Christoph Scheiner, né le à Markt Wald près de Mindelheim en Souabe bavaroiseCe pays était alors rattaché à la Marche de Burgau, en Autriche Antérieure. et mort le à Neisse en Silésie, est un prêtre jésuite allemand, astronome et mathématicien à l'université d'Ingolstadt, pionnier de l'optique instrumentale et codécouvreur des taches solaires.
Biographie Années de formation Scheiner étudia au collège jésuite d'Augsbourg de mai 1591 à1595 avant d'être admis le 26 octobre 1595 au sein de la Compagnie de Jésus. Il fit son noviciat à Landsberg am Lech sous la direction du père Rupert Reindl et prononça ses vœux le 26 octobre 1597 à Augsbourg chez Melchior Stör. Il poursuivit sa formation religieuse et reçut les sacrements mineurs le 19 septembre 1598 à Augsbourg de l’évêque Sebastian Breuning.
thumb|Le pantographe, première invention de Christoph Scheiner. Puis il étudia la philosophie, les mathématiques et la philosophie naturelle (la physique) jusqu'en 1601 à l’université d'Ingolstadt. Il enseigna ensuite au collège jésuite de Dillingen jusqu'en 1605.
Paulus Gay, le de l’abbaye cistercienne de Stams, revenant sur ses années passées à l'Académie de Dillingen, évoque ainsi les talents pédagogiques de Scheiner : « Pour le cours de « poésie » mon professeur était Christophorus Scheiner, surnommé « Vischkibl » ; c'était un bon mathématicien, insuffisamment qualifié pour cette école et ses élèves, si ce n'est que le travail personnel des élèves suppléait à ses lacunes ; un homme admirable, natif de JudéeD'après le Journal de l'abbé Paulus Gay (MS E 51) in archives de l'abbaye de Stam. Texte original : In schola poeseos habui praeceptorem Christophorum Scheiner, commune dictum « Vischkibl ». Mathematicus bonus erat, pro schola et discipulis non fuit sat. Nisi discipulorum privata studia ipsius defectum supplessent. Homo mirabilis, natus in Judaea. »
En 1605 Scheiner reçut à Dillingen le titre universitaire de magister artium. Cette même année, le duc Guillaume V l'appela à sa cour de Munich, pour qu'il lui explique le fonctionnement des pantographes qu'il avait inventés en 1603.
De l'automne 1605 au 30 juin 1609, Scheiner étudia la théologie à l'Université d'Ingolstadt et soutint sa thèse de theol. sur Thomas d'Aquin : Theses Theologicæ, ex universis D. Thomæ partibus. L'année 1609 fut pour Scheiner un tournant : ordonné sous-diacre par l'évêque Marcus Lyresius le 14 mars, il devint diacre le 4 avril. Quinze jours plus tard, le 18 avril, Lyresius l'ordonna prêtre dans la cathédrale d'Eichstätt même.
Scheiner accomplit son Troisième An du 6 octobre 1609 au 10 septembre 1610 à Ebersberg sous la direction du père Johannes Pelecius.
Professeur à Ingolstadt (1610–1617) Il se vit offrir la chaire de sciences mathématiques (physique et astronomie) et d’hébreu de l’université d’Ingolstadt le 15 octobre 1610 ; il y prenait la succession de Johann Lantz (1564–1638). Ses conférences lui valurent de la réputation et l'archiduc Maximilien III d'Autriche l’invita plusieurs fois à sa cour d’Innsbruck, pour qu'il lui explique divers phénomènes d’astronomie.
Grâce à la lecture de la Dioptrique de Johannes Kepler (1611), Scheiner parvint à construire vers 1613 une lunette astronomique. Il était le premier savant du Saint-Empire à construire un tel appareil, avec trois décennies d'avance sur les premières lunettes à lentilles multiples d’Anton Maria Schyrleus de Rheita (1597–1660). Scheiner se constitua un petit observatoire dans la tour de l’église de la Sainte-Croix d’Ingolstadt. Il effectua ses premières observations du Soleil avec sa lunette et à l'œil nu, une démarche dangereuse qui n'était d'ailleurs possible que lorsque la brume diffusait en partie la lumière solaire. Puis il imagina d'observer le Soleil à travers des verres colorés. Au cours des années suivantes, Scheiner fabriqua une série de lunettes spéciales qu'il appelait s pour ses observations solaires : l'idée était de projeter avec la lunette la lumière du Soleil sur une surface en papier, si bien que l’œil n’était plus soumis au rayonnement lumineux direct. En outre, les taches solaires étaient beaucoup plus faciles à observer ainsi. L'observation du Soleil plusieurs minutes de suite posait le problème de la poursuite de l'astre dans sa course apparente, or les premières lunettes astronomiques de Scheiner reposaient directement sur un socle fixe : le recours à un trépied muni d'un dispositif de guidage améliora la situation. Christopher Grienberger mit au point à la demande de Scheiner une monture parallactique tandis que Scheiner lui-même inventait le collimateur qui porte son nomCf. Le collimateur de Scheiner. Scheiner se servit également d'une chambre noire pour reporter grossièrement sur le papier la position des taches solaires.
L’archiduc Maximilien III possédait une lunette astronomique qu'il utilisait, outre l’astronomie, pour observer le paysage autour d’Innsbruck. Il s'agaçait de n'avoir qu'une image renversée de ce qu'il observait : Scheiner résolut le problème en interposant une lentille convexe qui rétablissait l'image dans le bon sens, réalisant ainsi (mais après Schyrle de Rheita) l'une des premières lunettes à redresseur terrestre. Scheiner fabriqua également une chambre noire portative.
Depuis sa tour d'observation de la Heilig-Kreuz-Kirche d’Ingolstadt, Scheiner et son élève le père Jean-Baptiste Cysat observèrent les premières taches solaires l'après-midi du 21 mars 1611. Ils renouvelèrent l'expérience en octobre 1611. Scheiner s'aperçut le premier que ces taches solaires tournent plus vite à l'équateur qu'en allant vers le pôle. Sa première hypothèse (incorrecte) fut que ces objets n'étaient pas liés au Soleil, qu'il considérait comme un corps sphérique pur, donc immaculé.
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Comme la présence de ces taches contredisait la perfection du Soleil, le supérieur provincial, Peter Busäus, ordonna aux deux astronomes de garder le silence. Sa justification s’appuyait sur le fait qu’Aristote n'avait mentionné aucune impureté du Soleil. D'autres confrères de la Compagnie, comme Adam Tanner, l’exortèrent à la prudence.
Scheiner était en correspondance avec le savant conseiller d’Augsbourg Markus Welser. Dans trois lettres, datées des 12 novembre, 19 décembre et 26 décembre 1611, Scheiner faisait part à ce gentilhomme de sa découverte ; or Welser fit paraître ces trois lettres le 5 janvier 1612 sous le titre Tres epistolæ de maculis solaribus : elles établissaient formellement la priorité de Scheiner sur Galilée. Dans la controverse qui suivit, Scheiner opta pour le pseudonyme Apelles latens post tabulam (litt. « Apelles caché derrière le tableauAllusion à un célèbre passage de Pline l'Ancien (, XXXV, chap. 10) à propos du peintre Appelle. ») : partie d'une discussion sur la validité du système de Copernic, l’explication des taches solaires finit par venir au premier plan des débats. Scheiner refusait-il le système de Copernic ? Il avait essayé d'observer une conjonction de Vénus et du Soleil. Dans la lettre du 19 décembre 1611, il écrit : « Si toutes les autres explications devaient s'avérer trompeuses, celle-ci seule devrait suffire à convaincre, à savoir que Vénus orbite autour du Soleil. Je ne doute pas qu'il en aille de même pour Mercure, et je ne manquerai pas de le vérifierTexte original : « Wenn auch alle anderen Beweise trügen würden, der eine müsste allein schon überzeugen, dass die Sonne von der Venus umkreist wird. Das Gleiche bezweifle ich beim Merkur nicht und will es zu erforschen nicht unterlassen ». »
Welser fit parvenir un exemplaire de ce recueil à Galilée et Johannes Kepler. Dès le 4 mai 1612, Galilée réagit en signalant qu'il avait observé ces taches solaires dès novembre 1610. Il n'y voyait d'ailleurs que de simples « nuées », non des satellites (des « lunes »), comme Scheiner les nommait dans ses lettres. L'échange épistolaire entre les deux savants se poursuivit. Le 13 septembre 1612 parurent trois autres écrits d'« Apelles latens post tabulam ». On sait aujourd'hui qu'au même moment, Thomas Harriot (1610) et Johann Fabricius (9 mars 1611) avaient eux aussi découvert ce phénomène. Les observations de Johannes Fabricius furent seules imprimées mais ni Scheiner ni Galilée n'en eurent connaissance.
On commençait à admettre que le système de Ptolémée avec ses sphères cristallines (qui faisaient se mouvoir les planètes) n'était plus tenable. Dans le système de Copernic (comme dans celui de Tycho Brahe) les orbites des planètes se croisaient, excluant la possibilité que le ciel soit fait de sphères solides. Il fallait trouver une nouvelle explication physique pour rendre compte de la substance céleste : le ciel fluide. Christoph Scheiner chercha sa propre solution. Sa première allusion à la possibilité d'un ciel rempli de fluide se trouve dans une lettre de 1614 au Père jésuite Paul Guldin, à qui il demande comment il doit s'exprimer lorsqu'il parle des taches solaires, des astres et d'autres phénomènes, puisqu'il ne peut publier qu'il pense que le ciel est fluide. Dans le support de ses conférences d’Ingolstadt de 1614 on trouve également mention de son hypothèse d'un ciel fluide.
Cette même année 1614, il publia avec son disciple Stefan Locher un livre intitulé Disquisitiones mathematicæ, où il expose les théories copernicienne, ptolémaïque et tychoenne du monde. On y trouve une gravure représentant le système de Copernic. Scheiner reçut un rappel à l'ordre du Supérieur général de la Compagnie de Jésus, Claudio Acquaviva, le 13 décembre 1614, ainsi tourné : « Je voudrais simplement recommander à Votre Excellence de s'en tenir à la doctrine des Anciens et de ne pas enseigner les idées de certains Modernes. Soyez certain que cela nous déplaît et que nous ne laisserons aucun des nôtres publier quoi que ce soit de telVersion en allemand (l'original est en latin) : « Nur das möchte ich Euer Hochwürden empfehlen, an der soliden Lehre der Alten festzuhalten und nicht die Meinungen mancher Modernen zu lehren. Seien Sie sich sicher, dass uns diese nicht gefallen und wir nicht zulassen werden, dass unsere Leute etwas Derartiges veröffentlichen. ». »
L'ouvrage Sol ellipticus, où l'auteur analyse l'aspect oblong du soleil à son lever et à son coucher, parut en 1615. Un autre livre, paru en 1617 sous le titre de Refractiones cœlestes, est lui aussi consacré à la réfraction des rayons du Soleil à travers l’atmosphère.
Scheiner publia cette même année 1617 avec son disciple Georg Schönberger un traité complet sur les cadrans solaires intitulé Exegeses fundamentorum gnomonicorum. Il prononça ses vœux définitifs le 31 juillet 1617 devant le recteur Johannes Manhart dans le monastère Zur Schönen Unserer Lieben Frau d’Ingolstadt.
À la cour d'Innsbruck (1617–1620) À partir de 1614, Scheiner se rendit souvent à Innsbruck auprès de l'archiduc Maximilien III pour le conseiller sur certaines recherches astronomiques, si bien qu'en 1617 ce prince le fit venir pour de bon (avec l'accord du supérieur provincial) à sa cour. Là, Scheiner se consacra à l'anatomie de l’œil et à l’optique physiologique. Il publia ses découvertes dans un traité intitulé Oculus : sans connaître la théorie exacte de la réfraction de la lumière, il y compare les indices optiques des différentes parties de l'œil comme le cristallin et l’humeur vitreuse. Il reconnaît dans la rétine le siège des sensations visuelles. Les autres apports de cet ouvrage novateur sont : l’estimation du rayon de courbure de la cornée, la découverte des terminaisons nasales du nerf optique, l’augmentation de la courbure du cristallin par accommodation, le réflexe de contraction de la pupille, la contraction de la pupille par accommodation, l’effet sténopéïque, la mise en évidence de l’inversion des images sur la rétine, enfin l’analogie entre l’œil et la chambre noire.