En une centaine d'années seulement, la recherche en astrophysique et la technologie ont complètement révolutionnés notre compréhension de l'Univers. 😲
Nous savons aujourd'hui que notre Univers est en expansion, il est plus grand que ce que l'on croyait et il contient des milliards d'exoplanètes. ✨💫
Un siècle de révolutions valait bien un nouvel article !
Prêts ? On y va ! 😊
La notion de durée à l'échelle de l'univers étant quelque chose de difficile à saisir pour nos cerveaux humains, je vous propose un petit rappel des ordres de grandeur avant de nous lancer dans l'infini (et au-delà 😆) :
L'univers a 13,7 milliards d'années.
Notre système solaire 4,6 milliards d'années.
La vie primitive et rudimentaire apparait il y a 3,5 milliards d'années.
Les premiers organismes pluricellulaires sont datés de 2,1 milliards d'années.
La forme de vie aérobie (qui respire comme nous) : 1,2 milliard d'années.
Les premiers primates arrivent il y a 4 millions d'années.
L'homo-sapiens 200.000 ans.
Notre civilisation 2.000 ans.
L'ère industrielle 200 ans.
Notre maîtrise des ondes radio et de la radioactivité : 80 ans.
C'est bon pour tout le monde ? Alors c'est parti ! 🙂
Tout d'abord, certainement le fait le plus incroyable :
En 1920, on pensait que l'Univers se bornait à notre seule galaxie. On ignorait même la notion de galaxie. On ne comprenait pas que certaines étoiles formaient un groupe très proches de nous et d'autres formaient d'autres groupes plus ou moins éloignés.
On peut voir ici notre galaxie, la voie lactée, sur une photo que j'ai faite en été dans le magnifique petit massif des Mourres sur les hauteurs de Forcalquier. 🤩
Aujourd'hui, si je vous montre ceci, vous savez certainement que c'est notre voisine : la galaxie d'Andromède (M31). Située à seulement 2,5 millions d'années-lumière, elle contient des centaines de milliards d'étoiles. Il y a un siècle on ne savait même pas que ces formations existaient !
Depuis la nuit des temps et jusqu'au début des années 1920, on pensait encore que l'Univers était statique et éternel !
Les travaux de Henrietta Leavitt, V. Slipher, G. Lemaître, E. Hubble et bien d'autres montrent que, non seulement les galaxies s'éloignent, mais plus elles sont loin, plus elles s'éloignent vite !
En jouant le film de l'histoire de l'univers en marche-arrière, on comprend que l'univers a un commencement : le Big Bang, apparu il y a 13,7 milliards d'années.
Aujourd'hui encore, le Big Bang reste une théorie "faute de mieux". Car bien qu'elle forme incontestablement un consensus, elle pose aussi beaucoup de questions embêtantes.
Disons qu'à ce jour, on n'a pas trouvé de meilleure explication, donc c'est celle qui prévaut.
Ici je ne parle pas directement du big bang, mais j'aborde la formation de notre système solaire. L'un de mes articles préférés ! 😊
Toujours au début des années 1920, on n'a aucune idée de l'âge du Soleil, ni quelle est sa source d'énergie. Eddington montre alors que notre astre n'est pas une boule de feu, mais qu'il tire son énergie de réactions nucléaires ! Pour en savoir plus sur notre étoile, c'est par ici.
En 1957, Margaret Burbidge et ses collaborateurs montrent, dans un article "légendaire" que presque tous les atomes plus lourds que l'hydrogène et l'hélium ont été forgés dans les étoiles : nous sommes littéralement de la poussière d'étoiles ! J'en parle ici.
En 1963, on découvre les quasars, (quasi star > quasi stellaire) ces trous noirs supermassifs et actifs au centre des galaxies. Chaque galaxie ou presque cache un trou noir supermassif en son sein !
Notre galaxie, la voie lactée, héberge en son cœur notre trou noir : Sagittarius A* (prononcer A étoile), situé dans la constellation du Sagittaire.
En 1964, le rayonnement émis juste après le Big Bang est découvert par hasard. Cela prouve que notre Univers a bien eu un début !!
La lumière que vous voyez sur cette image a été émise quand l'Univers avait "seulement " 379.000 ans, il y a donc près de 13.7 milliards d'années.
Ce rayonnement très ancien est appelé le rayonnement fossile, ou encore le fond diffus cosmologique.
En 1967, Jocelyn Bell découvre un signal qui se répète toutes les secondes ; ses collaborateurs attribuent ce signal à une civilisation extraterrestre ! Mais Jocelyn découvre un nouveau signal dans un autre coin de la galaxie. Rapidement, il est démontré que ces signaux proviennent d'étoiles à neutrons en rotation rapide sur elles-mêmes : des pulsars, ces cadavres d'étoiles qui tournent sur eux-même en une fraction de seconde. Une cuillère à café de ces étoiles à neutrons pèserait plusieurs MILLIARDS de tonnes ! 😲 Ce sont les sources les plus lumineuses de l'univers !
Pour cette découverte, un prix Nobel sera attribué à... non, pas à Jocelyn, mais à son directeur de thèse ! 😡 qui ne se gêne pas pour récolter les lauriers...
Note : Depuis 1901, 219 personnes ont remporté le prix Nobel de physique (seulement 4 femmes !).
Dans les années 1970, en grande partie grâce aux travaux de Vera Rubin, une matière mystérieuse est mise en évidence. Elle agit sur les masses de l'Univers via la gravitation, mais on ne la voit pas : la matière noire !
Ah mais qu'est-ce que c'est encore ce truc là ? Pour faire court, disons que chaque "objet" de l'univers interagit avec les autres : la lune est verrouillée sur la terre, la terre sur le soleil, le soleil est coincé dans la voie lactée, notre galaxie fait partie d'un amas de galaxies, etc.
Donc, en observant les "objets" dont on connait la masse et leurs interactions les uns avec les autres, on s'attend à observer des vitesses relatives.
Le problème, c'est que les vitesses mesurées ne correspondent pas du tout aux calculs. Plus on regarde loin, plus les calculs sont faux. Tout se passe comme si il y avait beaucoup plus de matière dans l'univers pour influencer les "objets", de la matière que l'on ne voit pas et que l'on ne parvient même pas à expliquer. De la matière... noire donc !
Et si vous pensez que cette matière noire représente une quantité négligeable, c'est tout faux : elle représente près de 27% de la masse de l'univers, plus 5% seulement la matière connue et observable. Heu, attendez, ça fait que 32% ça ! et le reste ? Le reste, c'est 68% d'énergie noire. On va y revenir.
Dans les années 1990, une équipe Suisse composée de Didier Queloz et Michel Mayor découvre les premières exoplanètes à l'observatoire de Haute-Provence tout proche de Forcalquier.
Aujourd'hui on sait que presque toutes les étoiles de la Galaxie doivent avoir au moins une planète. Et il y a des centaines de milliards d'étoiles dans la galaxie ! L'aventure de la découverte des exoplanètes, c'est ici.
En 1998, on se rend compte que non seulement l'Univers est en expansion... mais que cette expansion est en accélération constante. Ce qui est tout à fait inattendu. On en déduit qu'une énergie inconnue agit sur l'expansion de l'Univers : l'énergie noire. On ne connaît que ~5% de l'Univers !!
En 2014, des ondes gravitationnelles sont détectées pour la première fois. Depuis l'antiquité, quasiment tout ce que l'on connaît de l'Univers vient de la lumière visible des astres. Puis on découvrit que l'on pouvait observer dans l'infrarouge et dans les ondes radio. Avec les ondes gravitationnelles, on a aujourd'hui une nouvelle façon d'étudier l'Univers !!!
Conclusion avec cette image vertigineuse : Le télescope spatial Hubble a pointé pendant 11 jours vers une région du ciel à priori vide, plus petite que le chas d'une aiguille tenue à bout de bras. Et pourtant, on y dénombre plus de 10.000 galaxies !
Renversant !
Je ne sais pas si vous vous rendez compte de comment l'astrophysique vient de bouleverser la vision de la place de l'être humain dans l'Univers. C'est tout simplement hallucinant! Il y a des milliards de galaxies contenant des milliards d’étoiles.. avec autour beaucoup de planètes !
La suite de l'histoire reste à écrire, les progrès technologiques (les futurs télescopes géants, le télescope spatial James Webb, les télescopes radio, lire l’histoire des télescopes ici, les accélérateurs de particules, les détecteurs d'ondes gravitationnelles Virgo & Lirgo) alliés à la matière grise des chercheurs nous promettent de futures découvertes toujours plus excitantes les unes que les autres...
Michel Havez, Mars 2023.
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