Questions aux experts

La reponse est à la fois très simple et pas évidente pour des têtes blondes. Elle passe d'abord par se poser la question : "qu'est ce qui détermine la direction du bas et la direction du haut ?"

Il faut arriver à leur faire comprendre que le bas ne peut pas être défini "dans l'absolu" dans l'espace. C'est en fait la direction qui pointe vers le centre de la Terre, et le haut est la direction opposée. Plus exactement le bas est la direction du champ de gravité terrestre, qui est donné par un fil à plomb. En pratique il est quasiment dirigé vers le centre de la Terre.
Il est purement conventionnel de représenter la Terre avec le Pole Nord vers le haut (je ne saurais pas dire d'ailleurs clairement d'ou vient cette habitude). Les anciennes cartes avaient des orientations beaucoup plus variees (et des formes de continent assez fantaisistes mais ce n'est pas le propos). En fait la Terre est une sphère presque parfaite et en tout point de la surface, le bas est ressenti par la direction pointant vers le centre, le haut vers l'extérieur, et un plan horizontal est celui tangent à la sphère. Les Australiens ont la tête en haut et les pieds en bas simplement parce que pour eux, le haut est défini et ressenti comme la direction dans laquelle pointe leur tête et le bas est la direction de leur pied.

Si ils ne sont pas convaincus, montrez leur un globe terrestre et remarquez que la France est a une latitude d'environ 45°. Demandez leur alors pourquoi ils n'ont pas l'impression d'être penchés....

La notion de haut et de bas est définie par l'attraction terrestre. Nous sommes attires par la Terre et si nous essayons de nous en ecarter (en sautant, par exemple), nous "retombons" dessus. Avec l'aide de notre oreille interne, siege de l'équilibre du corps humain, nous avons une notion tres nette du haut et du bas en liaison avec la gravitation. Le bas, c'est donc vers le centre de la Terre, et c'est vrai pour tout le monde, y compris les Australiens.
Le probleme est que nous oublions que nous ne vivons pas sur une surface plane (la Terre plate de nos anciens) et qu'il n'y a pas un seul haut et un seul bas. Les Australiens étant, comme nous, attirés par le centre de la Terre ont une notion du haut et du bas locale qui est dans le "bon" sens, c'est-a-dire qu'ils ressentent l'attraction terrestre sous leurs pieds et considèrent que le ciel est en haut. De plus dire que les Australiens auraient la tête en bas suppose qu'on puisse définir un repère absolu où le haut et le bas sont définis indépendamment de l'observateur, ce qui n'est pas possible ici. D'ailleurs, pour les Australiens, c'est nous qui avons la tête en bas! Et les enfants australiens se posent la même question que nous : pourquoi les Europeens ne tombent-ils pas ? Si ! tout le monde tombe mais vers le centre de la Terre.

J'aurais envie de répondre que les Australiens aimeraient bien savoir comment les Français peuvent vivre la tête en bas...
Bon, s'il faut être sérieux, je suppose qu'il ne suffit pas d'expliquer que le la gravité attire toutes choses vers le centre de la Terre, et qu'en conséquence le "bas" est toujours dirigé vers le centre de la Terre, quel que soit l'endroit où on est. Que la représentation habituelle des globes terrestres, nord vers le haut (avec éventuellement un décalage de 23,5°....), n'est qu'une convention, et qu'il n'y a ni haut ni bas dans l'espace.

Je suggère la démarche proposée par Mireille Hartman dans "l'astronomie est un jeu d'enfant" (Eds le Pommier, p. 69 à 77). Il s'agit d'élèves de maternelle. La première étape est de leur demander "dessine-toi sur ta planète". Chacun doit le faire sans que les autres puissent voir son dessin. En maternelle, on obtient une variété de dessins, depuis les personnages dessinés tous "verticaux" en haut d'un globe terrestre, jusqu'à une représentation correcte où les personnages de l'hémisphère sud ont la tête en bas.
L'étape suivante : travailler sur la notion de poids. Pourquoi retombe t-on toujours sur le sol lorsqu'on saute en l'air ? Quel serait notre poids sur une autre planète ? une planète plus petite ? une planète plus grosse ? l'objectif étant de faire comprendre que le poids est une attraction par la planète.
Puis une représentation du phénomène : une boule en fer, des personnages aux pieds desquels on fixe un aimant. Même quand ils ont la "tête en bas", quand on les décolle légèrement du support, ils y reviennent (ils retombent). Il faut absolument expliquer que la force de gravité et l'aimantation, ça n'est pas la même chose : il ne s'agit que d'une représentation.
Pour finir, nouveau dessin "dessine-toi sur ta planète". En principe, si la notion est comprise, on voit apparaître des personnages non plus verticaux, mais perpendiculaires au sol... On peut aussi demander de dessiner des nuages et la pluie qui tombe. Résultats parfois intéressants...
Bonne chance.

Pour répondre à cette question il est d'abord nécessaire de se demander ce que veut dire "en bas". Comment expliquer cette notion à un extraterrestre ? La manière la plus facile passe par une expérience simple : prenez un objet dans votre main, une pierre par exemple, et lâchez-le. La direction vers laquelle il évolue spontanément s'appelle "le bas" ; et la direction opposée, "le haut". sur une planète, le bas est donc toujours dirigé vers le sol, plus précisément, vers le centre de la planète. Dans l'espace, en situation d'impesanteur, l'objet ne bougera pas et on ne peut pas définir ni bas, ni haut. Même chose dans un ascenseur en chute libre...

Le bas des australiens ne semble pas avoir la même direction celui des français pour quelqu'un qui regarderait la Terre de l'extérieur : c'est ce qui crée le paradoxe de la question. Mais de leur point de vue terrestre, le bas est dans la même direction : vers le centre de la Terre sur laquelle il repose ; vers le sol, quoi ! Finalement les australiens n'ont pas la tête en bas, parce que dans l'espace où évolue la Terre, il n'y a ni haut ni bas. On peut aussi dire que, sur la Terre, les australiens et les français voient tomber les pierres vers le centre de la Terre : ils ont le même "bas".