a rendez-vous avec la lune. » Oui, Trenet avait raison, mais il faut lui ajouter une note en bas de page : « ... environ tous les 18 ans, lorsque trois cycles cosmiques se mettent d'accord. » Voilà pourquoi les éclipses sont si précieuses : elles sont les lettres d'amour que la Lune nous envoie quand elle se souvient de nous. Rares, mais prévisibles et magnifiques... exactement comme l'amour, finalement. Et c'est peut-être ça, la vraie magie des mathématiques : nous rappeler que même l'univers sait faire du romantisme."