Compte-rendu de la conférence sur l’Astronomie
Tenue le 21 mars 2009 à Saint-Rémy (70)
« VOYAGE AUX CONFINS DE L’UNIVERS»
Après-midi organisée par : la Municipalité de Saint-Rémy (70) et animée avec dynamisme par son sympathique Maire Christian METTELET, Ingénieur INSA..
Lieu – horaire : Salle des Fêtes de Saint-Rémy (70) – samedi 21 mars 2009 de 14h30 à 16h30
Participation : très bonne, 200 personnes étaient présentes dans ce village qui compte 265 habitants.
Participant URIS FC : Jean-Pierre BULLIARD (INSA) – Gérard BULLIARD (UTBM) et Jean RESTLE (INSA)
Conférencier : François VERNOTTE , Directeur de l’Observatoire de Besançon depuis 2002, dans le cadre de l’Année Mondiale de l’Astronomie 2009. Ce chercheur a fait sa thèse sur la mesure du temps qui passe et le rôle des horloges atomiques.
Contexte et introduction :
Saint-Rémy, ce sympathique petit village de Haute-Saône, proche de Faverney, a décidé de se jumeler le 21 décembre 2008, jour du solstice d’hiver, avec l’étoile qui culmine au zénith de ce village, ce jour-là. Cette étoile, c’est l’étoile double Capella. Il se trouve qu’un petit village de Slovaquie, Telgart, a décidé de se jumeler avec la deuxième étoile de Capella. Ce fut l’occasion pour le village de Saint-Rémy et son Maire, de fêter l’équinoxe de printemps, en invitant son homologue, Mme le Maire de Telgart, Maria KNIZKOVA et d’organiser une fête ce 21 mars 2009. Cette fête commença par cette conférence sur l’astronomie et se poursuivit par un concert de printemps donné par trois chœurs slovaques de Telgart, 40 choristes en costume traditionnel, ayant accompagné son Maire à Saint-Rémy.
C'est à un voyage virtuel à travers l'Univers que nous a convie François VERNOTTE, cet astrophysicien, Directeur de l'Observatoire de recherches astronomiques de Besançon, qui a fait l'honneur d'être à Saint-Rémy durant cette journée labellisée par le Comité de pilotage de l’ANNEE MONDIALE DE L’ASTRONOMIE et qui nous a offert un moment de science mais aussi de rêve.
Un grand spectacle.
Partant de notre Terre, nous sommes partis à la rencontre des autres planètes du système solaire, puis des nébuleuses et des étoiles de notre galaxie, pour flirter sur les chemins féériques de la Voie Lactée.
Nous avons effectué une pause sur l'étoile double Capella, particulièrement à l'honneur à Saint-Rémy en ce jour de l'équinoxe où nous célébrerons notre jumelage avec elle, pour partir ensuite en direction des milliards d'autres galaxies, amas de galaxies, amas d'amas de galaxies qui peuplent notre Univers.
Abondamment illustrée par des images superbes obtenues avec les plus grands télescopes du Monde, cette conférence a été l'occasion de découvrir les différentes structures de l'Univers et d’essayer d'imaginer les distances prodigieuses qui nous en séparent.
Ce fut pour les participants l'occasion d'apprendre tout à la fois des choses sur l'Univers qui nous entoure et de contempler des images fabuleuses que notre œil ne peut voir, laissant à notre imaginaire le soin de construire nos mythes et légendes.
De tout temps les hommes qui sont passés sur notre belle planète ont scruté le ciel, ont érigé des hypothèses, ont énoncé des certitudes, souvent corrigées par les siècles d’études et d’observations.
Ce sont précisément ces siècles d’études et d’observations du ciel qui ont notamment permis de passer successivement de l’hypothèse de Ptolémée (2ème siècle) qui prétendait que la TERRE était immobile au centre de l’Univers, à celle de Copernic (15ème-16ème siècles) qui affirmait que la Terre n’était pas au centre de l’Univers mais une planète du système solaire, hypothèse que confirmait Galilée un siècle plus tard, pour ne citer que trois astrophysiciens parmi les plus célèbres.
Les scientifiques ont fait depuis, et en quelques lustres, des progrès extraordinaires dans la connaissance de l'Univers, mais il reste bien des énigmes encore...
Cette conférence de François VERNOTTE, a été l’occasion rêvée de faire quelques pas dans notre Univers proche et lointain, et ainsi de mieux relativiser la place que nous y occupons. Nous sommes partis avec lui dans l’Espace et dans le temps, à la recherche de nos origines cosmiques et François nous a su nous faire partager à la fois la passion de la découverte, la valeur des méthodes scientifiques et le plaisir que trouvent les chercheurs à s’efforcer de toujours mieux comprendre.
Déroulement de la conférence :
François VERNOTTE nous a déroulé et commenté de magnifiques diapos, nous faisant prendre place dans la fusée propulsant la Navette Spatiale. La première escale est la lune, située à environ 400.000 kms de notre terre. Ce satellite est en fait, à l’origine, issu de la terre et, du fait de sa rotation autour d’elle-même, possède une face « cachée » que l’on ne voit jamais. On se rappelle qu’il y aura 40 ans cette année, le 21 juillet, que l’homme a posé la première fois ses pas sur la lune.
L’étape suivante est le Soleil, qui fut observé, il y a 400 ans, en 1609, par Galilée qui y a « pointé » sa première lunette et l’a vu criblé de taches. Il est sujet d’éruptions énormes, celle que nous présente le télescope fait 100 fois la taille de la terre. C’est une véritable bombe à hydrogène. Il transforme en permanence l’Hydrogène en Hélium. Le soleil a 1.400.000 km de diamètre (ce qui représente environ 100 fois le diamètre de la terre). Ce n’est pas une planète mais une étoile, en réalité une étoile naine, distante de la terre de 150 Millions de km. La lumière du soleil met 8mn pour atteindre la terre.
L’escale suivante est Mercure, première planète qui ressemble à la lune. Elle est petite.
Puis on arrive sur Vénus, à 100 millions de km du soleil, vraie sœur jumelle de la terre. Son diamètre de 12500 km est comparable à celui de la terre. La seule différence provient de sa position plus proche du soleil qui lui procure une température plus élevée que sur terre : il y fait 400°C, il n’y a pas d’eau sous forme liquide mais de la vapeur d’eau qui y provoque un « effet de serre ». la pression atmosphérique qui y règne est 100 fois plus importante que sur terre, ce qui produit des reliefs « empâtés », aux arrondis prononcés.
La Terre a une particularité non observable sur les autres planètes : la dérive des continents. Par ailleurs, sa chaleur interne est énorme.
Nous faisons ensuite escale sur Mars, la planète rouge qui comporte, comme la terre, des calottes glaciaires à ses pôles et des saisons visibles par l’évolution de la taille de ces calottes. Mars est un désert de rochers et de sable, caractérisée par un ciel jaune et rose. Elle renferme beaucoup d’oxyde de fer mais, tant pis pour les nostalgiques, aucune vie n’y règne, elle n’a pas d’eau liquide (seulement de la vapeur d’eau). On passe au dessus du mont Olympus, son plus gros volcan, ayant un sommet culminant à 20 km et un diamètre de 800 km. Mars a été le siège d’une grande activité volcanique, disparue de nos jours. Sur la photo, on y voit ses deux petites lunes, Phobos et Deimos, qui n’ont qu’une dizaine de km de diamètre.
Puis nous arrivons sur Jupiter, à 800 millions de km du Soleil, c’est la plus grosse planète du système solaire, avec une gigantesque atmosphère créant à sa surface un tourbillon d’ouragan permanent. Son diamètre est 10 fois celui de la terre. Elle tourne sur elle-même en 10 heures, cette importante vitesse de rotation y crée de grands courants de convection. On voit sur la photo du télescope ses satellites. Ils furent observés par Galilée dès 1609, il y a tout juste 400 ans !
Nous nous arrêtons ensuite sur Saturne, située à 1,4 milliard de km du Soleil. C’est la plus belle des planètes avec sa multitude d’anneaux concentriques. Au départ on n’en voit que 3 mais un plus fort grossissement du télescope nous en montre une infinité, comme un microsillon. Ces anneaux sont constitués de petites roches qui tournent en orbite. Son plus gros satellite est Titan, exploré par la sonde Huyghens, qui ressemble bien à la terre. On y trouve beaucoup d’hydrocarbures, des montagnes de méthane, des rivières d’éthane. La température qui y règne est très basse (-63°C).
Nous atteignons Uranus, la géante, puis Neptune avec ses bandes et une grosse tache. Pluton n’est plus classifié en tant que Planète mais comme Planétoïde. Elle appartient aux objets transneptuniens découverts en 1930 par un américain. Neptune fut découverte par l’astronome français Le Verrier.
En nous éloignant encore, à quelques mois-lumière, nous atteignons un réservoir de comètes, nous voyons de très belles photos du nuage d’Oort. Depuis 10 ans nous n’avons découvert qu’environ 350 étoiles ayant des planètes autour, comme dans notre système solaire.
Et nous arrivons sur l’étoile Capella, la plus brillante de la constellation du Cocher, proche d’Orion, des Gémeaux et du Taureau. En fait cette étoile est composée de 9 étoiles dont 2 étoiles géantes, 10 fois plus grosses que le soleil. Ces étoiles sont séparées d’une distance de 0,6 Unité Astronomique (1 Unité Astronomique représente la distance Terre – Soleil, soit 149.598.000 km). Elles sont à une distance de 42 années-lumière de la terre. Ce sont des étoiles variables, dont l’éclat varie au cours du temps. Les deux étoiles tournent autour l’une de l’autre avec une période de 104 jours.
Nous passons alors la Nébuleuse d’Orémon, une immense masse de gaz. C’est la plus proche des nébuleuses, située à 1.500 années-lumière et d’un diamètre égal à 30 années-lumière. La nébuleuse est constituée d’hydrogène (comme toutes les étoiles) et de poussières, des silicates.
Nous voyons alors la Nébuleuse North America, puis la Nébuleuse Obscure : la tête de Cheval, qui porte bien son nom. Sur l’un des nuages sculptés par cette Nébuleuse, nous apercevons comme un doigt : c’est une étoile en train de naître. François nous passe alors un petit film d’animation qui nous montre la création d’une étoile et les réactions thermonucléaires qui l’accompagnent et qui, à terme, formeront tout un système planétaire autour de la nouvelle étoile. C’est tout simplement splendide ! Comme nous nous sentons tout petit au milieu de cet immense univers ! On y voit des étoiles très bleues (donc très chaudes) avec une nébulosité tout autour : c’est un nuage de gaz. On a ainsi une multitude d’étoiles-enfant, venant de naître. Leur durée de vie atteindra 10 milliards d’année. On en voit d’autres, plus matures, de couleur jaune ou rouge : ce sont des Nébuleuses planétaires avec une petite étoile blanche en leur centre. Soudain on assiste à l’explosion d’une Nébuleuse et à la création d’une Supernova dans le nuage de Magellan. Une Supernova est une étoile très massive qui explose et forme un pulsar (étoile qui tourne très vite sur elle-même). Ainsi la Nébuleuse du Crabe a des gaz se déployant à des milliers de km par seconde. Les pulsars sont donc des étoiles qui expulsent de la matière en tournant. Nous voyons le très bel « Œil de Chat » avec ses deux lobes et la Nébuleuse Saturne. Il est très rare de voir une Supernova car le phénomène se produit environ tous les 40 ans. Les chinois en ont observé une en 1054, plus tard Tycho-Brahé en mit une en évidence à la fin des années 1500.
Nous traversons ensuite un amas globulaire : concentration centrale d’étoiles à 60.000 années-lumière de la terre.
Nous avons une belle vue de notre Galaxie : la Voie Lactée constituée de milliards d’étoiles. On a une vue splendide de notre Galaxie, par la tranche du disque qu’elle forme. Il y a environ 400 milliards d’étoiles dans notre Galaxie qui a un diamètre d’environ 100.000 années-lumière, sur une épaisseur de 1000 années-lumière (d’où la forme de disque).
Nous nous approchons des Nébuleuses Spirales : en 1924, en Californie, , le télescope de M. Wilson, utilisé par Hubble observe notre Galaxie et y voit un fourmillement d’étoiles (La Galaxie d’Andromède). Hubble y mesure les distances des étoiles entre elles. Il prouve qu’il existe une Galaxie extérieure à la nôtre et qui comporte 400 milliards d’étoiles. Les distances sont alors de l’ordre du million d’années-lumière.
Parmi les autres Galaxie, nous voyons la double Galaxie spiralée des Chiens de Chasse et la Galaxie en Spirale Barrée, des Galaxies sphériques et elliptiques, des Galaxies Irrégulières. Quelques étoiles proches apparaissent entre les Galaxies lointaines, c’est simplement un effet d’optique car ces étoiles ne sont pas dans les galaxies observées, contrairement à ce que montre l’image, mais en avant-plan.
On a la chance d’observer un télescopage entre deux Galaxies. Dans l’univers les possibilités actuelles humaines de la science nous permettent d’observer environ 1000 milliards de Galaxies, sur des dimensions de quelques millions d’années-lumière. La limite de l’univers observable aujourd’hui est à 13,6 milliards d’années-lumière. Les diapos nous montrent l’image d’un comptage de Galaxies dans une direction, avec ce qui prédomine à la plus grande échelle possible (échelle d’un milliard de milliard).
Nous voyons alors un Quasar, Galaxie qui émet beaucoup de lumière et qui se trouve à 13 milliards d’années-lumière.
Au-delà de l’Univers observable se trouve le « big-bang ». Espérons que les essais au LHC (« Large Hadron Collider ») du CERN à Genève reprendront et nous permettront un jour d’appréhender ce qui s’est réellement passé lors du Big-Bang.
Questions posées :
Que sont les Trous Noirs ? : Les Trous Noirs proviennent de l’explosion d’une Supernova. Cette explosion expulse réellement 60% de sa matière, le reste se concentre sur lui-même et devient une étoile à neutrons. Il se produit l’effet du patineur (qui, en rapprochant ses bras le long du corps, tourne de plus en plus vite). 10 fois la masse du soleil peut ainsi se comprimer en un Trou Noir, cette concentration de matière énorme peut être symbolisée par toute la masse de la terre concentrée en un morceau de sucre. Il existe ainsi un Trou Noir au centre de chaque Galaxie. Rappelons que pour échapper à l’attraction terrestre, il faut une poussée de plus de 11km par seconde. Sur ces étoiles Trous-Noirs, même la lumière retombe et ne peut s’échapper. Mais tout autour du Trou Noir, c’est très lumineux. Le centre de notre Galaxie comporte un énorme Trou Noir.
Est-on capable de faire exploser complètement la terre et que cela ait un impact sur les planètes environnantes ? Oui, l’homme est capable de détruire complètement l’espèce humaine mais pas la terre, la planète terre garderait toute son intégrité et cela n’aurait aucun impact sur les planètes avoisinantes.
Comment expliquer que l’on vieillirait moins si on arrivait à se déplacer à la vitesse de la lumière ? c’est le principe de la relativité restreinte d’Einstein qui nous donne la réponse : 1) la vitesse est toujours relative par rapport à autre chose -2) la vitesse de la lumière est la même dans tous les repères et ne peut être dépassée. Ainsi le temps ne se déroule pas de la même façon si l’on est immobile ou si l’on se déplace à forte vitesse. Si l’on quitte notre famille et qu’on va faire un petit voyage sur une planète avec une vitesse proche de la vitesse de la lumière. Après 2 mois de voyage (pour celui qui l’exécute), on retrouverait sa famille ayant vieilli de plus de 80 ans !!!
Pourquoi n’y a-t-il plus d’antimatière ? Au moment du Big-Bang, il y avait plus de matière que d’antimatière. Toute l’antimatière a été neutralisée par la matière correspondante. Il ne reste plus que la matière en excès et, donc, plus d’antimatière.
La soirée se termine par un repas très convivial à la Salle des Fêtes de Saint-Rémy - nous avons encore le plaisir d’admirer les danses et chants folkloriques des Slovaques de Telgart et François VERNOTTE pointe son télescope en direction de Saturne, nous avons le bonheur d’admirer cette belle planète resplendissante au milieu de ses anneaux bien clairs dans cette nuit étoilée. Merci à Christian METTELET et à toute l’équipe dynamique de la Municipalité de Saint-Rémy qui nous ont fait passer une journée inoubliable.
Rédacteur : Jean-Pierre BULLIARD
Président de l’URIS de Franche-Comté
Président des Ingénieurs INSA de Franche-Comté