L'univers dévoilé

Lequeux James

Description

Notre conception actuelle de l'Univers n'a plus guère à voir avec celle que l'on en avait il y a cent ans. Bien qu'il n'existe pas encore de réponse à certaines questions fondamentales, comme la nature de la matière noire ou l'existence de la vie ailleurs que sur la Terre, les progrès récents de l'astronomie ont été si spectaculaires que l'essentiel de l'Univers nous est aujourd'hui dévoilé. Ce sont l'histoire et les moyens de ces progrès que décrit ce livre sous une forme simple et vivante, mais sans sacrifier la rigueur scientifique. Le premier chapitre couvre les années 1910 à 1950, et le second nous amène à 1970.
Ensuite, le rythme des découvertes s'accélère tant que les trois décennies suivantes qui ont vu se développer puissamment les techniques d'observation au sol et dans l'espace nécessite chacune un chapitre entier. L'ouvrage se termine par un exposé détaillé de l'état actuel de nos connaissances, avec quelques projections vers le futur. Un grand nombre d'illustrations, des encadrés, un glossaire, une table des sigles et de nombreuses références à des articles de recherche agrémentent et complètent la lecture, et peuvent stimuler des approfondissements.

 

Sujets

• Sciences expérimentales
• Astronomie et astrophysique
• Histoire des sciences
• Space Science
• Sciences et techniques
• Astronomy
• Science
• Astronomie

Informations

• Publié par: EDP Sciences
• Date de parution: 01 juin 2005
• Nombre de lectures: 2
• EAN13: 9782759802111
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 4 Mo

Extrait

sciences & histoire
L’Univers
James Lequeux
dévoiléL’Univers dévoilé
Une histoire de l’astronomie
de 1910 à aujourd’hui
James Lequeux
Astronome à l’Observatoire de Paris
17, avenue du Hoggar
Parc d’activités de Courtabœuf, BP112
91944 Les Ulis Cedex A, FranceISBN : 2-86883-792-1
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représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par
les articles 425 et suivants du code pénal.
© EDP Sciences 2005Sommaire iii
Avant-propos v
1 1910-1950, les débuts de l’astronomie contemporaine.
Physique et astronomie, l’ère des grands télescopes 1
2 1950-1970, nouveaux domaines, nouveaux objets 31
3 1970-1980, l’ère de l’espace et des ordinateurs 81
4 1980-1990, une période de transition 103
5 Après 1990 : la course au gigantisme 117
6 Une vue contemporaine de l’Univers.
I. Du système solaire à la Galaxie 143
7
II. Astronomie extragalactique et cosmologie 191
8 Que pourrait être l’astronomie de demain? 231
Appendice 1 : Petite histoire de l’interférométrie en France 249
Appendice 2 : L’optique gravitationnelle 255
Références 259
Sigles 269
Glossaire 273
Index 281Avant-propos
La plupart des Histoires de l’astronomie, même récentes, s’arrêtent à la
découverte par Hubble de l’expansion de l’Univers, qui date de 1929, ou
eau mieux au milieu du XX siècle. Faut-il voir là le résultat d’une certaine
timidité vis-à-vis de l’histoire contemporaine dont certains acteurs sont
toujours vivants, ou vis-à-vis de la complexité croissante de la science ?
Pourtant, le dernier siècle a vu d’incroyables progrès dans notre
connaise esance de l’Univers, comparables à ceux réalisés au XVI et au XVII siècles
par les grands pionniers qu’étaient Nicolas Copernic, Tycho Brahe,
Johannes Kepler, Galilée et Isaac Newton. Si l’on a pu parler pour cette
période de révolution astronomique, on peut affirmer que l’essentiel de
l’Univers nous est aujourd’hui dévoilé. Ce sont l’histoire et les moyens
des progrès de l’astronomie depuis cent ans que veut résumer ce livre.
Devant l’immensité de la tâche que serait l’écriture d’une véritable
histoire de l’astronomie au cours du dernier siècle, on ne peut que rester
modeste. Aussi le présent ouvrage n’est-il qu’un embryon d’histoire de
l’astronomie contemporaine. Mon but est de faire partager à un public
aussi large que possible quelques idées et opinions sur l’évolution
récente d’une science que j’ai vécue activement depuis cinquante ans.
J’espère aussi lui communiquer mon enthousiasme pour les progrès
récents de notre vision de l’Univers.
Le livre suit un ordre chronologique. Le premier chapitre couvre les
années 1910 à 1950, et le suivant une période de vingt années, ce qui
nous amène à 1970. Ensuite, le rythme des découvertes s’accélère
tellement que les trois chapitres suivants, qui insistent sur les techniques
d’observation, ne couvrent chacun qu’une décennie. Les chapitres 6 et
e7 font l’état des lieux à l’orée du XXI siècle, et le chapitre suivant tente
quelques projections sur ce que pourrait être l’avenir de l’astronomie.
Bien entendu, j’ai dû faire des choix dans les sujets que j’ai développés ;
pour ne pas lasser le lecteur, j’ai fait souvent l’impasse sur des sujets
quelque peu arides comme la photométrie, malgré son importance
praatique pour les astronomes .
a. eL’histoire de la photométrie astronomique au XX siècle est bien
développée dans l’ouvrage de Leverington D. (1995) A history of astronomy from 1890
to the present, Springer-Verlag, Berlin. Pour l’histoire de l’astronomie solaire et
stellaire, voir Tassoul J.-L., Tassoul M. (2004) A concise history of solar and stellar
physics, Princeton University Press.vi L’Univers dévoilé
Je me suis efforcé de ne pas entrer dans trop de détails techniques, mais
c’était quelquefois impossible. Un glossaire devrait aider à comprendre
quelques-uns des concepts et la nomenclature de base de l’astronomie
d’aujourd’hui, et des textes encadrés et deux appendices détaillent des
points particulièrement dignes d’intérêt. De nombreuses notes donnent
des références aux articles de recherche originaux, qui permettront aux
lecteurs les approfondissements qu’ils jugeront souhaitables. Il ne m’a
évidemment pas été possible de citer tous les articles importants, ni
même le nom de tous les collègues qui me paraissent avoir contribué
de façon fondamentale aux progrès de l’astronomie, et dont certains
sont mes amis : qu’ils veuillent bien m’en excuser.
Je tiens à remercier mon épouse Geneviève, Claudine Laurent et
Charles Ryter pour leur relecture attentive de cet ouvrage, et pour leurs
commentaires et critiques particulièrement constructifs.Chapitre 1
1910-1950, les débuts
de l’astronomie contemporaine.
Physique et astronomie,
l’ère des grands télescopes
eL’état de l’astronomie au début du XX siècle
On a peine à imaginer à quel point nos connaissances sur l’Univers
eétaient rudimentaires au début du XX siècle. La différence entre ce que
l’on savait à l’époque et ce que l’on sait aujourd’hui est encore plus
considérable en astronomie qu’en physique. Toute la physique
classique — en gros l’essentiel de ce que l’on enseigne au lycée — était
alors construite, bien que les connaissances en physique de l’atome et
des particules élémentaires fussent encore des plus primitives. Mais en
astronomie, de même qu’en biologie et en sciences de la Terre, tout ou
presque restait à faire.
Les seules branches de l’astronomie qui, en 1900, avaient atteint leur
majorité, depuis longtemps d’ailleurs, étaient l’astronomie de position
et la mécanique céleste. La théorie des mouvements des planètes et des
satellites avait acquis un degré de perfection tout à fait remarquable,
fruit notamment d’une très importante participation française — il
suffit de citer les noms de Joseph-Louis de Lagrange, Pierre-Simon de
Laplace, Urbain Le Verrier, Charles Delaunay, Félix Tisserand et plus
récemment d’Henri Poincaré. Le reste était bien moins avancé. On
possédait bien quelques idées qualitatives sur la nature et la composition
du Soleil : François Arago avait montré en 1811, en constatant l’absence
de polarisation de sa lumière, que la surface du Soleil et de certaines
étoiles était gazeuse et non solide ou liquide. Cette conclusion fut
confirmée par l’observation de l’assombrissement des bords de l’image
du Soleil sur les daguerréotypes pris par Hippolyte Fizeau et Léon
Fou1cault en 1844-45 (Fig. 1.1). Il faut voir là la naissance de
l’astrophysique, c’est-à-dire de l’application de la physique à l’astronomie. En
1860, les Allemands Robert Bunsen et Gustav Kirchhoff avaient
reconnu dans le spectre du Soleil les raies caractéristiques de plusieurs
éléments chimiques : le fer, le calcium, le magnésium, le nickel et le
2chrome . Aux États-Unis, Henry A. Rowland avait trouvé par
spectroscopie 36 éléments dans le Soleil, incluant l’hélium qui ne fut que plus
3tard identifié sur Terre . Mais les idées que l’on avait sur l’atmosphère2 L’Univers dévoilé
Figure 1.1. Daguerréotype du
Soleil pris par Fizeau et Foucault
en 1845. C’est une des toutes
premières photographies d’objets
célestes. On y voit des taches et
aussi l’assombrissement des bords
du Soleil, qui a permis de
confirmer la nature gazeuse de
l’astre.
solaire (Fig. 1.2) étaient à peine plus exactes que du temps du Père
Athanasius Kircher, jésuite qui avait fait les premières observations
systématiques des taches du Soleil vers 1635. En 1900, on ignorait tout de
l’intérieur du Soleil et de l’origine de son énergie.
Quant à l’astronomie planétaire, c’était un domaine où l’imagination
atteignait au délire, étayée par des observations fantaisistes comme
celle des fameux « canaux » de Mars, qui étaient supposés avoir été
construits par des êtres vivants. La célèbre Astronomie populaire de
Camille Flammarion, et ses autres ouvrages, notamment La Planète
Mars et ses conditions d’habitabilité, publié en 1892, en sont des
témoignages poétiques et farfelus. Voici un extrait de ce dernier livre (p. 588) :
« Les variations considérables observées en ce réseau aquatique [sic !] sont
pour nous un témoignage que cette planète [Mars] est le siège d’une
énergie volatile. [...] Tandis que nous observons tranquillement ces
continents et ces mers [...], tandis que nous nous demandons sur lequel de ces
Figure 1.2. Comment Arago
rivages il serait le plus agréable de vivre, peut-être y a-t-il là, en ce moment4concevait le Soleil . Il avait montré
même, des orages, des volcans, des tempêtes, des tumultes sociaux et tousque la partie visible du Soleil était
les combats de la lutte pour la vie. »faite d’un gaz incandescent.
Cependant il pensait que les taches
Lorsque l’imagination supplée l’absence de connaissances
scientisolaires sombres, et la pénombre
fiques, les vieux mythes de l’humanité surgissent avec toute leur force.de luminance intermédiaire qui les
Ils n’ont pas disparu aujourd’hui, même dans l’esprit de certains astro-entoure, étaient des zones plus
nomes, ainsi qu’en témoigne la naïveté des idéogrammes emportéesprofondes du Soleil vues à travers
par plusieurs sondes spatiales, qui sont destinés à être déchiffrés pardes trous, zones qui n’étaient pas
forcément gazeuses. d’éventuels habitants d’autres mondes. Les coûteuses expériences1910-1950, les débuts de l’astronomie contemporaine. Physique et astronomie, l’ère des grands télescopes 3
emportées par les sondes VIKING dans le but de détecter des traces