TEMPS SIDERAL
Le nocturlabe mesure le temps des étoiles, le "temps sidéral", qui n'est pas exactement le temps solaire, en raison du trajet effectué en un jour par la Terre autour du Soleil.
Explication héliocentrique
La différence entre jour sidéral et jour solaire apparaît bien sur la "Figure 50" des planches d'Astronomie de l'Encyclopédie de Diderot et D'Alembert.
Entre deux passages d'une certaine étoile au méridien, dans la direction de M le premier jour, et de m le lendemain, la Terre a fait un tour
complet (360°) sur elle même.
Entre temps, elle s'est déplacée, sur son orbite annuelle autour du Soleil, de la position A à la position B, de sorte qu'en B, les 24 heures (moyennes) du jour solaire ne sont pas terminées. La Terre doit encore tourner d'un angle égal à dBf.
Cet angle est égal à l'angle ASB correspondant au trajet de la Terre pendant un jour sidéral et vaut approximativement 360/365,256 soit 0,9856° (la durée de l'année sidérale est 365,2564 jours de 24h).
Sachant que 15° correspond à une heure de temps, la différence entre le jour sidéral et le jour solaire est donc 0,9856/15 » 3m56s.
Observation sur Terre
Vues de la Terre, les étoiles tournent autour de la polaire d'Est en Ouest, c'est à dire dans le sens direct (contraire de la montre) quand on regarde le Nord. Elles font un tour complet de la polaire en 23h 56m. Elles sont donc chaque nuit 4 minutes en avance, ou encore, la nuit suivante à la même heure, elles auront tourné 4 minutes en plus.
Le nocturlabe fonctionne avec les Gardes, de la constellation de la Grande Ourse, situées sur le dos de cet animal imaginaire :
a UMa = Dubhe = al-Dubb, l'Ours en arabe.
b UMa = Mérak = Maraqq al-Dubb al-Akbar, le bas ventre du Grand Ours en arabe.
La dénomination de Gardes semble être du domaine de la marine, gardes de l'étoile polaire (j'imagine).
Voici l'image de la Grande Ourse dans l'Atlas Flamsteed (édition Fortin 1776) et le détail des sept étoiles de la "casserole" ou "chariot" donné Fig. 1 de l'abrégé d'Astronomie de Lalande.
Il n'y a que dans le ciel que les ourses sont affublées d'une telle queue ! Cette
forme est due aux Grecs, ainsi dénommée (arktoz =
arctos = ourse, d'où arctique) depuis Homère. Dans l'Inde ancienne, on
voyait plutôt une ourse en abgd, suivie
de trois petits ezh.
Les Latins nommaient ces sept étoiles Septem triones, les sept bœufs (septentrion). Bien avant, chez les Mésopotamiens, on voyait un chariot en abgd tiré par trois bœufs, les étoiles ezh. Les anciens Arabes figuraient à cet endroit "les Filles de Nasch".
Le 6 septembre 2004 (c'est à un jour près pour des raisons de calendrier), les Gardes sont à minuit solaire à la verticale de la polaire (image : logiciel Redshift).
Un mois après, à minuit solaire, les Gardes sont plus loin que la verticale (dans le sens direct). La différence est de 3m56 multipliées par 30 jours soit 1,97 h , ce qui correspond, en multipliant par 15, à un angle de 29,5°.
Références
· LAFFITTE (Roland) – Héritages arabes – Des noms arabes pour les étoiles – éd. Geuthner 2001.
· LE BŒUFFLE (André) – Astronymie – Les noms des étoiles – éd. Burillier 1996.