|
Francesco Fontana fût il le Tartarin de l'astronomie?
Francesco Fontana | |
et son livre |
Francesco Fontana, né à Naples vers 1585 (la date est incertaine), et mort de la peste dans la même ville en juillet 1656, fut d'abord un juriste, mais il a laissé son nom dans l'histoire de l'astronomie instrumentale... en bien ou en mal, selon les auteurs.
Intéressé par les instruments d'optique, alors en pleine enfance, il se fabriqua une lunette astronomique et aussi un microscope à plusieurs lentilles, dont il s'attribua l'invention, faisant fi des autres inventeurs, Zacharias Jansen, Cornelis Drebbel ou Galilée .
Après la redécouverte, en 1875, de la prétendue observation du satellite de Vénus par Fontana, certains ne tarirent pas d'éloges:
Joseph Bertrand, de l'académie des sciences, en 1882: Fontana, parmi les contemporains de Galilée, était un des observateurs les plus habiles et les plus assidus; il a découvert la rotation de Mars, les taches de Vénus et les bandes réguliéres qui, de l'Est à l'Ouest, sillonnent Jupiter parallélement à l'équateur.
Camille Flammarion, en 1884: Fontana, l'un des plus habiles astronomes de son époque,...
Le père Thirion, en 1884: Fontana, contemporain de Galilée, fut un observateur habile. On lui doit les premières observations de taches sur Mars, dont il soupçonna la rotation dès 1638.
Mais auparavant, les appréciations étaient beaucoup moins élogieuses.
Galilée remarquait que si la lunette de Fontana grossissait plus que les siennes, elles ne découvrait rien de plus (et c'est exact).
Descartes, dans une longue lettre à Mersenne (qui vaut un numéro d'une revue scientifique), écrit le 15 novembre 1638: Ne croyez pas tout ce qu'on vous dit de ces merveilleuses lunettes de Naples*; car la pluspart des hommes, & principalement les Charlatans, tel qu'est sans doute vostre Maire*, font tousjours les choses qu'ils racontent plus grandes qu'elles ne sont.
Torricelli jugeait le livre de Fontana plein de rèveries et d'absurdités effrontées.
Christian Huygens, disait que La forme de montagne qu'il attribue a Mars, est aussi une pure illusion, et une marque tres certaine de l'imperfection de ses verres ou de ses yeux.
Plus tard, Von Littrow, directeur de l'observatoire de Vienne, pensait "que le télescope de Fontana était très mauvais, et qu'il provoquait des reflets illusoires."
De fait, le livre de Fontana tomba bientôt dans un oubli bien mérité, au point que, pour son étude de 1887, Paul Stroobant ne put le consulter que grace à l'observatoire de Vienne, car il était introuvable en Belgique.
Il semble que des écrits et des dessins de Fontana aient circulé de son temps, puisque nous en trouvons dans un livre de Matthias Hirzgarter, publié en 1643, mais nous ne connaissons plus son oeuvre que par son livre: Novae coelestium terrestriumque rerum observationes, publié en 1646, donc quand il avait environ 61 ans, et 38 ans après la date prétendue de ses premières réalisations.
Selon ses propres dires, dans sa "Prefatio ad lectorem", il aurait utilisé le tube à deux lentilles convexes, donc la lunette à oculaire convergent, dès 1608:
Tubi quadam optici a me anno 1608 duobus lentibus convexibus compositi inventione reperta
l'invention du dit tube optique composé de deux lentilles convexes a été trouvée par moi en 1608
Mais ceci en aurait fait, non seulement le premier à utiliser un oculaire convergent, avant même que ce type d'oculaire ne soit recommandé par Képler en 1611, mais encore l'inventeur de la lunette astronomique, avant même que Galilée n'apprenne l'existence de la lunette hollandaise, en 1609.
On comprend que Fontana ait pu préférer l'oculaire convergent, qui avait l'avantage d'avoir un champ plus grand, bien qu'au prix d'un renversement de l'image, et d'ailleurs il explique qu'il a comparé les résultats obtenus avec des verres concaves et des verres convexes. Mais de là à ce qu'il ait inventé la lunette astronomique avant tout le monde, il y a une marge.
De fait, ce n'est qu'en 1614 que Le père Zupi témoigna avoir vu cette lunette. Le jésuite Jérome Sirsalis, lui vit le microscope de Fontana en 1625.
Cette date de 1608 résulte-t-elle d'une coquille de l'imprimeur? On peut en douter, car il existe deux impressions de cette même page, la première comportant seulement "Ad lectorem", mais avec la même date. L'erreur, ou la vantardise, qui est encore reproduite à la page 20 du même livre est donc probablement de Fontana lui même.
Ce n'est pas tout, Fontana a aussi prétendu avoir inventé la lentille redresseuse, qui, insérée dans le tube, remet l'image à l'endroit, comme dans la vision normale. Malheureusement, aucun de ces dessins ne montre l'utilisation d'une telle lentille, et dans son dessin de la lune du 23 novembre 1645, l'image est bel et bien renversée. Surtout, il écrivait ceci un ans après que le père de Rheita ne décrive cette invention dans son livre Oculus Enoch et Eliae.
Fontana donne quelque précisions sur sa lunette: un verre convexe de 3 doigts de diamètre, au bout d'un tube d'un diamètre intérieur de 2 doigts. La longueur pouvant aller jusqu'à 50 palmes, soit 11.84 m, avec la valeur connue de la Palme utilisée à Naples. Mais Fontana n'indique pas pour chacune de ses observations les caractéristiques de la lunette utilisée. En 1629, il aurait disposé d'une lunette de 8 palmes, soit 1.89 m, ce qui correspond assez bien aux 6 pieds, dont parle Huygens dans une lettre à Jean Chapelain. Une telle lunette n'est pas dépourvue d'aberration chromatique, car pour 40 mm d'ouverture, il faut au moins une focale de 6 m. Sans compter les aberrations dues aux défauts de polissage, ou à l'inhomogénéité du verre. Sans ces aberrations, le pouvoir séparateur, limité par la seule diffraction, eut été d'environ trois secondes d'arc.
Selon une lettre de Benedetto Castelli à Galilée, Fontana aurait fabriqué en 1638, une lunette de 14 palmes ( 3.31 m ), grossissant 90 fois, ce qui est trois fois plus que les plus puissantes lunette de Galilée, mais sans intérêt, si l'objectif n'était pas meilleur. Car à l'époque de Fontana, il était difficile d'obtenir de bonnes lentilles. On imagine mal aujourd'hui combien elles étaient parsemés d'inhomogénéités, et leur polissage aléatoire. C'est au point que Galilée aurait fabriqué, au total, une soixantaine de lunettes, dont seules quelques unes lui donnèrent satisfaction.
D'ailleurs l'auteur en convient lui même au chapire V, en énumérant les difficultés rencontrées:
Difficultates, in tubi optici constructione occurrentes
Difficultés survenant dans la construction du tube optique
Et il explique que pour pallier à la difficulté de polir des lentilles à grand rayon de courbure, il a imaginé de faire des ménisques, permettant de longues focales, avec des rayons de courbure plus petit.
Fontana a donc eu bien du mérite à fabriquer sa lunette lui même, mais il aurait eu encore plus de mérite à se rendre compte, comme Galilée, de la mauvaise qualité de ses lentilles. De fait, les dessins qu'il a réalisé montre surtout l'effet d'aberrations optiques, voire des détails imaginaires, et peut-être même inventés.
C'est en cela que Fontana fut un observateur raté. Après avoir raté la fabrication d'une bonne lunette, il n'avait pas cherché à en mesurer correctement les défauts, et confondait les effets de ces mêmes défauts avec les détails objectifs des astres qu'il observait.
Voici un exemple avec l'astre le plus facile à observer: la lune, dessinée par Fontana le 23 novembre 1645.
|
 dessin de Fontana |
 reconstitution par Stellarium (l'image est renversée) |
|
On voit que, si les mers sont à peu près à leurs places, elles sont mal dessinées, en particulier, au milieu à gauche, la mer de la Fécondité dont il manque une partie. Quant au terminateur, il est représenté d'une façon grotesque, avec des cornes exagérées comme sur un dessin d'enfant. De plus, les cratères remplissent uniformément le reste de l'image sans représenter l'effet de la perspective, et l'image est renversée, donc faite sans utilisation d'une lentille redresseuse.
Les autres dessins de la lune ne valent guère mieux, et l'on peut se demander ce que valent les dessins d'astres plus difficile à observer. Et justement, voici pire:
Divers auteurs affirment, en se recopiant les uns les autres, que Fontana avait découvert, ou au moins soupçonné, la rotation de Mars. Voyons ce qu'il en est.
Nous ignorons quel était le grossissement de sa lunette, mais on peut penser qu'un hableur comme lui utilisait probablement des grossissement nettement supérieurs au grossissement résolvant. Nous savons qu'il avait obtenu un grossissement de 90 (qu'il aurait plus tard porté à 160) pour sa lunette de 14 palmes. Nous tablerons donc sur un grossissement de 60, pour sa lunette de 8 palmes, ce qui transforme les secondes d'arc en minutes d'arc ( mais seul l'ordre de grandeur est respecté). Comme nous avons justement fabriqué vers 1961, une lunette "à verre de besicle" de 40 mm d'ouverture, et 2 m de focale, ayant une résolution de 8" (à cause du chromatisme) et un grossissement de 60, nous sommes bien armé pour évaluer les performances de sa lunette, sachant que dans la notre le verre était homogène et correctement poli.
Tous les astronomes amateurs savent que Mars est un astre difficile à observer, ne serait qu'à cause de son faible diamètre apparent. Mais Fontana n'en a cure. En 1636, il prétend dessiner la planète Mars. Que n'avait il attendu le 21 aout 1640, qui lui eut offert une opposition périhélique, car lors de l'opposition de 1636, le diamètre apparent de Mars n'était que de 16.1 secondes d'arc, soit deux fois la résolution de son instrument... si la lentille avait été parfaite.
L'image du centre représente donc ce que Fontana aurait vu avec un tel grossissement. ( Pour toutes les reconstitutions de ce que voyait Fontana, nous avons simulé une résolution de 8", et renversé l'image ). Et voila ce que ça donne pour le premier dessin de Mars, fait en 1636.
|
1/3 distance d'observation pour voir l'image centrale à l'échelle (si x 60)
|
|
 dessin de Fontana |
 ce qu'il pouvait voir (au mieux) |
 reconstitution par Stellarium |
|
On juge du désastre. Ce cercle et cette tache centrale sont manifestement illusoires. Mais même ci ce cercle avait réellement existé, la faible résolution de sa lunette aurait du obliger Fontana aurait à le dessiner bien plus large. Ici, il semble que les défauts soient cumulés: mauvaise lentille, mauvaise mise au point, reflets dans l'oculaire, et effet de contraste simultané se sont donnés rendez-vous pour produire la plus infecte image de Mars jamais dessinée. Cela n'a pas empéché Camille Flammarion de présenter, en 1889, cette image comme "Le plus ancien dessin de la planète Mars". Dessin de Mars? Hum! Dessin des défauts de sa lunette, plutôt.
Mais Fontana a aussi prétendu dessiner Mars en phase "gibbeuse", le 24 aout 1638:
|
 dessin de Fontana |
 ce qu'il pouvait voir (au mieux) |
 reconstitution par Stellarium pour 18 h 45 TU |
|
On ignore l'heure d'observation, mais on peut supposer qu'il a observé environ une heure après le coucher du soleil, quand le ciel était assez sombre, et Mars pas trop loin du méridien.
La aussi, on voit que le dessin de Fontana n'a rien à voir avec l'aspect réel de Mars, mais on voit tout de même la phase, sauf qu'elle est exagérée, mal dessinée et mal orientée. Bien sûr, l'image de Mars, ne fait alors que 13.5 seconde d'arc, et Galilée avec sa lunette de 1610 avait seulement reussi à voir qu'elle n'était pas tout à fait ronde.
Le dessin montre un détail intéressant: la tache sombre, au centre, à la même forme que l'image globale, ce qui laisse penser que la tache, comme le cercle est bien un artéfact. Fontana remarque bien cette apparence, mais il tient un tout autre raisonnement:
Martis Pilula, vel niger conus, intuebatur distinctè ad circuli, ipsum ambientis, deliquium, proportionaliter deficere; quod fortasse Martis gyrationem circa proprium centrum significat.
La pilule de Mars, ou le cone noir, se tournait nettement vers le cercle, l'entourant lui même, la disparition se faisant proportionnellement; cela signifie peut-être la rotation de Mars autour de son propre centre.
Et voila comment Fontana fut crédité d'avoir découvert, ou tout au moins soupconné la rotation de Mars. L'ennuyeux, c'est que dans ce système, Mars n'aurait pas tourné en 25 heures, comme nous l'admettons aujourd'hui, mais en une révolution synodique martienne. Fontana n'a donc rien découvert du tout, même pas l'imperfection de sa lunette.
On a même dit que Fontana avait dessiné Mars en forme de montagne triangulaire.
C'est d'abord Huygens, qui a écrit: La forme de montagne qu'il attribue a Mars, est aussi une pure illusion,
Puis Carl Sagan:
MARS APPARAIT telle une roche sur cette gravure du XVII° siècle due à Matthias Hirzgarter. Ce dernier, mathématicien suisse, utilisa des renseignements obtenus auprès d'un astronome italien, Francesco Fontana, pour imaginer que la Planète était une énorme roche en forme de triangle. Par la faute d'une lunette défectueuse, Fontana avait confondu certaines taches noires de Mars — la région de Syrtis Major — avec la Planète elle-même.
De fait, le livre de Hirzgarter, ne dit pas clairement qu'il est copié de Fontana, mais il contient deux dessins (de la lune et de Saturne) qui sont de Fontana.
Les Planètes, Le monde des sciences, Time Life, 1967, p 133 |
 Dessin de Mars prétendument d'après Fontana |
Arrivé ici, Fontana aurait tout de même réussi à observer, après Galilée, la phase de Mars, ce qui malheureusement ne prouve rien contre le système de Ptolémée, où Mars a aussi des phases.
Puisque la lunette de Fontana était capable, tant bien que mal, de montrer la phase de Mars, elle devait être capable de montrer encore plus nettement les phases de Vénus, mais toujours avec des artefacts. Hé bien, nous allons voir que c'est pire.
Lors de cette observation de 11 novembre 1645, le diamètre de Vénus n'est que 12.5", c'est à dire à peu près quatre fois la résolution théorique de sa lunette, et une fois et demi la résolution pratique, avec une lentille supposée parfaite.
 dessin de Fontana |
 ce qu'il pouvait voir (au mieux) |
 reconstitution par Stellarium |
|
|
On remarque tout de suite, que non seulement Fontana dessine une phase en croissant, alors qu'elle est gibbeuse, mais il dessine un globule sombre, d'un diamètre beaucoup plus petit que la résolution de sa lunette, et qu'il ne pouvait donc absolument pas voir. Ce petit globule sera ensuite interprété comme le satellite de Vénus, et tant l'académicien Joseph Bertrand que Camille Flammarion diront que "l'observation de Fontana fût précise et certaine."
Et deux bonnets d'âne pour ces savants qui répétent des rèveries. 
On a aussi crédité Fontana d'avoir observé le premier, en 1639, les phases de Mercure. De fait, il donne bien un dessin de Mercure en croissant, fait le 23 mai 1639.
 dessin de Fontana |
 ce qu'il pouvait voir (au mieux) |
 reconstitution par Stellarium |
Seulement le diamètre de Mercure, ce soir là, était de 8.1", et la largeur du croissant d'environ 3", alors que la résolution de son instrument était de 8", au mieux.
Or, nous venons de voir que Fontana avait donné un dessin totalement erroné de la phase de Vénus, vue sous un angle de 12.5". On en déduit que la lunette de Fontana était bien incapable de montrer la phase réelle de Mercure, ce que confirme notre reconstitution. Cette phase de Mercure que dessine Fontana a été tout simplement calculée d'après l'élongation angulaire. C'est une fraude manifeste. Galilée avait été plus honnête: il avait reconnu qu'il n'arrivait pas à distinguer la phase de Mercure avec sa lunette.
Il est d'ailleurs curieux que Fontana ne dise rien de la curieuse conjonction en triangle que Vénus, Mercure et Mars, formaient ce soir là.
Selon Robert Smith, dans son traité d'optique de 1738, les phases de Mercure aurait été découverte par Martinus Hortensius (Martin van den Hove). Flammarion le confirme dans Les terres du ciel. Hortensius aurait découvert les phases de Mercure en 1630. Mais en réalité, dans son ouvrage Dissertatio de Mercurio in Sole viso, publié en 1633, Martinus Hortensius dessine bien des phases, mais il s'agit de celles de Vénus. Quant à Mercure, Hortensius y traite de son passage devant le soleil de 1631.
Selon Riccioli, les premiers dessins de la phase de Mercure ont été réalisés par le père Zupi, en 1639.
Les observations de Saturne, par Fontana, évoquent l'utilisation d'un oculaire en cul de bouteille.
 dessin de Fontana |
 ce qu'il pouvait voir (au mieux) |
 reconstitution par Stellarium |
Ensuite Fontana est crédité d'avoir découvert les bandes tropicales de Jupiter. Or, elles sont plus difficiles à observer que les anses de l'anneau de Saturne, puisqu'une petite lunette qui montre les anses de Saturne, ne montre pas les bandes de Jupiter. D'autre part, Fontana a observé tantôt deux, tantôt trois bandes. Son dessin de 1643 montre trois bandes, et qui ne sont pas dans le plan du système Jovien.
 dessin de Fontana |
 ce qu'il pouvait voir (au mieux) |
 reconstitution par Stellarium (image renversée) |
l'inclinaison du système jovien indique que l'observation a eu lieu vers l'ouest, mais il na pas été possible de trouver une date et une heure qui rende compte à la fois, du diamètre ds Jupiter et de la disposition des satellites. La reconstitution la moins mauvaise a été faite pour le 11 octobre à 2 h TU.
L'image centrale montre que si sa lentille avait été parfaite, il aurait ou observer ces bandes, mais nous avons vu qu'il n'en était rien. La comparaison avec notre lunette qui montre mieux (ou moins mal) l'anneau de Saturne, mais pas les bandes de Jupiter, laisse comprendre qu'il ne pouvait pas les voir. Les trois bandes dessinées par Fontana, pourraient donc avoir été aussi illusoires que l'anneau qu'il croyait voir courir le long du disque de la planète Mars. Peut être même les a-t-il inventé, après en avoir entendu parler.
Les autres observateurs de son temps ont d'ailleurs dessiné des bandes non moins disparates:
Observations de Zucchi, Grimaldi, Fontana et Zupi (passez la souris pour voir les noms)
Selon Riccioli, dans son Astronomia reformata de 1665, d'ou vient la gravure ci-dessus, le premier observateur à avoir noté des bandes sur Jupiter serait le père Zucchi, en 1630. Mais on ignore de quel instrument se servait Zucchi, et les bandes, reroduites par Riccioli, ne sont pas placées là où nous les connaissons aujourd'hui. Il n'est donc pas impossible que les bandes observées par Zucchi soient aussi illusoires que celles de Fontana. Grimaldi semblerait avoir été, toujours selon Riccioli, le premier a avoir dessiné des bandes à l'emplacement que bous leur connaissons, en 1648. Mais dans les années suivantes, il dessinait à nouveau des bandes à des emplacements différents, tout comme le père Zupi, également crédité d'avoir découvert ces bandes. Riccioli mentionne également les observations d'Hodierna et de Campani.
Aujourd'hui, nous savons que les bandes de Jupiter sont effectivement variables, mais il est bien difficile de déméler ici, la variabilité réelle et les illusions dues à la mauvaise qualité des instruments de l'époque.
On peut cependant noter que, vues de la Terre, les bandes paraissent parallèles, et donc que les dessins qui les montrent courbes, comme celui de Fontana, sont faits d'imagination.
On se retrouve devant le même problème que celui de la découverte de la division de Cassini, qui n'a pas été observée par Cassini en 1675, comme on le croit souvent, mais qui existaient néanmoins: Les bandes tropicales sombres existent bien, mais Fontana n'a probablement pas vu celles qu'il a dessiné. On peut soupçonner qu'en en ayant eu connaissance par les observations d'autres astronomes (initiées depuis 16 ans), il les ait dessiné dans son livre sans les avoir vu lui même.
Donc, en 1646, Francesco Fontana a prétendu:
- avoir inventé le tube optique à deux verres convergents dès 1608, c'est à dire avant tout le monde.
- avoir inventé la lentille redresseuse, déja décrite par De Rheita, mais sans s'en être jamais servi.
- avoir inventé un microscope à plusieurs lentilles convergentes, qui aurait existé dès 1625.
- avoir découvert les bandes de Jupiter en 1630, alors que sa lunette ne permettait pas de les voir.
- avoir découvert la rotation de Mars en 1638, alors qu'il ne voyait qu'un artefact de sa phase gibbeuse.
- avoir observé la phase de Mercure en 1639, alors qu'il n'en pouvait rien voir.
- avoir observé un petit globe près de Vénus, qui n'existait que dans son instrument (et dans sa tête).
Il semble qu'en fait de précurseur, Francesco Fontana était plutôt un beau menteur. 
Que valait donc la lunette de Fontana? Ses contemporains s'accordaient a être sceptique. Fontana n'a pas vu ce qu'il aurait du voir (l'anneau de Saturne, dessiné comme deux anses bien régulières), mais il a vu ce qu'il ne pouvait pas voir (la phase de Mercure), et surtout, il a vu ce qui n'existait pas (des globules autour de Vénus).
Sa lunette était donc très mauvaise. Mais pouvait on faire mieux à l'époque? Galilée y avait réussi. Non seulement il avait sélectionné les meilleures lentilles, mais il les avait diaphragmé, ne gardant que la partie centrale, la mieux polie, et éliminant l'aberration chromatique. De fait, si Fontana avait été plus soigneux, s'il avait taillé des lentilles d'une focale de 6 m, dans un verre suffisamment homogène, il eut pu obtenir une lunette d'une résolution de 3", donc meilleure que celles de ses concurrents, en diaphragmant l'objectif à 40 mm, comme il l'avait déja fait.
Une meilleure
↑ lire le dossier ↑ |
Même en se contentant d'une distance focale de 2 m, Fontana aurait obtenu un meilleur résultat, s'il avait pu disposer d'une lentille plus homogène et mieux polie, comme celle de la lunette que nous avions bricolé en 1961, avec un "verre de besicle", de 0.5 dioptries.
Cette lunette constitue un précieux test, car si elle montre mieux les anses de l'anneau de Saturne que celle de Fontana, alors, ce qu'elle ne montre pas, Fontana ne pouvait pas le voir non plus.
Une pire
↑ lire le dossier ↑ |
La lunette de Fontana semblait jusqu'ici être la pire dont l'histoire de l'astronomie ait gardé le souvenir, mais ne nous y trompons pas, on peut toujours faire pire!
C'est ainsi qu'en 1977, on a réussi à battre le record de Fontana, avec une lunette dont la résolution était la même que celle de l'oeil humain, c'est à dire qui ne servait a rien!
Ce miracle fut rendu possible, grace à l'emploi de lentilles en matière plastique.
|
Dernière mise à jour: 22/07/2020
|
