LE TELESCOPE

Septembre 1993

L’ASTRONOMIE

Les mouvements du Soleil et de la Lune l'aidèrent à se repérer dans le temps, tandis que les étoiles l'informèrent des époques favorables aux moissons. Puis les voyageurs, et en particulier les navigateurs, apprirent à s'orienter en observant les astres. 

L'astronomie dans ses débuts fut étroitement liée à l'astrologie : les peuples associaient les astres à des divinités dont il fallait s'assurer la bienveillance. C'est pourquoi les premiers astronomes, en particulier les astronomes égyptiens et babyloniens, furent avant tout motivés par leurs croyances religieuses. L'histoire de l'astronomie connut un tournant important au XVIe siècle grâce aux apports de l'astronome polonais Nicolas Copernic. Dans son traité intitulé De revolutionibus orbium coelestium libri VI (1543), il critiqua le modèle géocentrique de Ptolémée et montra que les mouvements des planètes peuvent s'expliquer par un système héliocentrique. En fait, la théorie copernicienne était seulement une réorganisation des orbites planétaires imaginées par Ptolémée. 

On prêta peu d'attention au système copernicien, jusqu'à ce que Galilée découvrît des preuves pour le corroborer. Il construisit en 1609 une petite lunette astronomique, avec laquelle il découvrit les phases de Vénus et l'existence de satellites tournant autour de Jupiter. Convaincu que certains corps ne tournent pas autour de la Terre, Galilée soutint bientôt le système de Copernic. Il fut dénoncé par l'Église comme hérétique et dut désavouer ses convictions et ses écrits. 

Après Newton, l'astronomie se ramifia dans plusieurs directions. Grâce à la loi de la gravitation, le vieux problème du mouvement des planètes fut réétudié dans le cadre nouveau de la mécanique céleste. En perfectionnant les télescopes, on put examiner avec précision la morphologie des planètes, découvrir de nouvelles étoiles et mesurer des distances stellaires. 

En 1814, le physicien allemand Joseph von Fraunhofer inventa le spectroscope, qui révéla que chaque élément chimique possède un ensemble de raies spectrales qui lui est propre. Grâce à cet instrument, on put obtenir des renseignements sur la composition chimique des astres et sur leur vitesse de déplacement (voir Spectroscopie). Les analyses des spectres des planètes et des étoiles montrèrent que ces astres sont composés d'éléments chimiques connus sur Terre. Elles fournirent également des informations sur la température et l'indice de pesanteur à la surface des astres. 

Au cours du XXe siècle, on construisit des télescopes de plus en plus grands. Grâce à ces instruments, on put mettre en évidence de vastes ensembles d'étoiles, appelés galaxies, ainsi que des amas de galaxies. Dans la seconde moitié du XXe siècle, les progrès de la physique permirent de créer une nouvelle famille d'instruments astronomiques, dont certains furent placés sur des satellites en orbite autour de la Terre. Ces instruments sont sensibles à une gamme étendue de longueurs d'onde et peuvent déceler les rayons gamma, les rayons X, les radiations ultraviolettes et infrarouges, ainsi que les rayonnements radioélectriques. 

Aujourd'hui, les astronomes étudient non seulement les planètes, les étoiles et les galaxies, mais aussi les plasmas (gaz ionisés), les nuages de matière interstellaire où se forment les nouvelles étoiles, les grains de poussière interstellaire, les trous noirs, ou encore le rayonnement cosmologique, vestige du Big Bang, qui pourrait fournir des renseignements précieux sur la formation de l'Univers.

LE BIG BANG

La théorie du Big-bang, majoritairement acceptée par les cosmologistes contemporains, est devenue le model standard de l'évolution de l'Univers. Dans toutes  les religions du monde, c'est dieu (peu importe son nom) qui a donner naissance à notre Univers... 

Pour les esprits plus terre à terre qui ont besoin d'explications rationnelles, le big-bang est à l'heure actuelle le model qui semble le plus fiable. 

Certes, il n'existe aucune certitude quant à la véracité de cette théorie, et une découverte physique ou cosmologique pourrait entièrement la réduire à néant, mais son déroulement tel que le croit la plupart des chercheurs s'appuie sur de solides observations et de solides petites preuves. 

Il y a 15 milliards d'années environ, tout notre univers était condensé dans un minuscule point d'une densité inouïe; un point a peine plus gros qu'un dé à coudre. La  température y était inimaginable: plusieurs milliards de milliards de milliards de degrés. Et tout à coup, en quelques fractions de seconde, une gigantesque explosion transforme toute cette énergie en matière. 

Sous l'effet de l'explosion, la matière commence à se disperser, à s'éloigner du point initial. C'est l'expansion de l'Univers... 

Voici donc, en quelques mots, ce qu'est le Big-bang: la naissance de notre Univers à partir d'une explosion initiale. 

Cependant, tout ne s'est pas créé en une semaine!! 

Voici donc les principales étapes de la création de notre Univers, dont le Big-bang est le point de départ, le point de référence de l'espace et du temps. 

Le Big-bang marque l'instant zéro de l'Univers; un univers qui n'a alors rien en commun avec celui que nous connaissons aujourd'hui: la densité y est infinie, et la température supérieure à mille milliards de degrés. Cette explosion initiale se serait produite il y à environ 15 milliards d'années.

 Cette période,  incroyablement courte, s'appelle " temps de Planck". Tout ce qui se passe durant cette période est un mystère total. En effet, cet intervalle de temps est, selon la physique quantique, le plus petit possible. De la même manière, la distance de Planck ( 10^-35 m ), semble être la plus petite distance accessible à notre physique. 

Ainsi, nul ne sait encore très bien à quoi pouvait bien ressembler notre univers à une telle échelle de Planck. 

La difficulté apparaît dès que l'on met en rapport un temps aussi minuscule que 10^-43 seconde avec la colossale énergie de l'univers, concentrée, à l'époque, dans un volume aussi infime. Il est cependant supposé, qu'à cette époque, la matière n'existait pas: l'Univers était composé du vide quantique. 

Qu'est-ce que ce vide quantique? Personne n'est actuellement capable de répondre à une telle question, alors, si vous avez la réponse, n'hésitez pas à m'en faire part!! 

D'après les théories physiques, l'espace et le temps n'apparaissent réellement qu'à l'issue de ce temps de Planck. L'univers est alors soumis à  une température de 10³²K ( appelée température de Planck).      

Il semblerait également qu'à  cet instant, toutes les forces  d'interaction (gravité, force nucléaire forte, force nucléaire faible, force électromagnétique) étaient unifiées.  

La seule force qui régnait alors était la  Superforce, appelée aussi gravité quantique. Elle unifiait alors les quatre forces d'interaction  énumérées précédemment (cf. tableau ci-contre).   

Chacune des quatre forces étant associée à une famille de particules, la grande unification peut donc également être réalisée en unifiant toutes les particules élémentaires en une seule: c'est la théorie des supercordes et de la supersymétrie. 

Cette très hypothétique Superforce unifierait donc toutes les particules connues (plus d'autres inconnues) en faisant appel à deux autres théories: la supersymétrie et la théorie des supercordes.

Une galaxie avec ses milliers d’étoiles

Le système solaire

De gauche à droite  notre étoile : 

le Soleil et ses planètes : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne Uranus, Neptune et Pluton et depuis peu une dixième planète découverte le 28 novembre 2003: Sedna, En août 2006 une commission internationale décide d’exclure des planètes.

Localisation de la planète Sedna du nom d'une déesse des océans. 

L'objet se situe en bordure extrême du Système solaire, à 43 UA (Unités Astronomiques) du Soleil, soit 43 fois la distance moyenne Terre-Soleil, soit 6,432 milliards de km, au-delà de l'orbite de Neptune.