Profession astronome

Wesemael, François

• Éditeur: Presses de l'Université de Montréal
• Année: 2012
• ISBN de l'eBook: 9782760625747
• Sujet: Physical Sciences
• Sujet: Astronomy & Astrophysics

L'astronomie, née il y a plus de 5 000 ans, est assurément la plus ancienne des sciences. D'une activité intensément pratique à ses débuts, elle est devenue aujourd'hui une science sophistiquée, qui ressemble peu à la discipline ayant eu cours dans les civilisations antiques. L'observation à l'œil nu des premiers astronomes fait aujourd'hui place à une investigation soutenue par une panoplie de télescopes de plus en plus imposants, situés en altitude ou dans l'espace et équipés de récepteurs sensibles à divers types de rayonnement. En parallèle, à la vision aristotélicienne d'un univers immuable qui a caractérisé l'astronomie pendant des siècles, se substitue maintenant l'image d'un univers dynamique à toutes ses échelles.François Wesemael est professeur titulaire au Département de physique de l'Université de Montréal. Il est récipiendaire de la médaille Herzberg de l'Association canadienne des physiciens et de la médaille commémorative Rutherford en physique de la Société royale du Canada.

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Entrée en matière

Rare est celui qui n’a pas levé les yeux, un soir à la campagne, et admiré la prodigieuse beauté de la Voie lactée s’étirant au-dessus de sa tête ; ou celui qui n’a jamais remarqué la taille, en apparence énorme, de la pleine lune suspendue à son lever au ras de l’horizon ; ou alors celui qui n’a jamais été intrigué par le ballet des aurores boréales, loin des éblouissantes lumières de la ville. Le simple geste de porter son regard vers les cieux nous confronte immédiatement à des questions millénaires sur nos origines et sur la nature de l’univers que nous habitons et nous permet de tisser un lien étroit avec le passé. Ce geste, profondément humain, permet à chacun de nous d’entretenir une relation privilégiée avec l’astronomie, relation qui n’a pas sa contrepartie parmi les autres disciplines scientifiques.

« J’exerce plus une passion qu’un métier », dit le jeune chef français Cyril Lignac. J’emprunte sans aucune honte ce bon mot, qui décrit parfaitement la relation que j’entretiens avec l’astronomie – cette merveilleuse aventure intellectuelle dont j’ai fait, moi, mon métier. L’astronomie appartient à l’univers de l’être humain depuis la nuit des temps, et l’histoire n’a pas retenu le nom de celui qui observa pour la première fois les « astres errants » Mercure, Vénus, Mars, Jupiter ou Saturne. Elle est, à ce titre, la plus vieille des sciences, et ceux qui la pratiquent se réconfortent à l’idée qu’elle est peut-être aussi la plus connue et la plus appréciée. Il convient néanmoins, pour les besoins de ce portrait, de lui fournir une définition minimale. On peut la décrire, de façon générale, comme une science dont l’activité principale est d’expliquer non seulement ce qu’est l’univers et comment il fonctionne, mais aussi comment il a débuté, comment il a évolué jusqu’à ce jour et comment il va se développer dans le futur. L’inclusion de l’idée de changement temporel – les astronomes parlent souvent d’évolution dans ce contexte – est importante et récente, puisqu’elle ne date que du début du XX^e siècle. Cette définition générale donnée, on voit souvent contrastés les termes « astronomie » et « astrophysique ». Cette distinction correspond-elle à quelque chose de bien réel ? Dans son incarnation moderne, l’astronomie est une science qui se préoccupe principalement de l’observation des corps célestes, de leurs propriétés et des changements qu’ils subissent. La physique, elle, est une science qui s’applique à décrire les phénomènes naturels à l’aide de lois universelles. L’astrophysique est donc à la croisée des chemins et elle essaie de rendre compte des propriétés observées des astres par des lois physiques de portée universelle. La différence entre astronomie et astrophysique, réelle du point de vue sémantique, n’a en pratique que peu d’intérêt : peu d’astrophysiciens, quelques inévitables irréductibles mis à part, refuseraient d’être appelés astronomes, et vice versa. Nous sommes donc tous des astronomes. Si une distinction doit absolument être faite sur la base du type de travail accompli, les gens du métier parleront plus facilement d’un (astronome) observateur ou d’un (astronome) théoricien.

L’astronomie est devenue un vaste domaine d’étude qui, dans sa pratique, intègre des éléments de physique, de mathématiques, de chimie, de biologie et de biochimie, de génie électrique et de génie physique, de géologie et d’informatique. Cet aspect pluridisciplinaire est une de ses spécificités les plus évidentes. Il y en a d’autres, que je me propose de mettre en relief dans les pages qui suivent. J’aborderai d’abord les aspects qui font de l’astronomie une science qui, même si elle semble avoir peu de retombées directes, continue néanmoins de jouer un rôle essentiel dans la Cité. Je discuterai également de l’image que les astronomes se font aujourd’hui de l’univers – qui diffère de façon substantielle de celle héritée de nos prédécesseurs – ainsi que des techniques modernes qui ont permis à l’astronomie d’élargir son champ de vision au cours du dernier siècle. Les progrès accomplis depuis quatre millénaires ont forcé une réévaluation de la relation particulière qu’entretient l’astronomie avec le temps, relation dont je présenterai les aspects les plus insolites. J’aborderai aussi les diverses facettes de la carrière d’astronome, le rôle joué par les amateurs et les techniques utilisées dans la diffusion des connaissances astronomiques. Ce panorama de la discipline se terminera par une discussion des nouvelles directions que prend l’astronomie et par un bref survol de quelques-uns des projets qui occuperont les astronomes au cours des prochaines années.

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L’astronomie comme

discipline scientifique

Les définitions proposées ci-dessus décrivent toutes l’astronomie comme une science. Il n’est pas inutile de rappeler que l’usage de ce mot implique une démarche rigoureuse et raisonnée qui fait appel à un ensemble d’étapes spécifiques : tout d’abord l’observation, puis la formulation d’un nombre restreint d’hypothèses qui servent de base à la construction d’un modèle du phénomène observé. Le modèle élaboré doit faire plus que rendre simplement compte des observations : il doit également avoir une capacité prédictive, c’est-à-dire être en mesure de prédire et de décrire correctement de nouveaux phénomènes ou les résultats de nouvelles expériences ou observations. On ajoute souvent l’exigence que le modèle formulé soit « falsifiable », qu’il soit susceptible d’être mis en échec par une seule observation qui l’invaliderait. En passant, il n’est peut-être pas superflu de souligner que, sur la base des critères épistémologiques actuels, l’astrologie occidentale moderne, elle, est considérée de façon claire comme une pseudo-science.

L'étude de la forme des orbites de comètes, réalisée au XVII^e siècle par l'astronome anglais Edmund Halley, fournit une élégante illustration astronomique de la démarche scientifique. Alors qu’Isaac Newton, son contemporain et ami, favorise des orbites autour du Soleil de forme parabolique, donc ouvertes, Halley considère que des orbites elliptiques fermées sont aussi possibles et il se convainc qu’une comète observée en 1682 a une orbite similaire à celle de comètes observées en 1531 et en 1607. Il s’agit donc, selon lui, du même objet, une comète périodique que son orbite elliptique amène dans le voisinage du Soleil tous les 76 ans. Ce modèle rend non seulement compte des observations initiales, mais il permet à Halley de prédire le retour de cette comète en décembre 1758. Halley meurt en 1742 et il ne peut assister au triomphe de ses idées : la comète, connue maintenant sous le nom de comète de Halley, fait en effet son retour tel que prévu, confirmant ainsi le modèle des orbites elliptiques et apportant du même coup une éclatante confirmation de la validité du cadre de ce modèle, la théorie de la gravitation universelle de Newton. De la même façon, nos idées et nos modèles astronomiques sont constamment testés et souvent remis en question par de nouvelles observations. Ce qui peut apparaître, vu de l’extérieur, comme une forme d’indécision chronique (Pluton est-elle une planète légitime ou simplement un objet de type astéroïdal situé aux confins du système solaire ? Les météorites martiennes contiennent-elles vraiment des bactéries fossilisées ?) n’est en fait que l’illustration d’une science bien vivante qui remet constamment en question une partie de ses acquis.

Par sa nature, l’astronomie peut être considérée comme une science passive, puisque sa pratique est fondée sur l’observation plutôt que sur l’expérimentation. Au contraire du chimiste, qui peut varier à volonté la concentration ou la température des réactants dans son expérience, l’astronome a une marge de manœuvre limitée : s’il est – comme tous les scientifiques – engagé dans une conversation avec la Nature, son rôle se restreint souvent à glaner toute l’information disponible sur l’univers sans pouvoir choisir ni son origine ni le moment auquel elle correspond. Malgré ces restrictions, le bilan des quatre derniers millénaires d’observation du ciel impressionne. De plus, l’astronomie fait un excellent usage des rares possibilités qui lui sont offertes d’« expérimenter » de façon plus traditionnelle : le largage de l’étage supérieur du module lunaire sur la surface de la Lune lors des missions Apollo des années 1970 afin d’étudier les propriétés sismiques de la croûte et de l’intérieur lunaires en est un exemple. Plus récent, l’extraordinaire tir d’un « missile » à bout portant sur le noyau de la comète Tempel 1 par la mission Deep Impact afin d’étudier les propriétés physiques de la surface de ces objets primordiaux en est un autre.

Parmi ses consœurs, l’astronomie est une des sciences les plus susceptibles d’être considérées comme un « luxe », qui rapporte peu de bénéfices immédiats à la société. Cette vulnérabilité étonnerait assurément les premiers astronomes, puisque, à son origine, l’astronomie est une discipline éminemmen...

Table des matières

• Couverture
• Page titre
• La collection
• Copyright
• Citation
• Chapitre 1 - Entrée en matière
• Chapitre 2 - L’astronomie comme discipline scientifique
• Chapitre 3 - L’astronomie d’hier à aujourd’hui
• Chapitre 4 - L’astronomie face au temps
• Chapitre 5 - La pratique de l’astronomie
• Chapitre 6 - Une journée dans la vie d’un astronome
• Chapitre 7 - La diffusion du savoir
• Chapitre 8 - Que nous réserve l’avenir ?
• Lectures complémentaires