Léonard de Vinci, l'homme qui mit à jour la lumière cendrée

article original publié par Science @ Nasa
auteur : Docteur Tony Phillips
traduction de Didier Jamet
10 OCTOBRE 2005

Croissant de lune et lumière cendrée photographiés au dessus du parc national de Yosemite en octobre 2004
Croissant de lune et lumière cendrée photographiés au dessus du parc national de Yosemite en octobre 2004

Andy Skinner

Il y a 500 ans de cela, Léonard de Vinci résolut une très ancienne énigme astronomique : l'origine de la lumière cendrée, cette douce lueur qui baigne la partie non éclairée de la Lune.

Quand on vous parle de Léonard de Vinci, il vous vient sans doute à l'esprit l'énigmatique sourire de Mona Lisa, d'étonnants croquis de machines volantes et autres sous-marins, ou plus probablement encore le titre d'un roman ésotérico-policier récent au succès planétaire. Et bien tout ça, c'est de la vieille école. À partir de maintenant, quand vous entendrez parler de Léonard de Vinci, vous penserez à la Lune.

Peu de gens le savent, mais une des plus grandes manifestations du génie de Léonard de Vinci n'a rien à voir avec la peinture ou l'ingénierie. Il s'agit en fait d'astronomie : il a compris l'origine de la lumière cendrée.

On peut observer la lumière cendrée chaque nuit où la Lune est en croissant au-dessus de l'horizon, au coucher du soleil. Entre les pointes du croissant, vous devinez comme une image fantomatique de la Lune. C'est la lumière cendrée, le reflet sur la partie non éclairée de la Lune de la lumière renvoyée par la Terre.

Pendant des milliers d'années, les hommes se sont émerveillés devant cette splendeur sans en comprendre la cause. Et il fallut attendre le 16e siècle pour que Léonard de Vinci la comprenne.

Aujourd'hui, la réponse nous paraît évidente. Quand le Soleil se couche sur la Lune, il se produit exactement la même chose que sur Terre : c'est la nuit. Mais pas une nuit noire... Même quand le Soleil est couché, il y a encore une source de lumière dans la nuit lunaire : la Terre bien sûr ! La lumière solaire renvoyée par notre planète éclaire la nuit lunaire 50 fois plus intensément que ne le fait la pleine Lune dans notre propre ciel nocturne. C'est le reflet de cette lumière sur le sol lunaire plongé dans la nuit qui produit la lumière cendrée.

Il fallait de prodigieuses capacités d'imagination pour se représenter cette possibilité au 16e siècle. À l'époque, personne n'était encore allé sur la Lune pour y constater la place lumineuse que tient notre planète dans le ciel lunaire. Il faut avoir bien présent à l'esprit qu'à l'époque, seuls quelques savants particulièrement audacieux osaient avancer l'idée que c'était peut-être la Terre qui tournait autour du Soleil, et non l'inverse... Copernic ne publia sa théorie d'un système planétaire au centre duquel se trouverait le Soleil qu'en 1543, soit 24 ans après la mort de Léonard de Vinci.

Il se trouve que de l'imagination, Léonard de Vinci en avait à revendre. Ses carnets sont couverts de croquis divers où se croisent pêle-mêle machines volantes, engins blindés, scaphandres sous-marins et autres machines extraordinaires en avance de plusieurs siècles sur leur temps. Il conçut même un robot : un chevalier en armure capable de s'asseoir, de bouger les bras et de remuer la tête tout en actionnant des mâchoires anatomiquement exactes.

Le " voyage sur la Lune " de Léonard de Vinci

Résoudre l'énigme de la lumière cendrée était un défi à la mesure du génie protéiforme de Léonard de Vinci. En tant qu'artiste, il s'était naturellement intéressé aux jeux d'ombre et de lumière. En tant que mathématicien et ingénieur, il était passionné de géométrie. Il ne lui manquait plus qu'un voyage vers la Lune pour que la lumière se fasse. Ce fut un voyage imaginaire.

Dans le manuscrit qui nous est parvenu sous le nom de " Codex Leicester " (Leicester étant le nom de la famille anglaise qui fut dépositaire du manuscrit pendant deux siècles) écrit aux alentours de 1510, on trouve une page dont le titre est : " De la Lune : aucun corps solide n'est plus léger que l'air ". Il y confie sa certitude que la Lune possède une atmosphère et des océans. De là, il déduit que cette présence de vastes étendues d'eau liquide fait de la Lune un parfait miroir pour la lumière solaire elle-même réfléchie par les océans terrestres.

Extrait du Codex Leicester dans lequel Léonard de Vinci décrit la lumière cendrée
Extrait du Codex Leicester dans lequel Léonard de Vinci décrit la lumière cendrée

Crédit : Léonard de Vinci

En fait, il se trompait sur deux points :

D'abord, la Lune n'a pas d'océans. Lorsque les astronautes d'Apollo 11 se posèrent en pleine mer de la Tranquillité en juillet 1969, ils foulèrent un sol rocheux. En dépit de leur aspect trompeur vu depuis la Terre, les " mers " lunaires sont en fait constituées de lave basaltique solidifiée depuis des milliards d'années, et non pas d'eau.

Ensuite, les océans terrestres ne sont pas la principale source de réflexion de la lumière solaire. Ce sont les nuages qui assurent la plus grande contribution. Quand les astronautes des missions Apollo regardèrent vers la Terre, les océans leur apparurent comme de vastes étendues sombres couvertes d'étincelants nuages.

Mais ces erreurs sont des détails. Le raisonnement de Léonard de Vinci concernant l'origine de la lumière cendrée était fondamentalement juste.

Dans les prochaines décennies, des hommes et des femmes se rendront en personne là où, 500 ans auparavant, Léonard de Vinci ne put se rendre que par la puissance de son imagination. La Nasa prévoit le prochain débarquement humain pour 2018. Contrairement à leurs illustres prédécesseurs des glorieuses missions Apollo, qui ne restèrent sur la Lune que quelques jours tout au plus, les nouveaux explorateurs lunaires y resteront pendant des semaines d'affilée, voire des mois. Ce faisant, ils verront se produire un phénomène qu'aucun astronaute d'Apollo n'a vécu : la tombée de la nuit sur la Lune. Un " jour " lunaire dure 29,5 jours terrestres : environ 15 jours de Soleil, suivis d'une longue nuit d'une même durée. Au cours des missions Apollo, les astronautes se sont toujours posés en plein jour et ont redécollé avant que le Soleil ne se couche sur leur site d'alunissage. Du fait de l'éclat du Soleil, ils n'ont donc jamais pu voir la lumière cendrée luire paisiblement à leurs pieds. La prochaine génération d'astronautes aura cette chance.

Clair de Terre photographié par les astronautes d’Apollo 11. Vue depuis la Lune, la Terre apparaît quatre fois plus grande que le Soleil et environ 50 fois plus brillante qu’une pleine lune.
Clair de Terre photographié par les astronautes d’Apollo 11. Vue depuis la Lune, la Terre apparaît quatre fois plus grande que le Soleil et environ 50 fois plus brillante qu’une pleine lune.

Crédit : Nasa/ Equipage Apollo 11

Et peut-être qu'un jour, lors d'une promenade nocturne aux alentours de la base, à la seule lueur du clair de Terre, l'un d'eux se penchera sur le sol et y tracera quelques mots de l'extrémité de son index ganté : " Léonard de Vinci est passé par là "

Quelques liens pour en savoir plus (en anglais)

L'élucidation du mystère de la lumière cendrée par Léonard de Vinci

Pour des raisons que l'on commence seulement à comprendre, la lumière cendrée est plus brillante en avril et mai

Projet Earthshine

Etudier le climat terrestre grâce à la lumière cendrée

Biographie de Léonard de Vinci (en français)

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