La Frustration de l'Astronome Amateur

Que voit-on dans nos télescopes ? Sans évoquer la magnitude limite atteignable par un œil entraîné ou une certaine durée de pose (astro)photographique, le fait que nous n’ayons accès qu’à l’Univers visible (je ne fais pas de distinction entre longueurs d’ondes…) peut laisser perplexe au moment où nous jetons nos pupilles dans nos oculaires…

Le prix Nobel de physique a mis en valeur en 2011 l’observation d’une expansion accélérée de l’Univers, qui a été l’origine d’un bouleversement dans nos conceptions cosmologiques il y a à peine 15 ans.

Et pour cause, depuis 1980, nous pensions que l’Univers visible représentait seulement  15% de tout son contenu, le restant étant une matière noire non détectable. Et depuis 1998, nous pensons donc qu’il ne représente plus que 4%... Oh, une broutille. Nous ignorons complètement la nature de 96% de ce qui nous entoure et nous fait. Une broutille, disais-je.

Ce qui veut dire aussi que les beautés que nous observons dans nos télescopes ne seraient en fait que les ombres projetées sur la paroi de la caverne au fond de laquelle nous sommes enchainés, pour reprendre l’image célèbre exposée par Platon dans La République.

Au-delà de la masse manquante et de l’énergie du vide, qualifiées toutes les deux de l’adjectif « noir », comme si l’inconnu était forcément noir,  bien d’autres phénomènes inaccessibles nous le resteront sans doute à jamais. Je pense là encore à des objets affublés de la couleur noire : les trous. On ne parvient qu’à en calculer la masse par des méthodes indirectes. Et la découverte en 2011 des deux trous noirs les plus massifs avec près de 10 milliards de masses solaires chacun, et donc un rayon d’horizon d’environ 200 unités astronomiques ouvre des questions presque existentielles.

Qu’y a-t-il au-delà de ce rayon de Schwarzschild ou de Kerr ? Que ce passe-t-il au fond d’un trou noir ? Que devient toute cette matière (la visible comme la noire dont les trous noirs se repaissent aussi) ? –il est assez amusant de se dire qu’en fait un trou noir n’est « fait » que de 15% de matière ordinaire, mais surtout de 85% de matière … noire ! – Une singularité de l’espace-temps est-elle quelque chose qui existe vraiment ? Cette question même a-t-elle un sens ? Probablement pas puisque nous ne pouvons pas aller vérifier…

L’essentiel des modèles cosmologiques et physiques plus généralement étant construit avec les mathématiques, la question qui vient ensuite est : Pourquoi les mathématiques nous permettent-elles de si bien représenter ce qui se passe autour de nous, même ce qui est invisible pour nos sens ou nos détecteurs ? Inventons-nous les maths ou bien les découvrons-nous ? Les maths préexistent-elles dans l’Univers, par exemple via sa géométrie ?

Ne pouvons-nous découvrir que ce que nous inventons ?

Revient également à l’esprit la question des infinis, depuis la singularité « initiale » jusqu’aux singularités des trous noirs en passant par la topologie des modèles d’Univers qu’offre la cosmologie. Infinis spatiaux et/ou temporels mêlés. Pourquoi l’infini est-il si omniprésent à la fois dans les mathématiques que nous avons inventées (ou découvertes ?) et dans ses applications physiques alors qu’il est si peu imaginable par nos humbles cerveaux ? Curieusement il semble que nous ayons plus de facilités à imaginer un infini temporel plutôt qu’un infini spatial, pourquoi donc ?

Force est de constater que nous ne savons encore rien, et nous ne saurons sans doute jamais rien, ni nous ni nos descendants, sur la nature profonde de tout ce machin qu’on appelle Univers, l’unité dans la diversité : des quarks qui forment des protons et des neutrons, des leptons qui interagissent avec ces nucléons via des bosons divers et variés, ces ensembles se concentrant par leur masse jusqu’à créer des étoiles et des ensembles de centaines de milliards d’étoiles, baignées dans des halos de particules furtives mais massives, ces galaxies si esthétiques que nous admirons sous tous les angles de vue possibles...

Comment se résoudre à cette frustration au moment de collimater son Newton ? Se dire qu’il y a dèjà tant d’objet à admirer pour les amateurs que nous sommes. Se dire que notre univers à nous, astrams, est l’Univers visible et parmi cet Univers visible, seulement celui qui nous envoie des photons entre 400 et 800 nanomètres de longueur d’onde. Un trou de serrure sur 4% de l’Univers… 

Le champ le plus lointain observé par le télescope Hubble (NASA/ESA)

Et se dire surtout que l’astronomie est la science la plus ancienne mais sans doute une science encore techniquement très jeune en plein essor.  Songez qu’il y a moins de 100 ans il n’existait qu’un seul télescope de plus de 2,5 m de diamètre et que les galaxies n’ « existaient » pas, on ne savait pas non plus que l’Univers était en expansion, encore moins en expansion accélérée, on ne connaissait rien au cycle de vie des étoiles, on n’avait aucune idée de ce qu’était un trou noir, ou encore un pulsar… il y a moins de 100 ans…

Pour résoudre cette frustration intrinsèque à notre passion, peut-être que le plus simple est de se dire que nous avons une chance inouïe. Nous avons la chance de vivre autour d’une seule étoile, ou encore autour d’une étoile qui n’a pas de compagnon proche. Nous ne vivons pas à la périphérie d’un amas globulaire par exemple, et c’est une chance incroyable. 

Car imaginez un instant si nous avions une ou plusieurs étoiles très proches - donc très brillantes -dans notre ciel en plus du soleil, qui par exemple seraient visibles toute la nuit (du soleil principal). Que ce serait-il passé ? 

Nous n’aurions jamais pu observer visuellement les étoiles lointaines, le ciel « nocturne » étant constamment d’une pâleur crépusculaire ; nous ne nous serions donc jamais intéressés à ce qui se passe là-haut (hormis aux quelques étoiles trop visibles); nous ignorerions totalement l’existence des nébuleuses, encore moins des galaxies, et nous ne pourrions même pas imaginer leur existence, n’ayant pas d’exemple à observer. Nous n’aurions jamais construit de modèles cosmologiques tels que ceux qui sont les nôtres aujourd’hui. Nous aurions dans nos têtes un Univers étrange dont les lois seraient fondées à partir de l’existence de seulement quelques étoiles très brillantes.

Quel serait donc cet Univers ? Savourons la chance qui est la nôtre en pensant aux civilisations lointaines qui ont la malchance de subir un tel environnement et oublions notre frustration en profitant pleinement de la nuit … noire !