Le mouvement rétrograde de Mars

Les mouvements de Mars, la Terre et la Lune sont visualisés dans le référentiel héliocentrique. L'axe Terre-Mars (en rouge sur la vidéo) nous aide à visualiser le mouvement de Mars.

Dans le référentiel héliocentrique, Mars, tout comme la Terre, a une trajectoire elliptique (dans le cas de la Terre, cette ellipse est presque un cercle). Dans le référentiel géocentrique, cependant, la trajectoire de Mars ressemble à une cardioïde (cf troisième simulation). Mars se déplace dans une direction, revient sur ses pas (d'où le mot "rétrograde"), puis retourne dans la direction initiale.

Le mouvement de Mars a été observé depuis l'Antiquité.

Alors que les étoiles, vues dans le référentiel géocentrique, semblent se déplacer toutes ensembles suivant un mouvement circulaire ('qui correspond, dans le référentiel héliocentrique, au mouvement de la Terre sur elle-même), les planètes, elles, se déplacent par rapport à la "voute céleste" (c'est-à-dire qu'elles ne sont pas fixes par rapport aux étoiles). C'est de ces observations que vient le mot "planète", il veut dire "corps céleste errant". Mars, avec son mouvement rétrograde, était tout particulièrement intrigant.

Les premières tentatives d'explication de ces observations ont été émises dans le cadre d'un système géocentrique (sphère homocentriques du grec Eudoxe de Cnide, (-406 à -355). Alors que, dans ce système, les étoiles ont un simple mouvement de rotation autour de la Terre, vue comme le centre de l'Univers, il est nécessaire, pour expliquer le mouvement apparent de Mars par rapport aux étoiles, de l'attribuer à un double mouvement : la planète serait en rotation autour d'un point qui lui-même se déplacerait le long d'un cercle centré sur la Terre...

Le premier système héliocentrique (et la première explication du mouvement de Mars dans ce système) est due au grec Aristarque de Samos (-310 à -230). Ce système a toutefois été longtemps rejeté, parfois même oublié, et il faudra attendre Copernic (1473 à 1543) pour que l'affirmation que le système solaire n'est pas centré sur la Terre soit à nouveau défendue ouvertement. En dépit de la condamnation de Galilée (en 1633), les idées de Copernic n'ont pas totalement disparu dans les années qui ont suivi, mais il sera nécessaire d'attendre la fin du dix-septième siècle, voire le dix-huitième, selon les pays, pour que ces idées soient à nouveau largement acceptées par les scientifiques.