Si le soleil était juste un peu plus grand ou la lune un peu plus éloignée, les éclipses solaires totales pourraient ne jamais se produire. Mais ils le font, et il s'avère que ce phénomène céleste qui a changé l'histoire humaine, et notre perspective de l'univers, peut être une pure coïncidence.
Les éclipses solaires totales, lorsque la lune couvre presque parfaitement le soleil, fascinent les humains depuis au moins l'époque des premières civilisations. Certains des enregistrements historiques les plus anciens, écrits sur des tablettes d'argile en Babylonie il y a environ 2500 ans, sont consacrés à l'observation des éclipses. Les astronomes de l'époque interprétaient les événements comme des présages de catastrophe, tandis que les contes populaires du monde entier expliquaient généralement les éclipses comme un conflit entre le soleil et un dragon, loup ou rat céleste dévorant.
Quelques éclipses solaires ont même changé l'histoire humaine - par exemple, en affectant le résultat d'une bataille ancienne cruciale, ou en inspirant des scientifiques alors qu'ils ouvraient les secrets de la place de l'humanité dans l'univers. C'est beaucoup de responsabilité pour un phénomène que les astronomes décrivent parfois comme "une coïncidence céleste". Après tout, c'est vraiment ce qu'est une éclipse solaire totale: une coïncidence totale.
"La lune est presque exactement 400 plus petite que le diamètre du soleil, et le soleil est presque exact 400 fois plus loin que la lune", a déclaré Mark Gallaway, astronome à l'Université du Hertfordshire au Royaume-Uni. "La conséquence de cela est que le diamètre angulaire, ou la taille que nous voyons, du soleil et de la lune dans le ciel sont presque exactement les mêmes."
Cependant, un tel match presque parfait n'a pas toujours été le cas. Parce que la distance entre la lune et la Terre change lentement, les éclipses solaires semblaient très différentes il y a des millions d'années - et elles le seront encore, des dizaines de millions d'années à l'avenir.
"C'est une belle coïncidence - la vie est sur Terre depuis environ 400 millions d'années, et nous vivons dans cette petite fenêtre de temps où cela se produit, ce qui est assez étonnant", a déclaré Gallaway à Live Science.
Coïncidence céleste
En bref, c'est simplement un accident de géométrie que le disque apparent de la lune est presque exactement de la taille du disque apparent du soleil, a déclaré l'astronome Caleb Scharf, directeur du Centre d'astrobiologie de l'Université Columbia à New York.
"Lorsque nous commençons par appeler cela une coïncidence que le disque de la lune et du soleil semble être de taille très similaire, nous mettons en place un puzzle où il n'en existe probablement pas", a déclaré Scharf à Live Science. "La 'coïncidence' n'est pas si grande - elle est approximative et varie en fonction du moment de l'éclipse et de l'orbite lunaire."
Gallaway a ajouté que, tout comme la Terre orbite autour du soleil sur une trajectoire elliptique et non circulaire, l'orbite lunaire de la Terre est également elliptique, différant d'environ 6% d'un cercle parfait. En conséquence, la distance changeante entre la Terre et la lune peut faire une grande différence dans l'apparence de chaque éclipse vue depuis la surface de la Terre, a-t-il déclaré.
"Lorsque la lune est la plus éloignée, nous aurons ce qu'on appelle une éclipse annulaire", a déclaré Gallaway, qui est également connu comme "l'anneau de feu", lorsque la taille apparente de la lune est légèrement plus petite et le disque solaire est visible autour du bord de la lune.
De plus, la lune s'éloigne très lentement de la Terre, un effet provoqué par le renflement des marées océaniques de la Terre entraînant lentement la lune sur une orbite légèrement plus rapide et plus élevée. (Le même mécanisme ralentit la rotation de la Terre, allongeant ainsi les jours d'une très petite fraction de seconde chaque année.)
"En ce moment, la lune s'éloigne lentement de la Terre à peu près à la vitesse à laquelle vos ongles se développent", a déclaré Galloway, "donc dans quelques dizaines de millions d'années, nous cesserons d'avoir des éclipses comme celle-ci."
Astronomie pour les dinosaures
Les éclipses solaires auraient également semblé très différentes dans un passé lointain, lorsque la lune était beaucoup plus proche de la Terre et apparaissait beaucoup plus grande, a déclaré Gallaway. (Bien que peut-être à ce moment-là, seuls les dinosaures auraient été là pour le voir.)
"La lune aurait complètement recouvert le soleil, donc nous n'aurions pas tous ces effets étranges comme les perles de Baily et l'effet de bague en diamant", a-t-il déclaré.
Les perles de Baily sont des points de lumière parfois vus lorsque le soleil réapparaît derrière la lune. La lumière du soleil inondant les montagnes et les vallées lunaires est à l'origine du phénomène. La bague en diamant est un effet similaire mais à une échelle beaucoup plus grande, se produisant lorsque la lumière du soleil émergent s'évase le long d'un côté du disque de la lune, a déclaré Gallaway.
Bien que certaines éclipses solaires aient joué un rôle important dans la science, comme l'éclipse de 1919 qui a aidé à vérifier la théorie de la relativité générale d'Einstein, ces événements célestes n'ont pas toujours beaucoup d'intérêt scientifique aujourd'hui, a-t-il déclaré.
"Les éclipses sont l'une des choses les plus examinées en science. Nous savons comment elles fonctionnent, et pour être honnête, nous allons juste là-bas parce que nous aimons voir des éclipses", a déclaré Gallaway.
Cependant, certains phénomènes liés aux éclipses ici sur Terre ne sont pas entièrement compris, a-t-il déclaré. "Des choses étranges se produisent avec les ombres, par exemple. Elles ont l'air rayées pendant les éclipses, ce qui pourrait être dû au fait que le soleil n'est plus une source ponctuelle et que tout est effectivement illuminé par un cercle", a déclaré Gallaway.
Les scientifiques ont également mené des expériences pour déterminer si la baisse de température perçue signalée par de nombreux observateurs des éclipses est réelle ou un effet psychologique, a-t-il ajouté.
"Le fait que les oiseaux arrêtent de chanter - c'est aussi très étrange. Et l'air aurait une couleur violette, peut-être parce que c'est un type de source d'éclairage que nous n'avons jamais connu auparavant", a déclaré Galloway.
L'éclipse humaine
Pourtant, l'expérience humaine des éclipses intéresse particulièrement Kate Russo, psychologue et auteure qui a écrit trois livres sur le sujet. Son dernier livre, "Being in the Shadow: Stories of the First-Time Total Eclipse Experience" (Being in the Shadow, 2017), a été publié plus tôt ce mois-ci.
"Une éclipse solaire totale ne ressemble à aucun autre événement astronomique - des changements se produisent au-dessus de vous, autour de vous et en vous", a déclaré Russo à Live Science dans un e-mail.
"La totalité se produit en raison de la coïncidence d'échelle, permettant à la lune de bloquer complètement le soleil. Mais ce qui rend la totalité si spéciale, c'est à quel point l'expérience est immersive. Elle est d'un autre monde et impressionnante à une échelle jamais vue auparavant. Vous ne le faites pas "voyez" une éclipse totale. Vous en "faites l'expérience" ", a déclaré Russo.
RAPPELLES TOI: Regarder directement le soleil, même lorsqu'il est partiellement couvert par la lune, peut provoquer de graves lésions oculaires ou la cécité. JAMAIS regardez une éclipse solaire partielle sans protection oculaire appropriée. Notre site sœur Space.com a un guide complet sur la façon de visualiser une éclipse en toute sécurité.
