Luna Zagorac, chercheuse postdoctorale à l’Institut Périmètre de physique théorique, travaille quotidiennement sur la recherche de la matière noire. Mais certains jours, elle se penche sur d’anciennes inscriptions hiéroglyphiques provenant des tombes des pharaons qui documentent le mouvement des étoiles.

« Le ciel était très différent il y a 1 000 ans, et 1 000 ans avant cela, car les étoiles dans le ciel bougent. C’est l’une des choses avec lesquelles nous nous débattons lorsque nous essayons de comparer des données d’il y a longtemps », explique-t-elle. Les défis en valent la peine : ces textes vieux de 3 000 ans témoignent d’une compréhension étonnamment moderne de l’astronomie et du chronométrage.

Luna Zagorac a fait équipe avec deux expertes en histoire des sciences, Sarah Symons  de l’Université McMaster et Petra Schmidl  de l’Université d’Erlangen-Nuremberg. Ensemble, elles espèrent interpréter certaines des premières données astronomiques jamais enregistrées.

On les appelle les « horloges stellaires de Ramesside », et il y en a quatre, datant du 12e siècle avant J.-C. Bien qu’il existe des horloges stellaires plus anciennes, aucune n’est aussi soigneusement systématique que celles-ci. Chacune se compose de 24 tableaux qui suivent le mouvement des étoiles dans le ciel nocturne.

Individuellement, chaque tableau porte le nom d’une étoile, indique sa position à chaque heure de la nuit et couvre une période de 15 jours. Les 24 tableaux ensemble représentent une année entière.

Les archéologues ont découvert les horloges peintes sur les plafonds des tombes des pharaons.

« Les temples et les tombes égyptiens sont un peu comme des modèles d’univers. Le plafond ou le couvercle intérieur du sarcophage représentait le ciel de ce petit univers », explique Symons. « Dans ce cas, ce n’est pas une carte stationnaire, car elle a un aspect temporel : il s’agit en fait une carte du ciel en mouvement. On pourrait dire que ces tableaux créent une sorte de planétarium dans une tombe. »

Les archéologues comprennent assez bien la nature symbolique et rituelle des horloges étoilées. Elles faisaient partie de la « machine » des tombes royales qui transportait les pharaons dans l’au-delà. De plus, les horloges avaient probablement une fonction au-delà du domaine des morts. Les versions originales des horloges ont probablement été créées sur du papyrus dans les bibliothèques des temples, utilisées par les prêtres dont les fonctions comprenaient une fonction de chronométrage.

L’interprétation des horloges étoilées devient cependant difficile lorsqu’on les relie au ciel nocturne réel.

Dans les tombes, chaque table étoilée est représentée à côté d’une figure humaine assise, et les positions des étoiles sont décrites par rapport à une partie du corps : le cœur, les yeux, les oreilles ou les épaules. Il est évident que les observations astronomiques étaient réalisées en mesurant la position d’une étoile par rapport à une figure, mais il n’existe aucune instruction quant à l’emplacement de la figure elle-même.

S’agissait-il du reflet de l’observateur dans une piscine, avec le ciel nocturne derrière lui? S’agissait-il d’une statue d’une figure, dressée haut sur l’horizon? Ou peut-être y avait-il un coin spécifique sur le toit d’un temple spécifique, avec un siège dédié aux observations nocturnes de chronométrage.

Les archéologues ne le savent pas. Ils ont les cartes des étoiles, mais pas le manuel d’instructions.

Heureusement, certaines étoiles sont identifiables : la constellation Sahu, dans l’Égypte ancienne, correspond étroitement à l’Orion moderne, tandis que Sopdet est l’étoile brillante Sirius. Les deux habitent le ciel austral. La situation est toutefois compliquée, car des étoiles du ciel nordique sont également représentées. Les horloges stellaires font référence, par exemple, à une constellation appelée le poste d’amarrage, le point fixe du ciel nordique autour duquel toutes les autres étoiles tournent.

Les observations de l’Égypte ancienne en matière de chronométrage n’étaient évidemment pas faites en regardant dans une seule direction. C’est une énigme astronomique qui laisse perplexe.

C’est là qu’intervient la science des données. Les tables d’étoiles, quelles que soient leurs excentricités, présentent des ensembles de données structurés et systématiques. Et les ensembles de données peuvent être modélisés.

« Elles ressemblent un peu à des « vieilles feuilles Excel », plaisante Zagorac. 

Elle développe un logiciel appelé decanOpy pour remonter le ciel nocturne de 3 100 ans en arrière et pour essayer de produire des horloges stellaires artificielles qui se rapprochent de la réalité.

« L’idée est de pouvoir simuler ce à quoi ressemblait le ciel nocturne à tout moment, puis de demander au code de créer des horloges stellaires synthétiques de type Ramesside », explique-t-elle. « Mon rêve est de créer un modèle qui permette de prendre une étoile – et le ciel tel qu’il était – et de produire des horloges stellaires qui ressemblent à la réalité et qui suivent les mêmes statistiques. Ensuite, on peut faire l’inverse. On peut projeter les données du modèle sur le ciel nocturne. »

Il faudra nécessairement faire preuve d’un peu de perspicacité. « Tous les modèles sont faux, mais certains sont utiles », déclare Zagorac, citant un principe de longue date de la science des données. Néanmoins, l’objectif est que ses modèles soient en mesure de corroborer statistiquement leur interprétation des preuves archéologiques.

Les horloges stellaires ramessides ne sont qu’un aperçu des pratiques de chronométrage antiques, et ce projet fait partie d’un effort plus vaste visant à comprendre les débuts de l’horlogerie humaine au sens large. Dans son contexte plus large, l’heure égyptienne antique semble être le point d’origine de notre heure moderne, survivant même lorsque le zodiaque babylonien a pris de l’importance et a largement remplacé d’autres formulations astronomiques égyptiennes.

Schmidl, experte des pratiques de chronométrage arabe, s’intéresse particulièrement à la manière dont le chronométrage et les idées astronomiques ont traversé – ou non – les frontières culturelles. Elle travaille avec Symons sur l’histoire des horloges à eau, et son intérêt pour le projet d’horloge stellaire de Ramesside est né de son désir de comprendre les points possibles de continuité culturelle et d’interconnexion entre l’Égypte ancienne, la Mésopotamie et les pratiques arabes ultérieures.

« De mon point de vue, il est intéressant de constater qu’il existe des techniques similaires de chronométrage nocturne dans les sources arabes. Si nous pouvons mieux comprendre la partie égyptienne, nous comprendrons également mieux les autres parties », déclare Schmidl.

La confluence des expertises entre Schmidl, Symons et Zagorac est peut-être unique et n’est pas nécessairement le lot habituel des scientifiques de l’Institut Périmètre, mais elle est conforme à l’éthique de l’Institut. 

« Je pense que les conversations étranges ont des avantages, et l’Institut Périmètre est conçu, sa structure est conçue, pour favoriser les collisions entre les idées », déclare Symons. « Nous espérons y contribuer d’une manière ou d’une autre. »

Zagorac Zagorac est du même avis, qualifiant ce projet d’« interdisciplinarité radicale ».

« À l’Institut Périmètre, le ciel est notre fenêtre sur l’univers. La cosmologie se résume à nous permettre de regarder le ciel et de construire des machines formidables qui peuvent le faire mieux », dit-elle. « Mais le ciel est aussi un patrimoine – le patrimoine de tous. J’aimerais voir le logiciel que je suis en train de créer se transformer en quelque chose d’utile pour les archéoastronomes, afin qu’ils puissent redonner un peu plus de patrimoine au ciel. »

Zagorac a également trouvé que le projet d’horloge stellaire était un outil utile pour la sensibilisation. Lorsque ses premiers efforts ont été présentés lors d’une conférence au Caire l’automne dernier, les réactions ont été enthousiastes. Le projet inspire les passionnés d’histoire à s’intéresser à l’astronomie et à la physique, et vice versa.

« C’est de la cosmologie des deux côtés », dit Zagorac. « La cosmologie au sens de comprendre l’évolution de notre univers et la façon dont les étoiles sont arrivées là où elles sont, mais aussi la cosmologie au sens de « donner du sens », ou de comprendre notre place dans l’univers. « Je pense que c’est un carrefour vraiment fabuleux. »