Le CIEL

Le Ciel c’est l’Homme; il se défini par son rap l’Homme était au centre de l’Univers, l’ultim existe pour lui permettre de vivre.

Puis Galilé est arrivé avec sa lunette, il a déco Jupiter. Ce qui a remis en cause de manière f de l’Homme. Nous verrons que les outils et l à chaque nouvelle invention, les hommes re redéfinissent.

Voici l’histoire des hommes et de leurs cieux

pport au Cosmos. Àl’ère chretienne, me créature de Dieu, dans son Cosmos tout

ouvert que des corps flottaient autour de fondamentale la définition métaphysique l’observation jouent un rôle central, epoussent leurs connaissances, et se

x.

THÈME N°1

L’ASTRONOMIE DES CIVILISATIONS LES DIFFÉRENTES

CIVILIZATION ET LEUR CIEUX

FOCUS SUR LA

COSMOLOGIE DOGGON

PRISE DE CONSCIENCE DU

TEMPS ET DE L’ESPACE

L’HISTOIRE DES

CIVILIZATIONS CIEUX ET DE LEURS

La corrélation d’Orion est une théorie proposée par certains égyptologues ou archéo-astronomes (comme Robert Bauval), selon laquelle il existerait une corrélation entre la position des pyramides d’Égypte et la position des étoiles, notamment entre les trois pyramides de la nécropole de Gizeh (pyramide de Khéops, pyramide de Khéphren, pyramide de Mykérinos) et les trois étoiles centrales de la constellation d’Orion ( Orionis, Orionis et ζ Orionis) – constitutives de l’astérisme appelé Baudrier d’Orion.

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La vie des Mayas était structurée par deux calendriers.

Le premier est le tzolk’in, « année » non numérotée de 260 jours (ou kin), à caractère divinatoire et religieux ; ce calendrier est composé de vingt jours combinés à treize nombres (sans doute les 13 divinités diurnes). Le deuxième est le haab, « année vague » non numérotée de 365 jours, à caractère civil. Ce calendrier comporte dix-huit mois (uinal) de vingt jours chacun, plus cinq jours additionnels nommés uayeb (way+haab= lit de l’année). Ces deux calendriers se synchronisent toutes les 52 années solaires (18 980 jours).

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▬▬ LA PRÉHISTOIRE Avant l’apparition de l’écriture il est difficile de connaître les croyances des hommes relatives à la voûte céleste. Certaines traces laissent supposer l’existence de divinités d’une part et d’autre part une observation attentive du ciel mais le lien est difficile à établir de façon certaine avant que n’apparaissent des traces écrites.La divinité la plus ancienne de l’Univers est probablement la Déesse-mère, apparue sous la forme de statues, à l’époque paléolithique, en 20000 avant J-C ! Déesse de la Fécondité, source de toute vie, elle est encore l’objet d’un culte à l’époque néolithique (9000 à 3000 av.

J.-C.). On ne la trouve pas seulement en Europe mais aussi dans toutes les régions du monde. Les premiers monuments que l’homme préhistorique élève sont des men-

Les premiers monuments que l’homme préhistorique élève sont des menhirs, des pierres dressées vers le ciel, vers 8500 av. J.-C. Ce sont peut-être des lieux de culte dédiés au Soleil ou à la Lune. En Italie, on trouve des dessins gravés sur des roches, représentant le disque du soleil, des astres ou des constellations. Des monuments comme Stonehenge (sud-ouest de l’Angleterre) furent construits pour pointer le soleil à son lever le jour du solstice d’été.

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2 hirs, des pierres dressées vers le ciel, vers 8500 av. J.-C. Ce sont peut-être des lieux de culte dédiés au Soleil ou à la Lune. En Italie, on trouve des dessins gravés sur des roches, représentant le disque du soleil, des astres ou des constellations. Des monuments comme Stonehenge (sud-ouest de l’Angleterre) furent construits pour pointer le soleil à son lever le jour du solstice d’été.

Le vestige le plus marquant est sans doute la pierre de Knowth, en Irlande. C’est un véritable calendrier lunaire, qui témoigne à la fois d’une observation précise et d’un véritable raisonnement. Mais, il est difficile d’avoir des certitudes sur l’existence et la nature des croyances et religions avant l’apparition de l’écriture

▬▬ LES SUMÉRIENS En Mésopotamie, la grande invention des Sumériens a été l’écriture (cunéiforme). Mais c’est aussi pour leurs mythes relatifs à la création du monde et à la naissance de la civilisation qu’ils sont les plus connus. Les Sumériens disaient que l’homme parfait devait laisser la place à la fragilité humaine. Ils ont introduit la légende du déluge universel. Ces mythes ont été repris et adaptés dans la Bible et dans les religions monothéistes.Le mythe de l’origine de l’univers en Mésopotamie a été inscrit sur des tablettes d’argile.A l’origine, il y a Nammu, la Mer primordiale. Cette Mer engendre deux enfants : An, dieu du Ciel, et Ki, déesse de la Terre. Eux-mêmes auront pour enfants Enlil, le dieu de l’Air et Ninlil, la déesse du Blé… C’est Enlil qui provoque la séparation de ses parents : le Ciel sera

Les Babyloniens, qui leur succèdent, pensent que le monde est né de la fusion entre Apsou, dieu de l’eau douce, et Tiamat, déesse de l’eau salée, représentée sous la forme d’un monstre. De leur descendance naîtra Marduk, dieu principal qui combattra la dragonne Tiamat et la mettra en pièces.

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de ces prédictions.L’historien Jean Bottero cite une prévision faite en Mésopotamie au 1er millénaire avant J.-C. : «Si, le 15 du mois de Shabat [janvier-février], la planète Ishtar [Vénus], après avoir disparu à l’est et être demeurée trois jours invi- Les civilizations anciennes sible, reparaît le 18 à l’ouest, il y aura nourrissent encore aujourd’hui un fort débit des sources, des pluies beaucoup de fantasmes. Il abondantes, et beaucoup d’eau dans est vrai que ces civilisations les rivières».Sur leurs tablettes d’argile, les Babyloniens rédigent des éphé- restent, malgré nos techniques, mérides (indications recueillies jour pleines de mystères. Sur après jour sur la position des astres). internet il est très facile de Ils établissent aussi les horoscopes trouver des théories alternatives des individus. Le premier horoscope individuel est probablement un texte qui postulent de liens entre les babylonien daté de 410 av. J.-C.Pour égyptiens, les sumeriens et ces raisonnements, les Babyloniens autres, avec des civilisations développent des connaissances très extra-terrestre3, ce qui poussées en mathématiques, qui serexpliquerait leur connaissances viront aux Grecs.

en architecture en mathématiques et surtout en en astronomie. Certains mythe antiques évoquent des divinités venu des cieux pour apporter savoir et technique.

Les milieux New Age reprennent ces mythes pour construire leurs imageries.

E.T célèbre personnage de film de science fiction représenté devant des pyramides lunaires.

Cette image, qui peut paraäitre absurde et qui l’est sans doute, représente pourtant une verité : il existe un lien fort entre la science fiction et les mythologies & sciences antiques.

▬▬ LES BABYLONIENS

Marduk fendit son corps en deux : de son torse et sa tête il créa le Ciel, de ses jambes et membres inférieurs il créa la Terre, tandis que la queue du monstre forme la voie lactée.

La Terre a la forme d’un plateau rond qui flotte sur l’Apsou.Sîn, le dieu-Lune monte chaque soir sur sa barque, le croissant lunaire, et parcourt toute l’étendue du ciel. Il y a d’autres divinités cosmiques (constellation d’Orion).

En 2259 av. J.-C., le roi d’Akkad, Naram-Sîn, meurt au moment où se produit une éclipse de Lune (Sîn): peu à peu, des rois se persuadent que le ciel est là pour leur envoyer des messages.Les Babyloniens accordent beaucoup d’importance à la magie et à la divination, qui leur permet de prédire l’avenir.

Ils sont les inventeurs de ce qu’on appelle encore aujourd’hui l’astrologie. Pour eux, les astres ont une influence sur la vie humaine et on peut prédire l’avenir en les observant. Ce sont les prêtres qui détiennent les secrets

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désormais en haut et la Terre, en bas.Il existe trois divinités astrales : Nanna ou Sin, dieu de la Lune, Utu (ci-contre), dieu du Soleil et Inanna, déesse de VénusPour les Sumériens, la Terre est comme une montagne. Au sommet d’un pic neigeux central siègent les dieux. La coupole céleste de métal s’appuie sur une muraille bordant la Terre.On doit également aux Sumériens un système astronomique et mathématique qui permit de diviser le temps et l’espace en degrés.

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1 (Orion, La grande Ourse, Cassiopée). Ils connaissent aussi les cinq planètes les plus proches de nous : Mars, Vénus, Mercure, Pour les Egyptiens, les astres servent de lien avec les dieux. Jupiter et Saturne.Les astronomes égyptiens étaient au service La constellation d’Orion, par exemple, est liée au culte d’Osiris. des prêtres, et déterminaient les périodes favorables pour les Les Égyptiens pensent que l’univers est une œuvre divine. Le dieu cérémonies du temple. Les Egyptiens guettent le lever de l’étoile suprême Atoum a surgi du chaos et a créé un monde ordonné. Sirius qui annonce les inondations du Nil. Vers 1500 avant J-C, Il a pour petits-enfants Geb, dieu de la Terre, et Nout, déesse du leur calendrier tient compte à la fois des cycles du Soleil et de la Ciel. C’est leur père, Shou, qui les sépare.Le dieu Lune, comme celui des Babyloniens Les différentes civilizations ont chacune le plus important de tous, celui qui va rapidement 1 leur cosmogonie , leur histoire de l’univers. absorber tous les autres pour devenir le dieu ▬▬ LES SUMÉRIENS suprême de la mythologie égyptienne est Rê, Ils sont déportés en Mésopotamie , c’est pourquoi leur cosPour les civilizations monothéistes, l’univers dieu du Soleil, et fils de Nout, déesse du Ciel. mologie s’inspire beaucoup de celle des Babyloniens. Mais ils commence avec la Création en 7 jours. Il en C’est Rê qui règne sur la voûte céleste et sur transforment certaines images du mythe babylonien. Une idée va de même pour les Egyptiens, qui pensent tout l’univers alors que Khonsou est le dieu de la nouvelle apparaît ainsi : celle de la création de l’univers par un seul que le dieu Atoum surgit du chaos pour Lune. Pour les Egyptiens, l’ensemble de l’univers Dieu tout-puissant : c’est le monothéisme. Dieu crée l’Univers en créer l’univers. La vision chinoise elle est a la forme d’une boîte rectangulaire orientée du 7 jours. La Terre est conçue comme étant le centre de l’univers : nord au sud, comme le Nil. L’Egypte se trouve elle est éclairée par la lune et le soleil. Le 4ème jour, « Dieu fit les différentes, pour eux l’univers est cycliques, au centre. Le ciel est plat comme un plafond et deux luminaires majeurs : le grand luminaire comme puissance il n’a pas de début ni de fin. Aujourd’hui on soutenu par quatre colonnes. De chaque côté du jour et le petit luminaire comme puissance de la nuit, et les sait qu’il y’a eu le Big Bang, cependant nous coule un grand fleuve, sur lequel vogue la barque étoiles. ».La Bible raconte le déluge, décidé par Dieu pour punir sommes incapable de dire si il y’avait quelque qui porte le Soleil.Les Egyptiens connaissent des les mauvaises actions des hommes. Seul Noé, homme juste, sera étoiles et des planètes. Ils remarquent que les sauvé. Dieu établira un pacte entre lui et le peuple hébreu, dont chose avant. On sait que cet est evénement étoiles peuvent être regroupées en constellations l’ancêtre est Abraham Parmi les descendants d’Abraham, Moïse est à l’origine de l’Univers, la question est :

▬▬ LES EGYPTIENS

qu’est ce qui est à l’origine du Big Bang ?

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▬▬ LES CHINOIS

(l’Obscurité, le Froid, la Terre, la Passivité, la Lune, le Féminin…) et le Yang (la Lumière, le Chaud, le Ciel, l’Activité, le Soleil, le Masculin…)

De l’œuf cosmique vont s’échapper deux sortes de souffles : dans la partie supérieure de l’œuf, ce sont les souffles légers qui se rassemblent en haut pour former le Ciel ; dans la partie inférieure, les souffles lourds forment la Terre. En se formant ces souffles donnent naissance à Pangu, le créateur. Craignant que la Terre et le Ciel ne se réunissent à nouveau, Pangu se plante entre les deux parties, sa tête tenant le Ciel et ses pieds écrasant la Terre.

Les sept astres sont formés de vapeur condensée et se déplacent à leur gré, selon leur propre nature : ils avancent, reculent, ou bien ont des mouvements irréguliers. Les plus anciennes traces écrites (notées sur des os) de l’astronomie chinoise appartiennent

à l’Antiquité qui commence en 1500 avant J-C. L’essentiel de l’astronomie chinoise antique repose sur l’observation du Soleil et de la Lune, dans le but d’organiser le calendrier, pivot d’une société centralisée et hiérarchisée. Il s’agit d’une astronomie officielle, où l’astrologie est omniprésente, au service du souverain. Comme dans beaucoup d’autres civilisations, la longueur de l’année est déterminée avec une bonne précision (365 jours 1/4). Les Chinois connaissent bien aussi la période de révolution de la Lune - le cycle de 19 ans - et la période de révolution des planètes, qui n’ont pas de nom propre en chinois. Des catalogues d’étoiles, regroupées en 284 constellations, sont dressés dès le Vème siècle avant J.-C.

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Pendant les 18000 ans de son développement, la distance entre Ciel et Terre augmente de 3 mètres par jour à mesure qu’il grandit. On peut remarquer que ce récit ressemble beaucoup à celui des Egyptiens, pour lesquels l’Air, Shou, sépare ses enfants, le Ciel et la Terre.

Chaque phénomène trouve ses racines dans le chaos où réside toute l’énergie, appelée « ki »

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Au début, il y a un chaos originel, appelé le vide, l’obscurité, le tourbillon premier ou l’eau primordiale, selon les différents mythes. La Loi, principe suprême de l’équilibre cosmique, appelée Tao, organise ces énergies pour former le cosmos. Le Tao se manifeste sous deux formes opposées et complémentaires : le Yin

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sera le fondateur de la religion des Hébreux : le Judaïsme. C’est en souvenir de ce pacte que les Hébreux respectent le sabbat et les jours de fête. C’est pourquoi il est important pour les Hébreux de fixer un calendrier pour établir le début du sabbat, des fêtes et des nouvelles lunes. Vers 1500 avant J-C, leur calendrier tient compte à la fois du Soleil et de la Lune, comme pour les Babyloniens et les Egyptiens. La Torah, qui est la Loi écrite, et le Talmud, œuvre religieuse des hébreux qui recueille une loi orale vieille de huit siècles, contiennent de nombreuses observations astronomiques d’une grande précision.

▬▬ LES HINDOUS La première religion des Hindous est le Védisme, arrivé en Inde au IXème siècle avant J.-C. L’essentiel de la religion védique peut se résumer ainsi : l’univers n’est ni existant, ni non-existant. On l’appelle simplement l’Un ou l’Absolu. Un récit assez tardif explicite cette incessante transformation de Brahman, l’Etre absolu : celuici est accompagné de Maya, le non-être, l’illusion, à l’apparence

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trompeuse, qui nous cache le Brahman, Réalité Absolue. L’une des visions hindoues de l’univers montre une tortue flottant sur un océan de lait, portant quatre éléphants qui soutiennent la montagne cosmique, pilier du Ciel, le tout entouré par le serpent cosmique qui se mord la queue, symbole de l’éternel recommencement.

▬▬ LES GRECS « Les Travaux et les Jours » est un poème grec d’Hésiode (VIIème siècle avant J.-C.) qui témoigne des prédictions utilisées dans le calendrier agricole des Grecs. Les activités des divinités célestes traduisent les différents phénomènes que les Grecs peuvent observer dans le ciel : Hélios est le dieu du Soleil : chaque matin, il sort à l’orient d’un marais formé par le fleuve Océan. Le dieu gravit alors la voûte du ciel. Puis il descend vers l’occident et arrive à la fin de la journée au pays des Hespérides où il trouve une barque sur laquelle il navigue toute la nuit, se retrouvant le matin à son point de départ. Sa sœwwur Séléné est la déesse de mouvement circulaire et régulier. Ainsi, les cinq planètes ne sont la Lune. La mythologie grecque parle de différentes constellations plus des « corps errants » (selon l’étymologie du mot) qui vont (Orion, les Pléiades, sept jeunes filles sont finalement changées librement leur chemin mais décrivent nécessairement un cercle, en astres et annoncent le retour de la belle saison.Au VIIIème comme tous les corps célestes. siècle avant J.-C., Hésiode voit la Terre comme un ▬▬ LES MAYAS Pendant le Moyen Âge, le savoir et disque situé à égale distance entre la voûte du Ciel et la région des Enfers. Au Vème siècle avant J.-C., le Avant le moyen-âge, tous les peuples précolombiens d’Amérique les connaissances sont censurés grand mathématicien Thalès pense que la par l’Inquisition. On ne peut pas Terre est un disque flottant sur l’eau et le Les prêtres-astronomes s’appuient à la fois remettre en cause le géocentrisme Ciel une voûte qui limite le monde. Il devient sur ces observations et sur le calendrier pour qui est alors l’unique verité possible. célèbre en annonçant une éclipse de Soleil se livrer à des prophéties qui règlent la vie qui aura lieu à la date prévue. L’autre grand Il est vrai que philosophiquement mathématicien grec, Pythagore pense quotidienne des Mayas et les projets qu’ils les découvertes telles que celles que l’essence profonde des choses est le forment pour l’avenir. nombre. L’univers apparaît donc comme de Galilée, Copernic & Kepler, un ensemble ordonné (« cosmos », en sont difficilement acceptable grec, signifie « ordre ») reposant essentiellement sur pratiquent des religions totémiques : ils pensent que la nature pour l’humanité. Cela remettais le nombre 10, nombre parfait : il y aura 10 corps est toute entière peuplée de dieux et qu’eux-mêmes descendent en cause les fondement même de célestes sphériques, la sphère étant considérée de ces esprits, animaux ou végétaux. Au moyen-âge, de brillantes croyances lourdement ancrées. On comme le corps parfait. Les corps qui évoluent dans civilisations viennent remplacer ces religions totémiques, en le ciel doivent être au nombre de 10 : les neuf corps particulier celle des Mayas de l’âge classique, plus avancée que faisait des procès pour hérésie à (la Terre, la Lune, le Soleil, les 5 planètes et celle des Aztèques ou des Incas. Les Mayas sont fascinés par ceux qui osaient remettre en cause visibles la voûte des étoiles fixes) et un corps invisible : l’an- le temps et le ciel. Ce sont eux qui, dans l’ancienne Amérique, ces vérités, l’autodafé1 était une ti-Terre, sans doute imaginé pour expliquer les éclipses, élèvent l’astronomie au rang de science. Ils inventent des despratique courante. L’Inquisition a pour l’opposer à la Terre, ou simplement pour arriver sins symboliques avec lesquels ils écrivent soigneusement leurs empéché la connaissance d’avancer au nombre 10. De plus, tout ce qui se déplace dans observations astronomiques. Leurs temples sont à la fois des le ciel est non seulement régi par la loi éternelle et sanctuaires, des monuments funéraires et des observatoires pendant de longs siècles. rigoureuse des nombres mais doit encore avoir un astronomiques. Ce sont de grands observateurs astronomiques:

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L’Inquisition (du mot latin inquisitio signifiant enquête, recherche) était une juridiction spécialisée (autrement dit un tribunal), créée par l’Église catholique romaine et relevant du droit canonique, dont le but était de combattre l’hérésie, en faisant appliquer aux personnes qui ne respectaient pas le dogme des peines variant de simples peines spirituelles (prières, pénitences) à des amendes lorsque l’hérésie n’était pas établie[réf. nécessaire], et de la confiscation de tous les biens1 à la peine de mort2 pour les apostats (re)devenus hérétiques[réf. nécessaire]. Elle se substituait à l’ordalie en introduisant la notion de tribunal, de défenseur et de minutes du procès.

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A la manière d’Aristote, Thomas d’Aquin (1225-1274), cherche à réconcilier la foi et la science dans notre monde chrétien, à une époque où la tendance était à les considérer comme relevant de deux ordres de vérité distincts. Dans la pensée médiévale, la science, la géométrie et l’astronomie étaient directement liées au divin. Le compas dans le manuscrit du XIIIe siècle reproduit ici, symbolise la création. Nicolas Copernic (1473-1543) étudie dans tous les domaines. Le pape Paul III, qui veut réformer le calendrier, lui confie une étude des planètes et du soleil afin de vérifier la théorie de Claude Ptolémée, un géographe grec du IIe siècle qui affirme que la Terre est située au centre de l’univers, le soleil et les planètes tournant autour d’elle. La doctrine catholique s’appuie sur cette thèse pour affirmer que l’Homme, et donc la Terre, sont au centre de la création. Très vite, pourtant, Copernic établit l’incohérence de cette théorie, et confirme les résultats de Aristarque de Samos qui en 208 av. J.-C. s’était opposé au géocentrisme et avait déclaré que la terre tournait autour du soleil et sur ellemême. Prudent, Copernic attendra la fin de sa vie pour publier ses conclusions. Enfin, au XVIème siècle, avec Galilée et surtout les calculs de Képler, la vision chrétienne de l’univers géocentrique s’effondre.

À l’origine, un autodafé (mot portugais « auto da fé » venant du latin « actus fidei », c’està-dire « acte de foi ») est la cérémonie de pénitence publique organisée par le tribunal de l’Inquisition espagnole ou portugaise, durant laquelle celle-ci proclamait ses jugements. Dans le langage populaire, ce terme est devenu presque synonyme d’une exécution publique d’hérétiques par le feu. Ce glissement de sens est dû au fait que les condamnés relaps ou refusant de se rétracter étaient remis par l’Inquisition aux mains des autorités civiles, qui, parfois, les envoyaient au bûcher. « Autodafé » est aussi couramment utilisé pour caractériser la destruction publique de livres ou de manuscrits par le feu.

▬▬ LES CHRÉTIENS

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ils reportent sur des cartes, la position et le mouvement des étoiles et des planètes, ainsi que les éclipses solaires et lunaires et le passage des constellations de leur zodiaque d’une saison à l’autre. Grâce à ces cartes, ils élaborent des tables servant à prévoir le mouvement des astres. C’est l’exemple type d’une civilisation qui se sert de l’astronomie pour renforcer la crédibilité des croyances qui en découlent. Mais les Mayas sont aussi de très grands calculateurs : pour calculer la trajectoire des étoiles et des planètes et pour exécuter beaucoup d’autres opérations, les Mayas disposent d’un système mathématique capable d’écrire et de calculer avec des nombres élevés (millions) .Les calendriers des Mayas sont plus exacts que ceux qu’on utilise en Europe à l’époque. Ils utilisent plusieurs calendriers qui s’imbriquent les uns dans les autres et fournissent des indications sur l’année rituelle, l’année solaire, le cycle lunaire, le cycle vénusien. En effet, pour les Mayas, la planète la plus importante, après le Soleil et la Lune, est Vénus. A la fois astre et divinité (c’est le frère du Soleil), Vénus est un être masculin et maléfique : son apparition, à l’aube ou au crépuscule, est de très mauvais augure. Dans ce cas, les prêtres et le peuple se préparent physiquement et moralement à affronter une catastrophe. C’est pourquoi les prêtres-astronomes consacrent toute leur énergie à prévoir les allées et venues de Vénus avec une extrême précision ; c’est dans ce but qu’ils ont édifié un observatoire, au début de l’époque postclassique. Ils ont compris que l’étoile du matin et celle du berger ne forment qu’un seul et même corps céleste, ce qui est déjà en soi un exploit. Puis, leurs prévisions et leurs calculs au sujet de cette planète ont atteint une précision inégalée. Les Mayas ne séparent pas l’astronomie la plus rigoureuse d’une dimension mythologique. Pour eux, les mouvements des étoiles reproduisent tous les soirs les faits et gestes des héros de leur mythologie. Ils sont persuadés qu’il leur faut apaiser les divinités, responsables de la création de l’univers, par des sacrifices sanglants.

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FOCUS SUE

▬▬ LE MYSTÈRE

▬▬ LA GENÈSE

Les Dogons est la dénomination d’un peuple vivant sur le plateau desséché de Bandiagara au Mali et qui font état dans leur tradition, d’une cosmogonie si fantastique qu’elle semble tout droit sortir d’un roman de science-fiction. Mais analysons d’abord comment toute cette étrange histoire a commencé; ce sont deux ethnologues français, Marcel GRIAULE et Germaine DIETERLEN qui après avoir été initiés parun prêtre Dogon en 1946, publieront après 4 ans d’enquêtes en 1951 une étude dans le journal de le Société des Africanistes sous le titre : Un système soudanais de Sirius « suivi d’un ouvrage intitulé » Le renard pâle « sous-titré » le mythe cosmologique , travaux et mémoire de l’Institut d’Ethnologie à Paris où ils ont fait le récit de ce que leur a dévoilé, ce prêtre sur la vision des Dogons de l’Univers et ce qu’ils ont raconté alors, était tellement extraordinaire, que personne ne voulut les croire.

La cosmogonie de Dogons D’abord il faut savoir que ces Dogons prétendent, en premier lieu, connaître depuis longtemps deux étoiles compagnes de Sirius qui est l’étoile la plus brillante du ciel et que l’on peut voir, en début de Février presque au dessus de notre tête, en Guadeloupe vers 20 heures.

Mais à l’œil nu, on ne peut apercevoir qu’une seule étoile et ce n’est qu’en 1862 que, l’astronome américain Alvan CLARKEdécouvrit, grâce à un télescope puissant, la deuxième étoile qui fut nommée alors: Sirius B Cependant les Dogons eux affirment qu’il existe une troisième étoile, que nous pourrions nommerSirius C, et ils nous disent surtout que leurs ancêtres seraient justement venus, il y a des millénaires, d’une planète en orbite autour de cette troisième étoile que nous ne connais-

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Une naine blanche est un objet céleste de forte densité, issu de l’évolution d’une étoile de masse modérée (de 8 à 10 masses solaires au maximum4) après la phase où se produisent des réactions thermonucléaires. Cet objet a alors une taille très petite comparativement à une étoile, et conserve longtemps une température de surface élevée, d’où son nom de « naine blanche ».

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LA COSMOLOGIE DOGGON

14 - DOGGON

sons pas encore.Mais voyons plus en détail ce que nous disent à ce sujet les Dogons.

Ils affirment que Sirius possède d’abord un compagnon plus petit et surtout plus lourd qu’ils nomment PO Tolo ou Po-Digitaria du nom d’une graine de céréale, africaine très petite et très lourde qu’ils utilisent régulièrement. Mais surtout les Dogons savent que Sirus B donc Po-tolo boucle son orbite elliptique autour de Sirius A en 50 ans et c’est pour cela que ces Dogons célèbrent tous les cinquante ans, la « fête de Sigui » dont les cérémonies visent à régénérer le

«c’est de l’une de ces planètes, que seraient venus leurs ancêtres, il y a très longtemps à bord du NOMO vaisseau inter-stellaire»

Monde, d’où son importance, sans doute pour que les récoltes soient bonnes. Or c’est d’abord l’allemand Bessel qui fut le premier, en 1844, à soupçonner l’existence de cette

les Dogons affirment connaître ? Ils la nomme «Emma Ya» ou « Sorgo » ou encore « L’étoile des femmes » et ils disent que cette étoile a une période de révolution de 32 ans autour de Sinus A, sur une orbite elliptique très excentrique et qui est, (et cela est plutôt remarquable comme prècision), perpendiculaire à celle de Sirus B. Les Dogons, qui ont dessinés ces orbites

étoile Sirius C, en 1991 dans la revue « Astronomy & Astrophisics » , les astronomes, Jean Marc Bonnet-Bidaud et Cécile Gry nous disent qu’ils en soupsonnent l’existence par suite de la constatation d’un changement de couleur du système, à travers les ages, et pensent que cet hypothétique troisième compagnon de Sirius pourrait

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4 Index

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bien avoir une orbite très aplatie comme une comète et après analyse grâce à un coronographe occultant la lumière aveuglante de Sirius A, ils ont sélectionné deux d’entre ces corps voyageurs sans arriver encore à déterminer lequel de ces astres montre le même mouvement propre que Sirius. Cependant dès les années 1920 une demi-douzaine d’astronomes rapportèrent l’observation d’une 3ème étoile très faible susceptible d’appartenir au système , mais aucune confirmation n’a pu émerger jusqu’alors. Les derniers travaux menés par les astronomes Jean-Louis Duvent et Daniel Benest de l’observatoire de Nice qui utilisèrent des simulations numériques d’ordinateurs, semblent renforcer l’hypothèse de l’existence du 3ème corps d’une masse très faible, de 0,5 fois au plus la masse solaire et de magnètude apparente de 5 à 10 fois plus faible que Sirius A. (Voir la Revue CIEL ET ESPACE d’Août 1995,Article d’Olivier FEVRE « L’énigme de Sirius » et voir aussi l’article « Les étoiles du sacrifice » de Serge Jodradans le n° 331 de la même revue de Mai 1996 .) D’ailleurs les Dogons ont également d’autres connaissances astronomiques toutes aussi étonnantesde la part d’une tribu arriérée qui vit au centre

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Sirius B, on le sait, invisible 2ème étoile, pour expliquer les oscil-à l’œil nu, fut sur leur objets précieux lations insolites du mouvement appa-calculé par sans doute pour mieux rent de Sirius A, alors que l’orbitePeter en 1851 les visualiser, affirment théorique de cette étoile Sirius B, onet sa période de surtout que Emma ya, le sait, invisible à l’œil nu, fut calculé possède plusieurs plapar Peter en 1851 et sa périoderévolution fut nètes en orbite autour de révolution fut précisé de 50,090précisé de 50,090 d’elle et que c’est de ans par Van Den Bas en 1960. Orans par Van Den l’une de ces planètes, les Dogons le savaient déjà eux, etBas en 1960. que seraient venus comment ont-ils su que la période leurs ancêtres, il y a de révolution était justement de 50Or les Dogons très longtemps à bord ans. Cette étoile Sirius B est ce quele savaient déjà du NOMO vaisseau l’on appelle une « naine blanche » .eux, et comment inter-stellaire dont la Elle est plus vieille que Sirius A, maisont-ils su que forme et le comporne mesure que 30 000 Km environ tement ressemble de diamètre, donc 2 fois et demi celuila période de beaucoup à ceux de la de la Terre et sa densité est de 50révolution était fusée lunaire Apollo. En 000 alors que sa masse atteint 90%justement de 50 ce qui concerne les de celle de notre Soleil. Mais que direans. recherches des astrode cette troisième étoile Sirus C que physiciens sur cette

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Le NOMO était rouge comme le feu quand il atterri au Nord-est du pays, dans un tourbillon de poussière, puis il fut traîné dans une dépression remplie d’eau et il put ainsi flotter. Puis les astronautes amphibiens sortirent de la capsule.

D’ailleurs l’eau joue un grand rôle chez les Dogons qui considèrent que l’eau douce est de nature masculine et l’eau de mer de nature féminine

d’Afrique et pratiquement sans contact extérieur. Ils connaissent les différentes phases de Vénus, qui sont à peu près analogues à celles de la Lune et ils ont donné 6 noms différents aux divers aspects que présente, d’après eux, cette planète comme s’ils avaient su comment faire pour l’observer de l’extérieur . D’autre part, ils divisent le Ciel en 22 parties égales et en 266 constellations et ils disent aussi que Venus possède un compagnon, qui pourrait être sans doute l’astéroïde Toro, récemment découvert entre la Terre et Vénus. Ils connaissent aussi les 4 plus gros satellites de Saturne pourtant invisibles à l’œil nu, mais ils ignorent cependant les planètes au delà de Saturne donc Uranus, Neptune et Pluton alors qu’ils connaissent les compagnons stellaires de Sirius.

Il est donc évident que ces Dogons n’ont pas pu , par eux même, acquérir leurs connaissances et ils ne peuvent en avoir eu la révélation, que par des initiateurs cosmiques. Les Dogons prétendent aussi que tout l’Univers tourne en spirale conique et qu’il a été créé à partir d’un noyau central par la voix d’AMMA leur dieu suprême et cela ressemble assez à ce qui est dit dans la Bible tel qu’ « Au commencement était le Verbe de YaHWeH ». Pour eux l’ Univers est infini, mais cependant mesurable, ce qui rejoint les théories d’Einstein et de plus, ils croient que les mondes infinis s’éloignent de nous à des vitesses très grandes dans un mouvement spiralé donc par unecombinaison de translations et de rotations, combinaison qui se retrouve aussi bien disent-ils dansles structures élémentaires infiniment petites que dans celles infiniment grandes et nous voyons là qu’ils anticipent ainsi sur les conclusions les plus modernes

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▬▬ CONCLUSION

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concernant l’expansion et la structure de les huit grands ancêtres de l’Humanité. Sa notre Univers. La tradition des Dogons , que tâche terminée, Nomo regagna le Ciel. Ceci nous raconte le prêtre OGOTEMMELI, dit se rapproche, on le voit , de beaucoup d’hisaussi que leurs ancêtres étaient des amphi- toires connues, et on découvre bien ici, que biens et c’est pour cela qu’ ils célèbrent les Dogons savent qu’il existe des Terres l’anniversaire de leur arrivée sur Terre sous cultivées ailleurs, dans le ciel, alors qu’il n’y le nom de « jour du Poisson » et cela fait a pas bien longtemps en 1772 certains encore penser à la tradition Sumérienne savants dont le grand chimiste Lavoisier, qui nous parle d’OANNES l’homme poisson pensaient que les météorites ne pouvaient qui apparut à plusieurs reprises sur les tomber du ciel car d’après eux, « il n’y avait plages du Golfe Persique pour civiliser et pas de pierres dans le ciel » . Mais ce sont éduquer les hommes. Le NOMO était rouge les révélations sur l’eau, que nous raconte comme le feu quand il atterri au Nord-est du ce prêtre dogon, qui sont encore plus pays, dans un tourbillon Les connaissances surprenantes, quand de poussière, puis il fut on sait que la science cosmiques, traîné dans une dépresactuelle n’a que récemsion remplie d’eau et il extraordinaires, ment découvert la posput ainsi flotter. Puis les des Dogons, nous sibilité d’obtenir de l’eau astronautes amphibiens interpellent, dès à partir de la roche du sortirent de la capsule. maintenant, et on se sol, en voulant optimiD’ailleurs l’eau joue ser les possibilités de un grand rôle chez les demandera longtemps survie des hommes qui Dogons qui considèrent encore, comment ils pourraient séjourner que l’eau douce est de ont pu connaître tout sur la Lune pour de nature masculine et cela, sans microscope longues périodes et cela l’eau de mer de nature extrayant de ces pierres féminine que cette eau ni télescope, et lunaires, à l’aide de proest la force vitale de la sans appliquer les cédés très pointus et terre, force qui se trouve mathématiques onéreux, l’ hydrogène même à l’intérieur de supérieures qui nous et l’ oxygène à l’origine la pierre car l’ humidide la molécule d’eau. té est partout. NOMO, ont été nécessaires pour qui désigne aussi le progresser. Et on peut, si Commandant du vais- tout cela est vrai, alors seau, est descendu sur émettre l’hypothèse la terre, porteur de fibres végétales tirées des que le passé de notre plantes qui poussaient planèteserait bien plus déjà dans les « champs fabuleux et révélateur du Ciel » et après avoir que celui que l’on créé la Terre, les plantes nous a jusqu’alors, si et les animaux, il créa le premier couple humain, modestement présenté. qui engendra par la suite,

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PRISE DE CONSCIENCE DE

L’ESPACE TEMPS ET DU

L’astronomie, qui étymologiquement signifie le classement des astres, se confond avec la science du temps. En effet, la première utilisation des connaissances tirées de l’observation des astres fut bien celle du réglage du rythme de la vie, autrement dit de la définition du temps.

Avant même de construire un calendrier découpant le temps en cycles précis, l’homme préhistorique a enregistré le nombre de retours du Soleil entre deux phénomènes. Après le Soleil, le phénomène qui se reproduit le plus rapidement et le plus régulièrement est le retour de la Pleine Lune. Tous les 29 ou 30 jours, la Lune apparaissait bien ronde et très lumineuse à l’homme préhistorique.

Des os gravés, vieux de 10 000 ou 30 000 ans et portant des entailles ou des marques régulières, ont été trouvés dans des sites préhistoriques comme celui d’Ishango au bord du lac

A une époque préhistorique perdue dans la nuit des temps, les premiers hommes ont certainement été frappés par la régularité de certains phénomènes célestes ou ont été intrigués par d’autres phénomènes se produisant de manière apparemEtait-ce le premier enregistrement des ment aléatoire. Ces ancêtres lointains faisaient de l’astrojours qui passent ?La preuve la plus nomie. Nous pouvons les imaginer contemplant un soleil frappante vient peut-être de ce qu’on couchant, repérant les étoiles fixes, les astres vagabonds que sont les planètes, la Lune, visiteuse régulière, le Soleil, appelle la pierre de Knowth, en Irlande. source quotidienne de chaleur. Ils ont dû s’inquiéter quand, lors d’une éclipse de Lune, la nuit claire devenait brusquement Edouard en Afrique équatoriale ou celui de la grotte Blanchard, obscure, ou pire, quand le Soleil disparaissait en pleine journée, près d’Argenton-sur-Creuse au nord de Limoges. Etait-ce déjà le décompte des jours ou des lunaisons ? Difficile à dire. C’est Ces observations ont certainement fait naître un véritable calendrier lunaire. Il est bien plus récent puisqu’il la curiosité : pourquoi tel phénomène se date vraisemblablement du IIIe millénaire avant notre ère.

produit-il ?

lors d’une éclipse totale de Soleil. Ils ont dû admirer les arcs-en-ciel naissant après la pluie, le retour régulier des marées hautes pour les peuplades côtières et peut être aussi les aurores polaires, visibles parfois à basse latitude. Lentement, la construction logique d’une explication s’est fait jour. Comme toujours dans l’évolution des idées, les hommes ont commencé par y voir la manifestation d’une puissance surnaturelle. Ce n’est qu’avec les progrès de la physique que le lien s’est opéré, donnant naissance à l’astrophysique. L’origine est, là aussi, difficile à préciser. Les savants grecs, comme nous le verrons, plusieurs siècles avant le début de notre ère, faisaient déjà de l’astrophysique, en utilisant par exemple l’ombre de la Terre, un phénomène physique connu et expérimenté sur terre, pour déterminer la distance de la Terre à la Lune. Mais la grande avancée de l’astrophysique est certainement à faire coïncider avec l’analyse spectrale de la lumière.

Ce sera l’objet des cours plus avancés.

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▬▬ LE PREMIER CIEL

▬▬ PREMIERS VESTIGES

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▬▬ OUTILS

de cette époque, environ trente siècles avant notre ère. L’astronome était aussi un prêtre car science et religion étaient intimement mêlées.

Il s’agissait de pierres énormes, les mégalithes, disposées de façon à rendre possible le repérage de directions privilégiées.

Ces observatoires sont par exemple celui de Carnac en Bretagne du Sud, près de la presqu’île de Quiberon

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quand les jours étaient courts à Carnac, le Soleil se levait au Sud-Est ; quand la durée du jour était plus longue, le Soleil se levait au Nord-Est. L’homme du XXIème siècle

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Les chercheurs d’aujourd’hui ont recours à des instruments de mesure gigantesques, télescopes, détecteurs ou accélérateurs de particules, qui souvent dépassent ce qu’un individu seul peut réaliser. Mais les premiers instruments de mesures astronomiques étaient eux aussi colossaux, œuvre d’un peuple et non d’un homme seul. Il s’agissait de pierres énormes, les mégalithes, disposées de façon à rendre possible le repérage de directions privilégiées.Ces observatoires sont par exemple celui de Carnac en Bretagne du Sud, près de la presqu’île de Quiberon en France ou celui de Stonehenge en Angleterre. Le menhir dit le Géant de Manio à Carnac servait peut-être de point de mire. Depuis un autre lieu du site, il était possible de viser par exemple un lever du Soleil. Les premiers observateurs durent constater que le Soleil ne se levait pas toujours dans la même direction. L’hiver,

Les calendriers constituaient les premières mesures du temps qui passe.

Presque tous les calendriers anciens sont basés sur les lunaisons, des cycles de 29 jours environ. Ces calendriers avaient pour but de structurer le temps en périodes bien définies. Ils permettaient aussi de prévoir le retour des saisons, des pluies, des crues, de la sécheresse qui revenaient régulièrement après un certain nombre de lunaisons.

Cette connaissance était importante à une époque où l’homme vivait en contact direct avec la nature.

Les premières mesures du temps plus précises utilisaient le gnomon, simple bâton planté verticalement dans le sol. La direction et la longueur de l’ombre renseignent à la fois sur le moment de la journée et sur la saison. Ce nouveau moyen permettait de fractionner la journée en unités de temps plus petites, les heures (voir l’article de Ch.H. Eyraud et P. Gagnaire). Les plus anciens cadrans solaires datent de plus d’un millénaire avant notre ère. Ce temps, défini par la marche du Soleil, avait l’avantage d’être simple à obtenir, du moins quand il faisait beau. Il ne convenait pas pour toutes les situations. Ainsi, par exemple, pour laisser lors d’un procès le même temps de parole aux deux parties, les Grecs avaient perfectionné les clepsydres, sortes d’horloges à eau, qui fonctionnent comme un sablier dans lequel l’eau remplacerait le

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▬▬ MESUREDUTEMPS

en France ou celui de Stonehenge en Angleterre.

sait-il encore que le Soleil ne se lève pas toujours exactement à l’Est ? Les premières mesures astronomiques datent

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sable. Le principe était connu depuis des millénaires, mais les Grecs inventèrent un ingénieux système à flotteur pour assurer la régularité du débit. Sur ce principe, des horloges monumentales furent réalisées, comme celle qu’abritait la Tour des Vents, toujours visible à Athènes. L’horloge était un instrument collectif. Elle le restera longtemps.

L’homme a pensé très tôt à utiliser son corps pour fournir les unités de longueur : le pouce, le pied, la coudée. Il en fut de même pour le temps. Galilée prenait son pouls comme chronomètre de précision. Une bonne mesure demandait une parfaite sérénité ! Cependant, les vrais gardiens du temps étaient les astronomes. Par leurs observations des levers et des couchers du Soleil, de la Lune ou des étoiles, ils pouvaient seuls fournir un temps quasiment absolu, reproductible sur des siècles. Un collègue astronome (P. Teerikorpi) me faisait remarquer que le début de l’observation astronomique fut dominé par l’observation à l’horizon.

C’est au sol que l’on pouvait prendre des repères fixes, pour noter par exemple le moment où un astre se levait, ou pour noter les changements par rapport aux jours précédents.

C’est ainsi que les Mésopotamiens prirent conscience du déplacement du Soleil par rapport aux étoiles. Ils avaient repéré des étoiles brillantes, la nuit, tout au long d’une année. Ces étoiles n’étaient pas observables en permanence à cause du Soleil. Quand il fait jour, le ciel est si lumineux qu’on ne voit pas les étoiles. Elles sont pourtant bien présentes. Mais elles ne brillent pas assez pour se détacher sur le ciel. Dès que le Soleil se lève, les étoiles disparaissent. Pourtant, un jour, une étoile brillante, qu’on ne voyait pas encore briller le matin, apparaît un peu avant le lever du

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Soleil. C’est ce qu’on appelle le lever héliaque d’une étoile. De jour en jour, elle gagnera un peu de temps sur le Soleil, en apparaissant un peu plus tôt encore. Quelques semaines plus tard, ce sera au tour d’une autre étoile brillante d’apparaître, et ainsi de suite. Ces dates de levers héliaques jalonnent le temps.

Etant basées sur la position du Soleil par rapport au repère fixe des étoiles, elles sont en parfaite concordance avec les saisons.

C’est en effet le point primordial. Un calendrier doit être en accord avec les saisons. Or, en basant le calendrier sur un

Cependant, les vrais gardiens du temps étaient les astronomes.

Par leurs observations des levers et des couchers du Soleil, de la Lune ou des étoiles, ils pouvaient seuls fournir un temps quasiment absolu, reproductible sur des siècles.

nombre entier de jours, il se produit une dérive, lente, mais perceptible. Des réajustements étaient nécessaires. Le calendrier julien, mis au point par l’astronome Sosigène et imposé par Jules César, était réajusté tous les quatre ans avec l’introduction d’une année de 366 jours au lieu de 365 jours.

C’était une année dite bissextile. La durée moyenne d’une année était ainsi de 365,25 jours (addition moyenne d’un quart de jour par an). Eh bien ! malgré cela, une dérive fut constatée au bout de quelques siècles.

Une nouvelle règle fut mise au point sous les auspices du pape Grégoire XIII. Cette

nouvelle règle pour définir les années bissextiles a donné naissance au calendrier grégorien, celui-là même que nous utilisons encore aujourd’hui. La définition des années bissextiles s’est compliquée. Ce calendrier n’est pourtant pas parfait, mais il faudra attendre 10 000 ans pour constater une dérive de quelques jours... Nous avons le temps de voir venir. Nous comprenons qu’il ne puisse y avoir de calendrier parfait : les cycles fondamentaux (saisons, lunaisons, jours) n’ont pas des durées dans des proportions entières : il n’y a pas un nombre entier de jours dans une révolution de la Terre autour du Soleil, il n’y a pas un nombre entier de jours dans une révolution de la Lune autour de la Terre.

Tout au long de ce premier contact avec l’observation, nous avons rencontré plusieurs phénomènes curieux : l’alternance du jour et de la nuit, le retour des saisons chaudes ou froides sous nos latitudes, le changement au cours de l’année de la direction du lever ou du coucher du Soleil, les disparitions momentanées de la Lune, voire même du Soleil, et par-dessus tout, l’incroyable régularité de cette grande mécanique céleste. Saurionsnous expliquer ces phénomènes ?

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21 - RUBRIQUE

THÈME N°2

LE MONDE MODERNE LES TROIS PRÉCURSEURS

COPERNIC GALLILÉ NEWTON

LE BIG BOSS

ALBERT EINSTEIN

QUE MANQUE T-IL À LA

SCIENCE POUR RENDRE LE VOYAGE DANS LE TEMPS POSSIBLE L’HORIZON DU

TROU NOIR PAR STEPHAN HAWKING

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LES TROIS PRÉCURSEURS DE L’ASTROMIE MODERNE

COPERNIC KEPLER NEWTON ▬▬ 1- COPERNIC Au XVIème siècle, sous la tutelle d’un oncle maternel, évêque du primat de Pologne, un certain Nicolas Copernic étudie dans les meilleures universités le droit canon, les mathématiques, l’astronomie et la médecine à l’université de Padoue. Devenu chanoine de la cathédrale de Frombork et brillant médecin, il n’a que peu de temps à consacrer à l’astronomie, ce qui ne l’empêchera pas de publier en 1543 son oeuvre majeure « De Revolutionibus coelestium ».

Véritable révolution, Copernic abandonne l’hypothèse d’emboîtement et donc l’idée d’une Terre placée au centre. Il introduit un système plaçant le Soleil au centre = héliocentrisme ( hélios = soleil) et imagine un Soleil fixe et une Terre qui tourne autour d’un axe dans un mouvement diurne et se déplace autour du Soleil. Les planètes seraient ordonnées selon leur période de révolution autour du Soleil. Il réaffirma aussi l’idée rejetée par Ptolémée, d’un mouvement circulaire uniforme.

Dans les années qui suivirent cette publication, «De Revolutionibus» fut souvent lu mais peu de scientifiques s’intéressèrent vraiment à ces nouvelles idées. Cependant, une dizaine de ses lecteurs seront de fervents adeptes du «De Revolutionibus», parmi lesquels Johannes Képler, Giordano Bruno, Galileo Galilei, mais ce petit groupe était tellement disparate et éclaté que chacun se croira isolé. A cette époque les demandes en astrologie imposaient de disposer d’éphémérides et de tables astronomiques les plus précises possibles afin d’obtenir des prédictions planétaires les plus favorables, seule cette contrainte éveilla un intérêt pour le livre de Copernic qui semblait pouvoir permettre des calculs plus justes. Jusqu’en 1570, l’héliocentrisme de Copernic ne trouva aucun autre soutien.

Puis de 1570 à la fin du XVIème siècle, il y eut plusieurs modèles en compétition et c’est à cette époque qu’apparurent de nouveaux co - perniciens qui ouvrirent la voie à Képler. C’est aussi dans la deuxième moitié de ce siècle que l’on fait la part belle aux observations astronomiques. Tycho Brahé obtiendra, par exemple, du roi du Danemark, l’île Hven et de quoi y construire un observatoire ainsi qu’un atelier de fabrication d’instruments. Il multiplie ses expériences et travaille sur les viseurs, sur la précision des instruments en essayant d’utiliser les horloges comme intruments de mesure. Encore imprécises, il les abandonne au profit des arbalestrilles, cercles, quarts de cercles, sextants...(cf plus loin). Toutes ces observations conduiront à confirmer le système copernicien avec notamment celles de Galilée avec sa lunette. Au XVIIème siècle une nouvelle génération d’instruments optiques resserre les liens entre cosmologie et observation. Paradoxalement c’est ce mode de fonctionnement qui, tout en impliquant le rejet de la majeure partie du copernicianisme, permit les nouvelles découvertes des astronomes Jésuites et l’intégration d’innovations astronomiques à leur culture.

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▬▬ 3 - KEPLER. L’opinion d’un homme tel que Tycho était de nature à ébranler l’édifice que Copernic avait élevé avec tant de peine, s’il ne s’était pas trouvé à cette époque un homme de génie pour le consolider et le continuer : cet homme fut Johannes Képler (1571-1630) qui, non content d’admettre le système de Copernic, voulut aller plus loin. Imbu d’idées astrologiques et pythagoriciennes, il était convaincu que les mouvements des astres possédaient une signification cachée et étaient soumis à des lois régulières dont les polyèdres réguliers auraient pu être la clé, et il se mit à travailler avec une constance infatigable pour découvrir ces lois qu’il avait soupçonnées. Vingtquatre ans de sa vie furent consacrés à cette recherche, dont les résultat ne correspondit pas à ses attentes. Mais il n’en découvrit pas moins des régularités restées jusqu’alors inconnues, et auxquelles il donna le nom de lois.

Ce sont les trois lois de Képler : C’est l’observation d’une opposition qui

amena Képler à étudier le mouvement de cette planète; après avoir remarqué que celle-ci ne se meut pas sur un cercle excentrique au Soleil, après avoir cherché pendant longtemps si elle ne se mouvait pas sur une certaine ovale, Képler a l’idée de prendre pour son orbite une ellipse ayant le Soleil à l’un de ses foyers, et il reconnaît que Mars suit l’ellipse qu’il a déterminée, et que les aires des secteurs limités par un arc d’ellipse et par deux rayons vecteurs sont proportionnelles aux temps que Mars emploie à parcourir ces arcs. Il vérifie qu’il en est de même pour les autres planètes, et il établit ainsi la loi de la forme des orbites des planètes et une des lois de leur mouvement : 1° Les orbites planétaires sont des ellipses dont le soleil occupe le foyer.

2° Les aires décrites par le rayon vecteur sont proportionnelles au temps. Ce n’est qu’après 17 ans de méditations, de comparaisons, de calculs qu’il parvient à découvrir, le 15 mai 1618, une autre loi du mouvement des planètes :

3° Les carrés des temps des révolutions planétaires sont entre eux comme les cubes des grands axes des orbites.

Képler fit connaître ces lois dans un ouvrage qu’il intitula Harmonique du Monde, et dans la préface duquel on lit : Ces lois ne sont pas la seule contribution de Kepler : il aborda les questions les plus élevées de la mécanique et de la physique, et se trouva souvent bien près du but qui devait être atteint plus tard par Newton. Ainsi Képler estil le premier qui ait indiqué l’attraction que la Lune exerce sur la Terre comme la cause du flux et du reflux de la mer ( Les Marées), et pensé que les irrégularités du mouvement de la Lune proviennent de ce que le Soleil et la Terre l’attirent. Il rechercha la cause des lois du mouvement des planètes, et les idées qu’il émit sur la gravité conduisirent Newton à la découverte de la loi de l’attraction universelle. Par ailleurs, il rechercha les lois de la réfraction, dont il étudia l’influence d’abord dans l’eau et ensuite dans l’air.

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Képler était parvenu à déterminer les lois générales qui régissent ces mouvements : il était réservé à Newton (1642-1727) d’en assigner la cause. Encore étudiant à Cambridge, et pendant un séjour à Woolsthorpe, où il se retira en 1666 à cause de la peste, Isaac Newton eut la première conception de l’identité de la pesanteur et de la force qui retient les planètes dans leurs orbites, et il fit ses premiers calculs d’essai; mais, partant de la donnée erronée que l’on avait alors touchant la masse de la Terre, il ne put vérifier son heureuse conjecture, et ce ne fut que 13 ou 14 ans plus tard qu’il reprit l’étude de ce problème. A la fin de la peste, il retourna à Cambridge et se fit recevoir maître ès arts en 1668. Au cours de l’’automne de cette année, il termina un télescope de 6 pouces de longueur focale, grossissant 40 fois, et qui lui permit de voir les satellites de Jupiter et les phases de Vénus. Ce tut le premier télescope à réflecteur qu’on eût jamais dressé vers le ciel; car James Gregory, qui l’avait inventé, n’avait pas construit l’instrument complet. Au cours de l’automne de 1611, Newton en fit un autre que l’on a conservé dans la bibliothèque de la Royal Society de Londres. En 1679, après avoir travaillé sur l’optique, son attention fut ramenée sur le sujet de l’attraction universelle. Il vit que les masses des corps planétaires pouvaient être déterminées par l’observation des effets de

leur attraction mutuelle, et que cette cause troublait leurs différents mouvements. Il fut ainsi conduit à élucider le sujet embarrassant des mouvements de la Lune; et il déduisit théoriquement les deux inégalités lunaires connues sous le nom de variation et d’équation annuelle, ainsi que la progression de l’apogée et la régression des noeuds. En avril 1686, il communiqua à la Roya Society le premier livre des Principia; en juin, Edmund Halley entreprit à ses frais la publication de cette oeuvre, qui parut l’année suivante, sous le titre de Philosophiae naturalis Principia mathematica. L’ouvrage se divise en 3 livres. Le premier traite du mouvement dans l’espace libre; le second traite surtout du mouvement et de la résistance; et le troisième déduit des deux premiers le système du monde. Après la publication des Principia, Newton se contenta d’étendre et de développer les principes de sa philosophie sans s’avancer dans de nouveaux champs de la science.

Képler avait dit que les courbes décrites par les planètes sont des ellipses; cela serait vrai pour une planète qui se mouvrait seule autour du Soleil; mais la présence d’une autre planète ou d’un satellite apporte une légère perturbation à ce mouvement et détruit la simplicité des lois de Képler. Newton aborda sans la résoudre la question des perturbations des planètes. Euler, d’Alembert, Clairaut, Lagrange et Laplace, complèteront au XVIIIe siècle son oeuvre sur ce point et sur d’autres.

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▬▬ 2 - NEWTON

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28 - EINSTEIN

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Le père de la théorie de la relativité est une figure monumentale, un monolithe écrasant, une mythologie gelée à lui tout seul. À cette sorte d’intellectuel total qui fut également un héros populaire on a consacré, de son vivant et après, plus de deux mille livres, des millions d’articles, des centaines de documentaires. On l’a photographié, statufié, décortiqué, catalogué.

Toutes sortes de clichés, deréductions et de caricatures l’ont « empoissé », pour parler comme Roland Barthes, c’est-à-dire l’ontassigné à une ou plusieurs identités stables souvent sans rapport vrai avec son être. Aussitôt après sa mort, en dépit de l’opposition spécifique qu’il avait formulée de son vivant, son encéphale fut même découpé en deux-cent-quarante lamelles, dispersées entre plusieurs institutions où elles furent minutieusement étudiées dans l’espoir d’y détecter quelque particularité morphologique susceptible d’expliquer son génie, comme s’il s’agissait d’une mécanique insolite qu’on allait enfin pouvoir démonter. En l’an 2000, c’est lui que, parmi une liste impressionnantes de grandes figures, les lecteurs du magazine Time ont choisi pour symboliser « l’homme du XXe siècle ». Mais selon moi, Einstein était surtout un génie qui avait de la suite dans les idées (ce qui vaut souvent mieux, ainsi que cela fut récemment démontré, que d’avoir des idées dans la suite). Cet homme-là ne lâchait jamais le fil que tiraient les questions qu’il se posait. En juin 1895, à l’âge de quinze ans, alors qu’il avait démissionné de son lycée à Munich, il adressa à son oncle César Koch un mémoire de cinq pages intitulé « Sur l’état

présent des recherches à propos de l’éther dans les champs magnétiques ». Il y énumérait les sujets de recherche qu’il aborderait au cours de sa vie. Tous tournaient autour de la propagation de la lumière dans l’espace. Qu’adviendraitil, se demandait le jeune homme, si de la lumière2 émettait de la lumière ? Quelle serait la vitesse de l’onde émise ? Pourrait-elle aller plus vite que la lumière émettrice ? Mais alors, de la lumière irait plus vite que la lumière ! Et que se passerait-il si la lumière émise émettait à son tour de la lumière ? Ne pourrait-on pas ainsi construire un escalier cinématique vers l’infini ? Questions incroyables, étonnantes, en ce qu’elles supposaient à la fois une grande jeunesse d’esprit et une très bonne connaissance de la façon dont les physiciens pensaient alors la lumière.

Dix ans plus tard, à Berne, Directeur de Recherches au CEA, auteur de Discours sur l’origine de l’univers (Champs-Flammarion, 2012) Einstein sera en mesure de répondre aux questions de son adolescence, annonciations de ses œuvres futures. Sa réponse aura un nom : la théorie de la relativité restreinte2, qui stipule que la vitesse de la lumière est la même dans tous les référentiels, donc la même pour tous les observateurs, quelles que soient leur vitesse et celle de la source émettrice.

L’hypothèse d’Einstein était si révolutionnaire qu’elle mettra carrément par terre la précédente conception de l’espace et du temps physiques, celle théorisée par Isaac Newton. Le temps newtonien était absolu, indépendant de l’espace, indifférent au mouvement, de sorte qu’il permettait de donner au mot « maintenant » un sens parfaitement clair : ce qui se passait « maintenant » pour moi se passait également « maintenant » pour tous les autres observateurs

La relativité restreinte est la théorie formelle élaborée par Albert Einstein en 1905 en vue de tirer toutes les conséquences physiques de la relativité galiléenne et du principe selon lequel la vitesse de la lumière dans le vide a la même valeur dans tous les référentiels galiléens (ou inertiels), ce qui était implicitement énoncé dans les équations de Maxwell (mais interprété bien différemment jusque-là, avec « l’espace absolu » de Newton et l’éther).

EINSTEIN, UN HOMME QUI AVAIT DE LA SUITE DANS LES IDÉES

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Albert Einstein

La lumière est un phénomène physique correspondant à un transport d’énergie sans transport de matière. Dans son acception générale de lumière visible, elle est constituée de l’ensemble des ondes électromagnétiques perçues par la vision humaine, c’est-à-dire dont les longueurs d’onde, dans le vide, sont comprises entre 380 nm (violet) et 780 nm (rouge)a. Par un effet d’adaptation des espèces vivantes à leur environnement, cette région du spectre électromagnétique recoupe celle où l’éclairement énergétique solaire est maximal à la surface de la Terre1.

LE BIG BOSS

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L’hypothèse d’Einstein était si révolutionnaire qu’elle mettra carrément par terre la précédente conception de l’espace et du temps physiques, celle théorisée par Isaac Newton

tain temps pour atteindre la paroi opposée, temps pendant lequel la cabine se sera déplacée vers le haut, de sorte que le point d’impact du rayon lumineux sera un peu plus proche du plancher que l’orifice d’entrée. Si l’on pouvait observer la trajectoire du rayon lumineux traversant la cabine, on constaterait qu’elle est courbée en raison de l’accélération vers le « haut ». Qu’impose maintenant le principe d’équivalence ? Que cet effet serait le même si la cabine d’ascenseur était immobile dans un champ de gravitation. En clair, contrairement à ce qui se passe selon la théorie classique, le trajet de la lumière doit être dévié par la gravitation ! Cette idée va agir comme un sésame cosmique. Apparue au bord de la Vltava dans le recoin d’un cerveau capable de pensées peu ordinaires, elle va s’étayer, se formaliser, et finira par bouleverser dans l’esprit des physiciens la structure même de l’univers.

En 1913. De retour à Zurich, Einstein étudia avec l’aide de Marcel Grossmann la géométrie des espaces courbes qui avait été développée par Bernhard Riemann. Ce dernier n’avait envisagé que la courbure de l’espace, mais Einstein et son ami généralisèrent ses travaux à l’espace-temps tout entier. Dans un article rédigé à quatre mains, ils avancèrent l’idée que la gravitation n’est pas une véritable force, mais une manifestation locale de la courbure de l’espace-temps. Selon eux, la géométrie de l’univers serait en réalité courbée par les masses qu’il contient et, en retour, la géométrie de l’espacetemps déterminerait directement (c’est-à-dire sans qu’une force soit mise en jeu) le mouvement des objets matériels en son sein. Cependant, à cause d’une erreur commise par Einstein, ils ne purent trouver les équations reliant la courbure de l’espace-temps à la masse et à l’énergie qui y sont contenues. À partir de 1914, Einstein continua à travailler sur ce problème à Berlin, en grande partie épargnée par la guerre, et il finit par trouver les équations justes à la fin de l’année 1915. Au cours de la conférence qu’il donna le 25 novembre, il annonça la déviation de la lumière lors de son passage au voisinage du soleil devait être égale à 1,75 seconde d’arc. Après la fin du carnage mondial, Arthur Eddington, le directeur de l’observatoire de Cambridge, organisa deux expéditions en vue d’observer l’éclipse du 29 mai 1919. Lui-même partit avec une 4 première équipe pour une petite île de l’Atlantique Sud, tandis qu’une seconde équipe posait ses instruments dans une ville du Brésil. Malgré une météo peu coopérative et des plaques photographiques de mauvaise qualité, les mesures confirmèrent les calculs d’Einstein.

L’annonce de ce résultat déclencha un enthousiasme sans préIndex

train de subir sa loi. N’est-ce pas bizarre ?

Tout se passe comme si l’accélération produite par la chute effaçait le champ de gravitation local… À la suite de cet émoi, Einstein postula qu’il y aurait une sorte d’identité formelle entre accélération et gravitation : si une accélération peut effacer un champ gravitationnel réel, alors elle doit pouvoir aussi créer l’apparence d’un champ gravitationnel là où il n’y en a pas. En conséquence de ce « principe d’équivalence », une personne se trouvant dans un ascenseur sans fenêtre ne saurait dire si l’ascenseur est au repos dans un champ gravitationnel ou si, hors de tout champ de gravitation, il est tiré avec une accélération constante. Dans les deux cas, cette personne sentirait ses pieds plaqués au 3 plancher et, si elle lâchait un objet, celui-ci tomberait exactement comme il le fait sur Terre. L’expression des lois physiques devrait donc être formellement identique dans les deux situations. Quatre ans plus tard, en 1911, alors à Prague, Einstein fit une seconde percée décisive en comprenant que le principe d’équivalence implique que la lumière, bien que de masse nulle, ne file pas tout droit dans un champ de gravitation. Imaginons que la cabine d’un ascenseur ait un mouvement accéléré et qu’un rayon de lumière parallèle au plancher

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dans l’univers. En d’autres termes, selon la physique newtonienne, il n’y avait qu’un seul temps, universel par définition, si bien que le concept de simultanéité était absolu : à tout instant, deux observateurs pouvaient synchroniser leurs montres, et à tout instant ultérieur celles-ci resteraient synchronisées, quels que fussent les déplacements et les vitesses des deux observateurs, puisque toutes deux demeuraient en phase avec le temps de l’univers.

Mais dans le cadre de la théorie d’Einstein, l’espace et le temps cessent d’être absolus pour devenir relatifs, se couplent l’un à l’autre de façon quasi-conjugale, acquièrent le statut de partenaires. Le concept de simultanéité ne se remettra jamais de cette nouvelle association. Deux ans plus tard, alors qu’il était encore à Berne, Einstein eut « la plus heureuse de sa vie », l’idée qui sera la pierre angulaire de sa théorie de la relativité générale : « J’étais assis sur ma chaise au Bureau Fédéral de Berne, racontera-t-il. Je compris soudain que si une personne est en chute libre, elle ne sentira pas son propre poids. J’en ai été saisi. Cette pensée me fit une grande impression. Elle me poussa vers une nouvelle théorie de la gravitation ». Ce qu’Einstein venait là de comprendre, c’est que lorsque nous tombons en chute libre, tout ce qui est proche de nous (parapluie, chapeau) tombe comme nous puisque la vitesse de chute des objets est la même pour tous les objets. Nous avons donc l’impression que la pesanteur a disparu dans notre voisinage alors même que nous sommes en

« J’étais assis sur ma chaise au Bureau Fédéral de Berne, racontera-t-il. Je compris soudain que si une personne est en chute libre, elle ne sentira pas son propre poids. J’en ai été saisi. Cette pensée me fit une grande impression. Elle me poussa vers une nouvelle théorie de la gravitation ». Ce qu’Einstein venait là de comprendre, c’est que lorsque nous tombons en chute libre, tout ce qui est proch passe par un minuscule orifice aménagé dans l’une de ses parois. La vitesse de la lumière n’étant pas infinie, il lui faut un cer-

29 - EINSTEIN

cédent et fit d’Einstein une star mondiale.

Lorsqu’Eduard, son second fils, lui demanda pourquoi il était devenu si célèbre, il obtint une jolie réponse qui résumait l’essentiel de l’affaire : « Quand un scarabée aveugle marche à la surface d’une branche incurvée, lui expliqua son père, il ne se rend pas compte que le chemin qu’il suit est lui aussi incurvé.

J’ai eu la chance de remarquer ce que le scarabée ne peut pas voir ».

En 1916, alors qu’il était malade, épuisé par des années de travail intense, Einstein avait commencé à se demander si une masse en mouvement accéléré pouvait rayonner des « ondes gravitationnelles », de la même façon qu’une charge électrique qu’on accélère rayonne des ondes électromagnétiques. Il avait découvert rapidement des solutions de ses équations correspondant à des ondulations de l’espace-temps se propageant à la vitesse de la lumière. Au cours de leur trajet, elles devraient secouer l’espace-temps, ce qui aurait pour effet de modifier brièvement la distance séparant deux points dans l’espace. La gravitation étant très faible en intensité, de telles ondes sont très difficiles à détecter. De fait, elles n’ont pu l’être qu’avec la complicité d’un événement monstrueux qui s’est produit il y a plus d’un milliard d’années : deux trous noirs voisins ont fusionné à une vitesse égale aux deux tiers de la vitesse de la lumière ; ce phénomène hyperviolent a libéré une énergie inimaginable en seulement 20 millisecondes, et engendré un train d’ondes gravitationnelles qui ont progressivement perdu de la puissance au cours de leur long voyage ; leur passage au travers de la Terre, le 14 septembre 2015 à 9 heures 50 minutes et 45 secondes (Temps Universel), a pu être détecté grâce

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Le boson de Higgs, aussi connu sous d’autres noms dont celui de boson BEH, est une particule élémentaire dont l’existence, postulée indépendamment en 1964 par Robert Brout, François Englert, Peter Higgs, Carl Richard Hagen, Gerald Guralnik et Thomas Kibble, permet d’expliquer la brisure de l’interaction unifiée électrofaible en deux interactions par l’intermédiaire du mécanisme de Brout-Englert-HiggsHagen-Guralnik-Kibble et d’expliquer ainsi pourquoi certaines particules ont une masse et d’autres n’en ont pas8. Son existence a été confirmée de manière expérimentale en 2012 grâce à l’utilisation du LHC et a conduit à l’attribution du prix Nobel de physique à François Englert et Peter Higgs en 2013.

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Einstein était un pur génie.

Un génie admirable. Non seulement c’était un génie mais en plus il n’est pas devenu fou. Qui a découvert autant de chose que lui ??

Vous savez, je connais des gens qui ont découvert bien moins de choses que lui et qui sont devenu fou !!

30 - EINSTEIN

aux instruments extrêmement sensibles de l’expérience LIGO (qui - coup de chance incroyable - venaient tout juste d’être mis en service). Attardons-nous une seconde sur la prouesse réalisée : les variations de longueur que cet instrument est parvenu à mesurer sont largement inférieures à la taille d’un proton ! Mathématiquement articulée, la physique agit décidément comme un véritable « treuil ontologique » : à partir d’un examen de ses équations et de ce qu’elles impliquent, elle révèle de nouveaux éléments de réalité. Elle le fit déjà en prédisant puis démontrant l’existence des photons, des antiparticules, des quarks, et, plus récemment, en 2012, du boson de Higgs2. Mais là, l’histoire se donne en plus avec une certaine ironie, car Einstein n’a jamais cru en l’existence des trous noirs.

Or, ce sont bien deux tels objets qui, en s’accouplant jusqu’à n’en plus faire qu’un, ont permis que soient enfin détectées les ondes gravitationnelles qu’il avait prédites.

5 Il s’agit en fait d’une double découverte : la preuve de la réalité des ondes gravitationnelles confirme en retour, par une sorte de renvoi d’ascenseur cosmique, l’existence des trous noirs (qui était encore contestée par certains), ainsi que la possibilité de leur coalescence. L’annonce du 11 février dernier vient donc à point nommé pour célébrer majestueusement le centenaire d’une extraordinaire construction intellectuelle. Elle sonne comme l’aboutissement d’une idée simple et en effet « heureuse » qui, un beau jour, éclata comme une bulle dans le cerveau d’un génie.

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QUE MANQUE-T-IL À LA

SCIENCE LE VOYAGE DANS LE TEMPS POSSIBLE

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POUR RENDRE

Un chercheur en astrophysique détaille ce qu’il nous manque pour transformer le passé et le futur en parcs d’attractions pour touristes. Cet article vous est présenté par Canal +, qui diffuse la série 22.11.63 – à découvrir dès maintenant. Cliquez ici pour plus d’informations. Et si la science rendait le voyage dans le temps possible ? Imaginez–vous capable de naviguer dans le temps, de sorte que le passé et le futur deviennent des parcs d’attractions pour touristes. Imaginez-vous retourner dans le passé, iriez-vous « sauver l’humanité » en allant assassiner Adolf Hitler ?

Tenteriez-vous de gagner au loto, ou de voyager dans le futur pour demander conseil à votre vous octogénaire ? Depuis La Jetée, jusqu’à Interstellar en passant par Retour vers le futur, le cinéma a toujours été très friand de ce genre de scénario, et d’histoires de machines à voyager dans le temps. Qu’ils soient scientifiquement proches de la réalité ou non, ces films ne cessent de nous fasciner. Au-delà des grandes problématiques qu’ils soulèvent – notre futur est-il déjà écrit ? Avançons-nous vers une destinée que l’on ne peut contrôler ? Peut-on changer le passé ? – ils ont au moins le mérite de vulgariser des concepts d’astrophysique abstraits. Mais si le voyage dans le temps est possible à Hollywood, l’est-il en réalité ? Qu’en dit la science ? On a discuté avec Roland Lehoucq, chercheur en astrophysique et auteur de plusieurs livres de vulgarisation scientifique, pour qu’il nous explique ce qui manquait aux scientifiques à l’heure actuelle pour que l’on puisse voyager dans le temps.

Roland Lehoucq : Pour les non scientifiques, il y a deux choses qui sont a priori distinctes : l’espace et le temps. On peut se déplacer librement dans l’espace, mais pas dans le temps, qui s’écoule indépendamment de nous. On a tendance à imaginer ces deux notions comme universelles. Le monde entier est capable de se mettre d’accord pour identifier des référentiels qui normalisent ces concepts (minutes, secondes, kilomètres, etc.). Or, cette vision des choses est fausse. Elle fonctionne très bien pour la vie quotidienne, mais elle n’est pas vérifiée dans de nombreuses situations de physique. Cela découle de la théorie de la relativité restreinte d’Einstein, qui stipule que la vitesse de la lumière dans le vide prend la même valeur pour tous les observateurs. Comme la vitesse est le quotient d’une distance par une durée, le fait qu’une vitesse soit invariante impose que distance

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VICE : Bonjour Roland. Tout d’abord, pouvez-vous nous expliquer ce qu’est l’espace-temps ?

32 - INTERVIEW

et durée dépendent de l’observateur. Ainsi, Einstein a créé cette notion d’espace-temps, qui mélange l’espace et le temps. Une conséquence est que la durée qui séparent deux événements dépend de votre état de mouvement. Par exemple, imaginons que vous fassiez tomber un objet sur une table et mesuriez la durée qui sépare le lâcher et l’impact : vous trouvez 3 dixièmes de secondes. Une personne en mouvement par rapport à vous mesurera une durée différente. Pour les mouvements de la vie quotidienne, les écarts de durées sont infimes. Ils ne deviennent accessibles à nos sens que si l’on se rapproche de la vitesse de la lumière.

Reste que ces effets ont été mesurés et validés

VICE: En quoi cela permet-il d’appréhender le voyage dans le temps ?

Ainsi, voyager dans le temps signifie voyager dans le temps d’un autre. Je peux me débrouiller pour que mon temps propre se décale significativement par rapport au vôtre. Par exemple, vous restez sur Terre tandis que je pars dans un vaisseau très rapide (280 000 km par seconde par exemple). Je fais un grand voyage, je reviens quand mon horloge de bord a mesuré un an. La vôtre aura mesuré presque huit ans ! On est d’accord pour dire que je n’ai pas fait de « voyage dans le temps » à proprement parler, mais pourtant, j’ai voyagé dans votre futur. Et se balader au voisinage d’un objet dont la gravité est très importante comme un trou noir, ou une étoile à neutron, ajoute un décalage supplémentaire. Je peux alors me retrouver dans une situation voisine de celle du film Interstellar où une heure

passée près d’un trou noir équivaut à sept ans sur Terre. C’est une situation extrême, mais cohérente avec ce que nous dit la théorie de la relativité générale d’Einstein.

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L’idée de voyage dans le temps suppose que tout le monde possède le même temps, mais nous venons de voir que ce n’est pas le cas. On peut, par des jeux de déplacement dans l’espace et de gravité, créer un décalage entre temps propres si important qu’il sera manifeste à nos sens.

Pour vous donner une idée, le cosmonaute russe Sergei Krikalev a passé 803 jours dans l’espace. Cette performance lui a permis d’être un cinquantième de secondes plus jeune que s’il était resté au sol. Il était en orbite sur la station Mir, en altitude à environ 400 km de la Terre, et en mouvement à 7,7 kilomètres par seconde. Sa vitesse était suffisamment rapide et son altitude suffisamment haute pour qu’il revienne avec un décalage de temps, bien qu’il soit plutôt faible. Vous voyez donc qu’avant de définir ce qu’est un voyage dans le temps, il faut définir ce qu’est le temps.

Voyager dans le temps de quelqu’un d’autre est possible, mais dans son temps propre à soi, non.

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VICE: Il faut donc voyager dans l’espace pour « voyager dans le temps » ?

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avec une grande précision grâce aux horloges atomiques.

Mais la mesure des durées est aussi affectée par l’intensité du champ de pesanteur où vous vous trouvez.

Je vous ai parlé de la théorie de la relativité restreinte, mais il y a aussi la théorie de la relativité générale qui concerne les champs de pesanteur. Si vous prenez deux horloges identiques et synchronisées et en mettez une au sol et l’autre en altitude, vous allez constater que celle qui est au sol retarde par rapport à celle qui est en altitude. Plus l’altitude est importante, plus le retard le sera. Ces écarts sont négligeables dans la vraie vie, ce qui fait que les durées que nous mesurons nous paraissent identiques.

En conséquence, vous avez votre temps à vous, votre temps propre, comme j’ai mon temps à moi, mon temps propre. Mais puisque nous sommes dans un champ de pesanteur faible et que nos vitesses relatives sont faibles, votre temps propre et le mien sont quasiment identiques. On arrive à se mettre d’accord sur un temps commun, mais en réalité ce n’est pas possible.

L’idée de voyage dans le temps suppose que tout le monde possède le même temps, mais nous venons de voir que ce n’est pas le cas. On peut, par des jeux de déplacement dans l’espace et de gravité, créer un décalage entre temps propres si important qu’il sera manifeste à nos sens.

VICE : L’idée de machine à voyager dans le temps telle qu’on la voit dans la fiction est donc une pure fantaisie ?

C’est fantaisiste puisque cela suppose que le temps est le même pour tout le monde. En revanche, je peux faire un voyage dans une fusée très rapide pour ce qui m’apparaît comme un an, et faire en sorte qu’il se soit écoulé 1 000 ans sur Terre (pour cela il faut aller à 99,99995 % de la vitesse de la lumière !). D’une certaine façon, il s’agit d’un voyage dans le futur de la Terre.

33 - INTERVIEW

VICE : Théoriquement donc, on peut voyager dans le futur, mais pas dans le passé ?

La notion de voyage dans le temps n’a pas de sens pour un physicien. Imaginons quand même une machine à voyager dans le temps, avec un temps commun pour tout le monde et où tout est écrit, le futur comme le passé. Des paradoxes entrent alors en jeu et nous donnent des histoires étonnantes. Imaginez par exemple retourner dans le passé.

Vous rencontrez votre grand-père quand il était jeune et vous le tuez par accident. Il ne rencontrera pas votre grand-mère, n’aura pas d’enfants et vous ne pourrez pas naître. Il y a un donc le problème de savoir d’où vous venez.

Imaginez-vous maintenant retourner dans le passé et vous donner l’article qui fera de vous le prochain prix Pulitzer du journalisme. C’est votre vous du futur qui le fait parvenir au vous du passé. Le vous du passé reprend l’article, le publie et

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8èMMcest comme si vous demandiez, qu’est-ce qu’il manque a la physique pour pouvoir expliquer dieu7b34

obtient le prix Pulitzer. Mais il y a un problème puisqu’il ne l’a jamais écrit, mais qu’il a seulement recopié. Qui a donc écrit ce livre ? Imaginer un retour dans le passé soulève donc deux types de paradoxes, le paradoxe du grand-père et le paradoxe de l’écrivain.

Ce sont des situations où il y a un effet sans cause apparente, des situations qui brisent la causalité. Cette notion fondamentale en physique veut que les effets suivent les causes, toujours dans le même ordre pour tous les observateurs. Si on veut voyager dans le passé, il faut faire de la physique sans causalité, et ce n’est pas possible pour ce que nous en savons…

En termes de physique, on ne peut pas dire qu’il manque quelque chose dans la mesure où le voyage dans le temps est une notion qui est en dehors de son champ. Ce qu’il manque c’est d’être capable de faire rentrer la notion dans le champ de la physique. C’est comme si vous demandiez, qu’est-ce qu’il manque à la physique pour pouvoir expliquer Dieu. Eh bien, voyez-vous, Dieu n’est pas un problème qui relève de la physique. Il manque des outils théoriques et pratiques et cette question ne rentre pas dans la façon dont la physique travaille sur le monde.

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VICE: Que manque-t-il aujourd’hui aux scientifiques pour pouvoir voyager dans le temps ?

34 - INTERVIEW RUBRIQUE

VICE: Je vois. Ce n’est pas un problème d’ordre technologique mais plutôt théorique.

Exactement, c’est un problème épistémologique qui relève des fondements de la démarche scientifique. Donc, oui, c’est beaucoup plus profond que technique. Reste que techniquement, il est envisageable de voyager dans le futur de la Terre. Il nous faudrait partir un an dans un vaisseau extrêmement rapide qui voyage à une célérité très proche de la vitesse de la lumière, disons 299 000 km/s. Dans ce cas vous revenez sur Terre où il se sera écoulé un siècle et demi.

Mais, même cette idée reste théorique et difficilement mise en pratique, j’imagine.

C’est tout à fait faisable, mais ça reste théorique, en effet. C’est-à-dire que ce n’est pas facile à faire en pratique. On ne peut pas, pour l’instant, fabriquer de vaisseau aussi rapide.

VICE: Dans combien de temps pensez-vous que nous serons capables de le faire ?

Ces vaisseaux rapides vont consommer une énergie faramineuse. Pour vous donner une idée, si l’on voulait construire un petit vaisseau de 1 000 tonnes qui voyage à un dixième de la vitesse de la lumière, il faudrait lui communiquer une énergie équivalente à ce que consomme l’humanité entière en une année. Et gardez en tête que ce n’est pas un vaisseau dans lequel vous pourriez vivre un an et que si vous le pouviez, les effets de dilatation temporelle seraient faibles sur un an. Si vous voulez faire mieux, c’est-à-dire plus rapide, il faudra fournir beaucoup plus d’énergie. Un vaisseau dans lequel vous pouvez vivre durablement et qui aurait la capacité de voyager à une fraction appréciable de la vitesse de la lumière pèserait au bas mot des centaines de milliers de tonnes. Le moteur de ce vaisseau aurait besoin de dizaines de millions de fois plus d’énergie que l’humanité en consomme en un an.

MANDIEZ, QU’EST-CE QU’IL MANQUE A LA PHY-

X89QUER!!Ç DIEU7b34àç!nn,à 8èMMcEST COMME SI VOUS MANDIEZ, QU’EST-CE QU’IL MANQUE A LA PHYSIQUE POUR POUVOIRH-

VICE: Donc, on risque d’attendre encore longtemps avant de pouvoir voyager dans le temps si je comprends bien.

C’est assez probable ! La question du voyage dans le temps pose nombre de questions épistémologiques – la question de la nature du temps, du destin ou du libre arbitre par exemple. Le physicien Stephen Hawking pense que les boucles temporelles fermées n’existent pas et qu’il y a un principe qu’on appelle le principe du censeur cosmique. Si une machine à voyager dans le temps est construite, elle est capable de créer une boucle temporelle fermée. Mais une divergence énergétique l’autodétruira au moment même vous tenterez de la faire fonctionner.

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HJIPZÇ!»))ÀÇ»É

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SIQUE POUR POUVOIRH-

HJIPZÇ!»))ÀÇ»É

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Tout ce que je viens de vous expliquer, c’est la base. Si vous réussissez à comprendre tout ça, c’est déjà super. Il y a un deuxième niveau. Dans la théorie de la relativité d’Einstein la gravité est une manifestation de la déformation de l’espace-temps imposée par la matière. La masse – le Soleil, la Terre, vous, moi – nous déformons l’espace-temps. Les déformations vraiment importantes sont celles dues à une étoile à neutrons ou à un trou noir.

Approchez une horloge de ces entités et les écarts temporels seront considérables. Puisque la théorie d’Einstein suppose que l’espace-temps est élastique, il devient imaginable de faire des boucles spatio-temporelles. Autrement dit, en vous déplaçant dans l’espace et dans le temps, toujours vers le futur, il est envisageable de retourner dans un point qui appartenait à votre passé. Ainsi, on peut imaginer des configurations très biscornues solutions des équations d’Einstein, que l’on appelle trous de vers, qui peuvent présenter des boucles temporelles. En d’autres termes, il y a un moyen de retourner vers un point de votre passé en allant vers votre futur. La question est de savoir si ces solutions aux équations d’Einstein se réalisent en pratique. Est-ce qu’il existe dans la nature des choses telles que des trous de ver ? On ne sait pas répondre à cette question aujourd’hui.

8èMMcEST COMME SI VOUS

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VICE: Voyager dans ce que les scientifiques appellent un trou de ver permettrait-il de résoudre ce problème ?

X89QUER!!Ç DIEU7b34àç!nn,à

VICE: Je vois. Merci Roland.

35 35- -INTERVIEW RUBRIQUE

L’HORIZON DU

TROU NOIR

PAR STEPHEN HAWKING

En relativité restreinte et en relativité générale, l’horizon des évènements est constitué par la limite éventuelle de la région qui peut être influencée dans le futur par un observateur situé en un endroit donné à une époque donnée. On peut définir l’horizon des évènements par les rayons de lumière qui ne vont jamais tomber dans le trou noir, mais ne vont jamais s’échapper de sa force gravitationnelle non plus

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En physique, la dualité onde-corpuscule est un principe selon lequel tous les objets physiques peuvent présenter parfois des propriétés d’ondes et parfois des propriétés de corpuscules. La manifestation de ces propriétés ne dépend pas seulement de l’objet étudié isolément, mais aussi de tout l’appareillage de mesure utilisé

La gravité pouvait donc avoir un effet important sur elle. Pour comprendre comment un trou noir peut se former, il nous faut d’abord comprendre le cycle de vie d’une étoile. Une étoile se forme lorsqu’une grande quantité de gaz (de l’hydrogène en majorité) commence à s’effondrer sur ellemême à cause de l’attraction gravitationnelle. Pendant cette contraction, les atomes de gaz se heurtent entre eux de plus en plus souvent et à des vitesses de plus en plus grandes ; le gaz se réchauffe. Finalement, l’hydrogène deviendra si chaud que lorsque ses atomes se heurteront, ils ne rebondiront plus loin les uns des autres mais, au contraire, ils s’uniront L’horizon, la frontière de la région de l’espace-temps d’où il pour former de l’hélium. n’est pas possible de s’échapper, se comporte plutôt comme La chaleur dégagée une membrane que l’on ne peut traverser que dans un sens, lors de cette réaction, qui est comme l’explotout autour du trou noir : les objets, comme des astronautes sion contrôlée d’une imprudents, peuvent tomber dans le trou noir mais rien bombe à hydrogène, ne pourra jamais ressortir de ce même trou noir en en fait que l’étoile brille. franchissant l’horizon.

Cette chaleur addi2 tionnelle augmente très claire. Mais, si la lumière est composée également la pression du gaz jusqu’à de particules, on peut s’attendre alors à ce ce que celle-ci soit suffisamment forte que celles-ci soient affectées par la gravité pour contrebalancer l’attraction gratout comme les boulets de canon, les fusées vitationnelle ; le gaz cesse alors de se et les planètes. On a d’abord cru que les contracter, il resiste sa propre gravité. particules de lumière se mouvaient à une C’est un peu comme ce qui se passe vitesse infinie, ce qui aurait empêché la gravité de les ralentir ; —puis, Rœmer a prouvé dans le cas d’un ballon – il y a équilibre entre la pression de l’air à l’intérieur, qui que la lumière voyageait à vitesse finie. essaie de gonfler le – 95 – ballon, et la Le terme de « trou noir » est très récent.

Il a été forgé en 1969 par le savant américain John Wheeler pour désigner la représentation graphique d’une idée vieille de deux cents ans, époque où deux théories de la lumière coexistaient : l’une, appuyée par Newton, tenait la lumière pour composée de corpuscules ; l’autre prétendait qu’elle était une onde. Nous savons aujourd’hui que ces deux théories étaient justes. Grâce à la dualité onde / particule1 de la mécanique quantique, la lumière peut être considérée à la fois comme une onde et comme une particule. Dans la version ondulatoire, la réaction de la lumière à la gravité n’est pas

36 - TROU NOIR

tension dans sa paroi élastique, qui tente de le rapetisser. Les étoiles garderont longtemps cette stabilité, la chaleur dégagée par leurs réactions nucléaires équilibrant l’attraction gravitationnelle. Finalement, elles arriveront au bout de leur hydrogène et des autres carburants nucléaires. De façon paradoxale, plus une étoile aura de réserves au départ, plus vite elle les brûlera : en effet plus une étoile est massive,

nel à sa surface sera devenu si intense que les cônes de lumière seront tellement déviés vers l’intérieur que la lumière ne pourra plus s’échapper. Selon la théorie de la Relativité, rien ne peut se déplacer plus vite que la lumière. Aussi, si la lumière ne peut plus s’échapper, rien d’autre ne le pourra non plus ; tout sera rattrapé par le champ gravitationnel. On a ainsi une série d’événements, une région de l’espace-temps, d’où il n’est pas possible de s’échapper pour atteindre un observateur éloigné. Cette région est ce que nous appelons aujourd’hui un trou noir.

Sa frontière s’appelle l’ horizon2 et coïncide

astronautes imprudents, peuvent tomber dans le trou noir mais rien ne pourra jamais ressortir de ce même trou noir en en franchissant l’horizon. (Rappelons-nous que l’horizon est la trajectoire dans l’espace-temps de la lumière qui tente de s’échapper du trou noir et que rien ne peut se mouvoir plus vite que la lumière.) On pourrait très bien dire de cet horizon ce que le poète Dante disait à propos de l’Enfer : « Vous qui entrez ici, perdez toute espérance. » Toute chose ou toute personne tombée à travers l’horizon atteindra bientôt la région de densité infinie et la fin des temps.

Un pulsar est un objet astronomique produisant un signal périodique allant de l’ordre de la milliseconde à quelques dizaines de secondes. Ce serait une étoile à neutrons tournant très rapidement sur elle-même (période typique de l’ordre de la seconde, voire beaucoup moins pour les pulsars milliseconde) et émettant un fort rayonnement électromagnétique dans la direction de son axe magnétique.

Et plus elle sera chaude, plus vite elle consommera ses ressources. Notre Soleil, lui, a probablement des réserves pour cinq autres milliards d’années environ, mais des étoiles plus massives que lui peuvent consommer leurs réserves en quelque cent millions d’années, soit beaucoup moins que l’âge de l’univers.

Une fois qu’une étoile a tout brûlé, elle commence à se refroidir et à se contracter. Ce qui lui arrive alors ne fut compris qu’à la fin des années vingt. Au fur et à mesure que l’étoile se contracte, le

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plus elle aura besoin d’être chaude pour équilibrer l’attraction gravitationnelle.

Si l’on imagine l’espace temps comme un draps, et les éléments du cosmos (trou noir, galaxie, étoiles planètes, vous, moi) comme des boules posées sur ce draps, la gravitation représenterait la courbure du draps sous la masse de la boule. Plus la masse est importante, plus la courbure est intense et profonde. Dans le cas d’un trou noir, la courbure devient un puis sans fin, c’est ce que l’on appelle une singularité gravitationnelle. Aussi comme la gravitation impacte également le temps, et le dilate, dans une singularité le temps se dilate tellement qu’il s’arrête. Une seconde devient 3 l’éternité. Il est champ gravitationnel à sa surface devient plus intense et le cône de lumière est davan- avec la trajectoire des rayons lumineux qui difficile de concevoir tage dévié vers l’intérieur. Il devient encore n’ont pu s’échapper.L’horizon, la frontière cela, néanmoins ces plus difficile à la lumière de s’échapper de de la région de l’espace-temps d’où il n’est concepts sont très l’étoile et elle apparaîtra plus sombre et plus pas possible de s’échapper, se comporte bien expliqués dans rouge à un observateur éloigné. Finalement, plutôt comme une membrane que l’on quand l’étoile se sera rétrécie jusqu’à un ne peut traverser que dans un sens, tout le film Interstellar de certain rayon critique, le champ gravitation- autour du trou noir : les objets, comme des Christopher Nolan.

37 - TROU NOIR

▬▬ CHRONOLOGIE DES INSTRUMENTS D’

1607

La Lunette .GALILÉE

d’O 1880 Photographie Lointain .HENxR

Téléscope 1671Le .Newton

38 - OBSERVATION

’OBSERVATION ATSTRONOMIQUE

Objet RY DRAPER

2020 ALMA .CHILI

1989 Radio-Téléscope .KARL JERSKY

La Lunette .GALILÉE C’est en 1609 que Galileo Galiliei, dit Galilée, pointe pour la première fois une lunette astronomique vers le ciel. Ce qu’il découvre est stupéfiant : de nombreuses étoiles invisibles à l’oeil nu (qui montrent que l’Univers est bien plus grand qu’on ne l’imaginait à l’époque), les quatre gros satellites de Jupiter (qui montrent que tous les objets de l’univers ne tournent pas autour du même centre), les phases de Vénus (qui prouvent qu’elle tourne bien autour du soleil, comme la Terre), et les montagnes de la Lune (qui montrent que, non, elle n’est pas une sphère parfaite suspendue dans le ciel mais bien un astre à part entière) ! En moins d’un an, Galilée révolutionne notre conception du monde. Et d’autres révolutions suivront, au fur à mesure que les instruments se perfectionneront. Mais les lunettes ont un inconvénient : les lentilles ne courbent pas la lumière de la même façon selon sa couleur (ou longueur d’onde). c’est un défaut que l’on appelle l’aberration chromatique : l’image est floue, il y a un effet d’arc-en-ciel.

Le Téléscope.Newton Pour éviter ce défaut, il faut un instrument radicalement différent : le télescope. A la différence d’une lunette, le télescope n’utilise pas de lentilles, mais des miroirs. Plus précisément, un premier grand miroir circulaire dont la courbure est parabolique,dirigé vers l’astre à observer (le miroir primaire), et un second miroir plan ou sphérique qui renvoie l’image vers l’oeil de l’observateur (le miroir secondaire). Avantage : plus d’aberration chromatique ! L’image est parfaite (si les miroirs sont parfaitement polis !) C’est à Isaac Newton qu’on doit le premier télescope, en 1671. Son miroir était en acier poli. Dans les télescopes modernes, les miroirs sont en verre recouvert d’une très fine couche d’aluminium. Il est facile de fabriquer des petites lunettes, mais il est beaucoup plus difficile de fabriquer de grandes lunettes, parce que des lentilles parfaites de plus d’un mètre de diamètre sont très difficile à obtenir. En revanche, on sait faire des miroirs paraboliques d’une seule pièce, de huit mètres de diamètre !

Photographie d’Objet Lointain .HENRY DRAPER Pour éviter ce défaut, il faut un instrument radicalement différent : le télescope. A la différence d’une lunette, le télescope n’utilise pas de lentilles, mais des miroirs. Plus précisément, un premier grand miroir circulaire dont la courbure est parabolique,dirigé vers l’astre à observer (le miroir primaire), et un second miroir plan ou sphérique qui renvoie l’image vers l’oeil de l’observateur (le miroir secondaire).

Avantage : plus d’aberration chromatique ! L’image est parfaite (si les miroirs sont parfaitement polis !) C’est à Isaac Newton qu’on doit le premier télescope, en 1671. Son miroir était en acier poli. Dans les télescopes modernes, les miroirs sont en verre recouvert d’une très fine couche d’aluminium. Il est facile de fabriquer des petites lunettes, mais il est beaucoup plus difficile de fabriquer de grandes lunettes, parce que des lentilles parfaites de plus d’un mètre de diamètre sont très difficile à obtenir. En revanche, on sait faire des miroirs paraboliques d’une seule pièce, de huit mètres de diamètre !

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Radio-Téléscope. KARL JERSKY C’est en 1609 que Galileo Galiliei, dit Galilée, pointe pour la première fois une lunette astronomique vers le ciel. Ce qu’il découvre est stupéfiant : de nombreuses étoiles invisibles à l’oeil nu (qui montrent que l’Univers est bien plus grand qu’on ne l’imaginait à l’époque), les quatre gros satellites de Jupiter (qui montrent que tous les objets de l’univers ne tournent pas autour du même centre), les phases de Vénus (qui prouvent qu’elle tourne bien autour du soleil, comme la Terre), et les montagnes de la Lune (qui montrent que, non, elle n’est pas une sphère parfaite suspendue dans le ciel mais bien un astre à part entière) ! En moins d’un an, Galilée révolutionne notre conception du monde. Et d’autres révolutions suivront, au fur à mesure que les instruments se perfectionneront. Mais les lunettes ont un inconvénient : les lentilles ne courbent pas la lumière de la même façon selon sa couleur (ou longueur d’onde). c’est un défaut que l’on appelle l’aberration chromatique : l’image est floue, il y a un effet d’arc-en-ciel.

ALMA. CHILI Le projet international ALMA (Atacama large milimeter Array), situé au Chili, en cours de construction par l’Europe, les USA, Le Canada, le Japon, Taïwan et le Chili, vise à connecter entre elles 66 antennes réparties sur un rayon de 15km, qui à terme fourniront une image dix fois meilleure que Hubble ! (Mais dans le domaine radio). C’est le plus télescope actuel en construction. Et Vers 2020, il sera peut-être possible de connecter entre eux tous les radio-télescopes millimétriques du monde (y compris donc ALMA), pour obtenir l’image ultime, celle du trou noir au centre de notre galaxie ! C’est le projet EHT (Event Horizon telescope)

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