Qu'est ce que l'astronomie ?
Avant de parler de l’astronomie, il nous faut définir ce qu’est la science. La science est tout autour de nous ! Que vous le vouliez ou non, vous baignez dans la science. Vous êtes un mammifère. Vous avez une masse ou un poids si vous préférez. Les mitochondries dans vos cellules génèrent de l'énergie. Vous respirez de l'oxygène.
Il y a plusieurs façons de définir la science, mais nous pouvons dire que c'est “un ensemble de connaissances, de valeur universelle, obtenu par une méthode de recherche empirique et un raisonnement rigoureux et objectif”. La science nous permet de comprendre des choses qui, nous le savons, ne sont peut-être pas connues parfaitement, et qui peuvent même être partiellement ou entièrement fausses.
Nous observons l'Univers. Nous essayons de voir comment il se comporte, de deviner pourquoi il fait ce qu'il fait. Puis, les scientifiques essaient de trouver des explications pour rendre compte de ce qu’ils observent. Les théories scientifiques peuvent être approfondies ou réfutées. Cette dernière partie est très importante. La science doit avant tout être honnête si nous voulons vraiment découvrir des théories qui rendent compte au mieux des phénomènes naturels. Comprendre que notre compréhension pourrait être fausse est essentiel, et essayer de comprendre les manières dont on peut se tromper est la seule manière par laquelle la science peut nous aider à trouver notre voie vers une meilleure compréhension de la réalité, ou du moins, au plus près possible. C’est pourquoi les expressions “vérité scientifique” ou “c’est prouvé scientifiquement” n’ont aucun sens. La science apprend chaque jour. Certes, nous vagabondons en l'utilisant, mais à la longue, nous nous rapprochons davantage de la compréhension de la réalité, et ça, c'est la force de la science.
Pour moi, le grand intérêt de l’astronomie, c’est qu’elle remet l’humanité à sa juste place.
Grâce à l'astronomie, je sais que nous nous tenons sur une sphère de roche et de métal, partiellement fondue, qui mesure 13.000 kilomètres de diamètre, avec une atmosphère d'environ 100 km d’épaisseur, entourée d'un champ magnétique qui nous protège de l'assaut de particules en provenance du Soleil, qui se situe à 150 millions de km de distance, qui éclaire également les planètes, les astéroïdes, et comètes, et bien au-delà il y a la ceinture de Kuiper, le nuage Oort, jusqu'à l'espace interstellaire, dans lequel on trouve les étoiles les plus proches, qui orbitent avec des nuages de gaz et de poussières dans une immense galaxie en spirale que nous appelons la Voie Lactée, qui a en son centre un trou noir supermassif et est entourée de 150 amas globulaires et d’un halo de matière noire et de galaxies naines, le tout formant le Groupe local dans lequel on trouve d’autres galaxies comme Andromède et le Triangle, le Groupe local se situant lui-même aux bords de l'amas de la Vierge, qui fait partie du superamas de la Vierge, qui n'est qu'un seul parmi d'autres gigantesques structures qui s'étendent à travers la plupart de l'Univers visible, qui mesure 90 milliards d'années lumières de longueur et qui est lui-même en expansion accélérée. Vous voyez ? L'astronomie vous remet à votre place.
Mais qu'est-ce que l’astronomie ?
Beaucoup de personnes me disent que l'astronomie, c’est l'étude des choses du ciel. Le soleil, la lune, les étoiles, les galaxies. Mais ce n'est pas aussi simple. Prenons l’exemple de Mars. Quand je regarde Mars avec mon télescope, je fais de l’astronomie. Mais les rovers que l’on envoie là-bas ? Ces machines ne font pas de l'astronomie. Elles font de la chimie, de la géologie, de l'hydrologie, de la pétrologie… tout sauf de l'astronomie ! De plus, l'astronomie s'intéresse également à la mesure du temps. Elle est à l'origine des calendriers. Elle permet également d'étudier des phénomènes parfaitement terrestres comme les marées.
Alors, de nos jours, qu'est-ce que l'astronomie? Je dirais que c'est toujours l'étude des choses du ciel, mais ça s'est sérieusement diversifié. Les frontières entre l’astronomie et les autres domaines scientifiques sont de plus en plus floues... Les humains aiment classer les choses dans des boîtes, et ne pas mélanger les différentes disciplines scientifiques. Mais dans la nature, ce n'est jamais le cas. C’est pourquoi pour comprendre l’astronomie, il faut aussi s’intéresser aux autres disciplines scientifiques comme la chimie, la physique, les mathématiques, la biologie, mais aussi à l’histoire pour comprendre dans quel contexte les savants réalisent leurs découvertes et comprendre pourquoi ces découvertes se font à ce moment-là et pas à un autre. Ce qui implique également de s’intéresser au contexte sociétal, aux questions philosophiques que soulèvent la science et en particulier l’astronomie. Enfin, de voir également comment la société comprend et s’approprie les découvertes astronomiques, notamment à travers le regard des artistes.
Ce qui nous amène à la question “qu’est ce qu’un astronome ?”.
Cela fait bien longtemps que les astronomes professionnels n'observent plus directement avec l'œil collé au télescope. Aujourd’hui, les télescopes professionnels sont des machines sophistiquées, de très grandes dimensions, qui nécessitent du personnel entraîné pour les utiliser. Les astronomes, ou plutôt les astrophysiciens sont des chercheurs qui vont demander à ces personnels qualifiés de réaliser des observations spécifiques et qui ensuite, vont étudier les données obtenues. L’analyse de ces données répond à une méthode scientifique rigoureuse. Est-ce que les observations entrent dans le modèle physique de “comment les étoiles explosent”, ou “de comment les galaxies se forment”, ou “de la manière dont le gaz circule dans l’espace ?” C’est à l’astrophysicien de répondre à ces questions.
Certains instruments vont dans l’espace, en orbite autour de la Terre, et certains vont sur d’autres corps célestes, comme la Lune ou Mars. Pour concevoir ces machines et les faire fonctionner, il faut des ingénieurs, des techniciens et des informaticiens. Et puis, à la fin de tout ça, il faut des personnes pour en parler au public, dans un langage accessible mais qui ne dénature pas le propos scientifiques. C’est là qu’entre en scène les médiateurs scientifiques comme moi, mais également le corps enseignant. Ça c’est pour la transmission du savoir. Mais il y a également le rêve qui nous est procuré par les écrivains, les artistes, les cinéastes. Sans les connaissances astronomiques, des sagas comme Star Wars et Alien n’auraient certainement jamais vu le jour. Alors je vous le dis : si vous n’avez pas la possibilité de faire de longues études pour devenir astrophysicien, ce n’est pas grave. Il existe une multitude de métiers dans lesquels on pratique l’astronomie. L’important, c’est de trouver celui qui vous convient.
Peu importe comment on définit l'astronomie, celle-ci a débuté dès que les humains ont été assez curieux pour lever la tête vers le ciel et s’interroger sur les étoiles. Les premiers hommes ont très tôt remarqué les deux plus gros luminaires célestes. L’un capable de faire disparaître la nuit : le Soleil, l’autre bien moins lumineux, mais qui à la particularité de changer de forme tous les jours : la Lune. Ils ont également remarqué que, quand certaines étoiles apparaissent dans le ciel, les beaux jours reviennent, et la durée des jours rallonge. Et quand d'autres étoiles étaient visibles, les journées étaient plus courtes et plus fraîches. Il y a 10.000 ans, quand les humains ont découvert l'agriculture, ils se sont sédentarisés. L’observation des étoiles était encore plus importante, car selon leur visibilités, ça leur indiquait quand planter des graines et quand les récolter.
Connaître les cycles célestes devenait vital pour obtenir de bonnes récoltes. Cependant, ce ciel interroge. Il est inaccessible et animé de mouvements parfaitement réguliers. Il n'est pas difficile d'imaginer des divinités là-haut, surveillant les humains. Et si les étoiles contrôlent le temps, les saisons, la longueur des jours et des nuits, nous disent quand semer et quand récolter, elles peuvent aussi contrôler nos vies... c’est ainsi que née l'astrologie.
L'astrologie veut littéralement dire "la connaissance des astres", du grec astron “astre” et logos “le savoir”. Le mot a été utilisé bien avant que la science ne devienne une méthode formelle pour étudier la nature. Ce qui est fâcheux. Car aujourd’hui, la science qui étudie les astres est nommée "astronomie", du grec astron “astre” et nomos “la loi, la règle”, autrement dit, l’astronomie serait la science qui étudie les lois scientifiques qui régissent les astres.
Mais l’astronomie, ce n’est pas que cela. D’ailleurs, aujourd’hui, on ne parle plus d’astronomie mais plutôt d’astrophysique pour montrer la diversité du champ d’investigation de cette science. Mais bon. Les mots changent de sens à travers le temps, et bien souvent, ils ne sont plus appropriés. Normalement, si on s’en tient strictement à l’étymologie, l’astronomie devrait s’appeler astrologie, et l’astrologie devrait être remplacée par astromancie, c'est-à-dire “divination à partir des astres”.
L'astrologie mena l’humanité vers une étude rigoureuse du ciel, ce qui nous mena à mathématiser les mouvements des astres. Cela ne s’est pas fait du jour au lendemain. Il faudra plusieurs siècles d’observation attentive pour constater que nos outils mathématiques rendaient bien compte de ce que l’on observe dans le ciel. Avant l'invention du télescope, des observateurs ont construit toutes sortes d'appareils incroyables pour mesurer les étoiles. Puis en 1609, l’invention de la lunette astronomique révolutionna complètement l’astronomie.
L'expérience quotidienne nous indique que le sol sur lequel nous sommes est fixe et que ce sont les astres qui tournent autour de nous. Le soleil se lève et se couche. La lune, les étoiles font de même, nuit après nuit. Clairement la Terre est immobile et le ciel bouge réellement.
De cette expérience, nous avons imaginé un système géocentrique de l'Univers. Dans ce système, la Terre est sphérique et immobile, au centre de l’Univers. Tous les objets du ciel tournent autour de la Terre. Les planètes sont fixées sur des sphères transparentes. Et les étoiles sont des trous dans une sphère opaque, laissant passer de la lumière. Ça vous paraît ridicule ? Et pourtant, c'est ainsi que l'on a expliqué l'Univers pendant près de 2000 ans.
Si vous faites confiance à vos sens et à ce que vous voyez autour de vous, cette explication semble raisonnable. Et ça explique assez bien ce qui se passe au-dessus de votre tête. Cette explication était suffisante pour des gens comme Platon, Aristote et Ptolémée, qui étaient loin d'être bêtes. Puis, au Moyen-Âge, cette explication s'est vu approuvée par les religions. Donc pourquoi aller chercher plus loin ?
À partir du XVI e siècle, les choses ont changé. Notre façon de réfléchir a changé. Même s'il n'était pas le premier, Copernic proposa un système héliocentrique pour expliquer les mouvements des planètes. Dans ce système, les astres tournent autour du Soleil et la Terre devient une planète comme les autres. Autrement dit, elle tourne sur elle-même et autour du Soleil. Les idées de Copernic eurent du mal à s'imposer, car elles remettent en question la place centrale de l’homme dans l’Univers. Mais son système héliocentrique avait l'avantage d'expliquer plus simplement certains phénomènes astronomiques, comme la rétrogradation des planètes. Puis sont arrivés Tycho Brahe et Johannes Kepler, qui ont modifié ce système, le rendant encore meilleur. Puis Isaac Newton, qui inventa une partie des mathématiques nécessaire pour comprendre la manière dont les objets se déplaçaient dans l'espace, et aboutir à la théorie de la gravitation. Au fil du temps nos mathématiques se sont améliorées, notre physique aussi, et notre compréhension de la nature s’est vue augmentée. Les mathématiques appliquées étaient une révolution en astronomie, puis l'usage de la lunette en fut une autre. Comme vous le savez certainement, Galilée n’a pas inventé la lunette, il fut surtout l’un des premiers à comprendre ce qu’il voyait avec. Newton inventa le télescope, notamment pour corriger certains problèmes optiques de la lunette.
Puis, il y a environ un siècle, vint une nouvelle révolution : la photographie. Nous pouvions capturer et conserver l'image des objets peu lumineux sur des plaques en verre aspergées de produits chimiques sensibles à la lumière, ce qui révéla des étoiles invisibles à l’œil nu ou dans les télescopes, les détails de galaxies, des nébuleuses, magnifiques nuage de gaz et de poussières. Puis dans la deuxième moitié du XXe siècle, des détecteurs numériques ont été inventés, qui étaient encore plus sensibles que le film photographique. Nous pouvions également utiliser des ordinateurs pour modéliser les observations. Notre connaissance a encore fait un bond en avant. Puis à la fin du XXe siècle, nous avons envoyé des télescopes dans l'espace, autour de la Terre, capables de capter des lumières absorbées par l'atmosphère. Au début du XXIe siècle, de nouveaux outils permettent d’obtenir de nouvelles informations sur l’Univers, avec l’analyse des particules comme les neutrinos, ou les détecteurs d’ondes gravitationnelles.
Où en sommes-nous aujourd’hui ? Quelles questions pouvons-nous poser de façon routinière que nos ancêtres n'auraient même pas imaginés ? De quoi sommes-nous sûrs ? Les étoiles que nous voyons dans le ciel sont des astres semblables au Soleil. Et autour de ces étoiles, il existe de très nombreuses planètes. L'idée de chercher une forme de vie extraterrestre n’est plus de la science-fiction. La question est prise très au sérieux par les scientifiques. Les étoiles explosent, libèrent dans l’espace les atomes qui nous composent : le fer dans notre sang, le calcium dans nos os, le phosphore qui est à la base de l’ADN. Notre système solaire est rempli de mondes tous plus surprenants les uns que les autres.
Notre galaxie, la Voie Lactée, n'est qu'une parmi des centaines de milliards d'autres. Et avec tous les moyens d’observations dont nous disposons, nous n’avons accès qu’à 5% de l'Univers !
La nature a infiniment plus d'imagination que nous. Mais nous sommes des êtres doués d'intelligence. Avec la science et l’astronomie, nous avons déjà beaucoup appris... mais nous pouvons aller bien plus loin encore. L’Univers est vaste, et il reste encore tellement de choses à découvrir. Alors, si le cœur vous en dit, suivez-moi dans cette incroyable aventure qu’est l’astronomie.
POUR RÉSUMÉ :
Nous avons défini ce qu'était l'astronomie, et que les astronomes n’observent plus les astres derrière des télescopes.
Pour que les astrophysiciens puissent faire leurs recherches, ils ont besoin des mathématiciens, des ingénieurs, des techniciens, des programmateurs, et même des artistes.
Nous avons esquissé une rapide histoire des origines et du développement de l'astronomie, de l'Antiquité jusqu'à l'astronomie moderne du début du XXIe siècle.
