Lumière S.V.P.

Dans le ciel, cette semaine…

  • Jupiter domine toujours en soirée. Uranus demeure à proximité, mais il faut un télescope pour voir la planète.
  • Saturne se lève vers 1 h et Vénus vers 4 h.
  • La lune sera nouvelle le 4 janvier et entrera dans son premier quartier le 12.

Ken Tapping, le 5 janvier 2011

Il y a quelque temps, j’ai vu un dessin humoristique montrant Zeus, le dieu des dieux, regardant un fermier biner son champ à travers un trou dans les nuages. À ses côtés, une divinité lui tendait un éclair en disant : « Je parie que tu le rates ». Ce dessin résume bien comment l’humanité a perçu l’Univers durant la majeure partie de son histoire. Elle n’y voyait qu’une série de phénomènes aussi arbitraires qu’imprévisibles. Les choses survenaient parce qu’un dieu quelconque le voulait ainsi. L’être humain n’avait d’autre choix que serrer les dents, le supporter et survivre de son mieux.

Puis, il y a quelques milliers d’années, des philosophes ont avancé une idée passablement révolutionnaire. Ils ont émis l’hypothèse que ce qu’on voyait tout autour de soi, dans l’Univers, s’expliquait au moyen de lois naturelles trouvant une application universelle. Peu importe qu’elles aient été édictées ou non par un dieu, ces lois pouvaient être déduites et il était possible de les appliquer, ce que n’a cessé de faire l’Homme depuis. Nous appliquons ces lois jour après jour, dans presque toutes les facettes de la vie.

Au gré des saisons de Ken Tapping

À partir de cette formidable révélation, il est possible de se poser des questions fondamentales du genre « comment les étoiles brillent-elles? » Lorsque nos aïeux ont eu passé le cap du « elles brillent parce que les dieux l’ont souhaité », un problème fort intéressant s’est posé. De quelle manière le Soleil et les étoiles parviennent-ils à produire une quantité aussi phénoménale d’énergie, sans grande variation dans la plupart des cas, et ce, pendant des millions, voire des milliards d’années? On sait que le Soleil brille depuis près de 4,5 milliards d’années. Comment est-ce possible?

Si l’on néglige le fait que l’espace est essentiellement vide et qu’il ne s’y trouve pas d’oxygène pour entretenir la combustion, on pourrait imaginer que le Soleil est en réalité une grosse réserve de carburant, du charbon par exemple. Cependant, il est relativement facile de calculer qu’un morceau de charbon de la taille du Soleil, produisant la quantité d’énergie que l’on mesure, ne serait plus que des cendres au bout de quelques milliers d’années. Puisque la Terre est née à peu près en même temps que le Soleil, cette théorie « charbonneuse » ne tient donc pas la route.

Au XIXe siècle, les physiciens ont envisagé une autre possibilité. En supposant que les étoiles naissent de la contraction de gigantesques nuages de gaz, combien de temps durerait un astre alimenté par l’énergie engendrée grâce à un tel effondrement cosmique? Cette théorie de la « contraction gravitationnelle » ne fonctionne toutefois pas elle non plus. En effet, l’énergie produite ne durerait qu’environ 20 millions d’années. Avec la progression de la science nucléaire au début du XXe siècle est finalement née la découverte que la masse peut se convertir en énergie, ce qui permettrait assurément à une étoile de briller fort longtemps.

Cecile Payne poursuivait des études supérieures à l’Université Harvard, en Grande-Bretagne. Ses travaux lui valurent un doctorat que l’éminent astronome Otto Struve qualifia de doctorat le plus marquant de cette science. Cette étudiante découvrit que les étoiles étaient essentiellement faites d’hydrogène, donnant ainsi aux physiciens la clé de l’énigme. Selon eux, les étoiles produisent de l’énergie en fusionnant les atomes des éléments légers comme l’hydrogène pour en fabriquer de plus lourds. Nous savons maintenant que cette théorie est la bonne et que les sous-produits de la fusion nucléaire fournissent la matière nécessaire à la création des comètes, des météores, des planètes et des gens comme vous et moi.

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Ken Tapping est astronome à l’Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches, à Penticton (C.-B.), V2A 6J9.

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