PREMIÈRE PARTIE : NOTRE RÉALITÉ OBJECTIVE CHAPITRE I L'UNIVERS

20-12-2010 11:19

 Ce livre, pas encore édité, a été traduit en Français par Manuela Silva, de Paris, à qui nous remercions sincèrement.

 

 

Il existe d’innombrables soleils et d’innombrables Terres, tous, virevoltant autour de leurs astres aussi habilement que les sept planètes de notre système solaire. Nous voyons uniquement les soleils, ceux-ci sont les plus grands corps et les plus lumineux, mais leurs planètes restent invisibles étant petites et obscures. Les innombrables mondes dans l'univers ne sont ni plus ni moins habités que notre Terre.

Giordano Bruno

De l'Infini, univers et mondes.

L'univers est plein de choses mystérieuses attendant patiemment que notre esprit soit plus précoce.

Paroles optimistes d'un philosophe anonyme.

 

 

  1. Astronomie, Cosmologie et Astrophysique

 

En toute certitude, l'Astronomie est la plus ancienne de toutes les sciences. Depuis 3.000 ans A.C. les Chinois, Assyriens, Babyloniens et Égyptiens observaient déjà le firmament pour des raisons de commodité comme, par exemple, mesurer le temps, déterminer les périodes les plus appropriées pour les plantations et récoltes ou dans le but de prédire et déterminer l'influence des astres sur les êtres humains (Astrologie). L’une des plus anciennes découvertes a été la détermination, relativement précise, de la durée de l’année (même dans la culture aztèque), des phases de la lune et des saisons annuelles. Notre but n’est pas de faire une analyse de l'évolution de l'Astronomie tout au long de la compréhension humaine, mais il est important de rappeler que l’apogée de cette science dans l’Antiquité a été atteint en Grèce antique (600- 400 A.C.) mais elle a été dépassée à partir du XVIe siècle. Actuellement, l'Astronomie est une science techniquement très sophistiquée qui a pour objet l'étude de la constitution, la position relative, la cartographie et le mouvement des astres ou des corps célestes existant dans tout l'univers. Cette spécification comprend deux grandes branches : la Cosmologie et l'Astrophysique, les deux en avant-garde de la connaissance de l'univers, interagissent de manière pas toujours évidente. (1, 2).

 La Cosmologie a pour objet l'étude de la structure et l'origine de l'univers, outre la découverte des lois qui le régissent, dans un sens plus ample. Les cosmologistes ont développé et développent encore les plus diverses théories et lois dans le but de discerner l’énigme de l'univers, comptant pour cela sur les ressources de l'Astrophysique et de la Physique moderne. (3)

L'Astrophysique, à son tour, est la branche de l'Astronomie qui étudie la constitution physique et chimique des astres disséminés dans l'espace et qui, dans leur ensemble, constituent l'univers. Elle se consacre à l'utilisation des radioscopies, du télescope Hubble (dans l'espace), du télescope Chandra (spécialisé dans l’observation des sources de rayons X), « la spectrophotométrie », les détours spectraux, etc. (4) 

La physique moderne apporte déjà des réponses aux grandes questions de la structure de la matière et des particules (de matière et d'énergie) existant et opérant  à l'intérieur du noyau atomique (force nucléaire puissante et affaiblissement radioactif). Elle se consacre aussi à l'étude des diverses formes d'énergies qui agissent en dehors du noyau (force nucléaire faible et magnétique) ainsi qu’à la force de gravité et aux lois qui le régissent dans son ensemble. Depuis les années 50, les physiciens théorisent sur l'unification de ces forces dans le but d’obtenir une éventuelle "Conception du Tout", pacifiant ainsi la Théorie Quantique dédiée au microcosme et la Théorie de la Relativité Générale, dédiée au macrocosme.

 

  1. Théories sur la formation de l'univers

 

Tout au long des temps, depuis les ères les plus éloignées, l'homme a souvent contemplé le firmament et s’est certainement souvent interrogé sur la formation et l'extension de l'espace ainsi que sur les astres qui en font partie, c'est-à-dire le Cosmos.

Ce furent les Grecs, dont nous avons énormément hérité, en culture, en littérature, en art, en philosophie et même en sciences naturelles, qui nous ont transmis les premières notions de l'univers. Vers 600 A.C, Anaximandre pensait que le cosmos avait surgi de l'eau. Idée insolite mais qui n’a pas été contestée durant 200 ans !  

Ce fut encore en Grèce, en 400 av. J.C., qu’Eudoxe de Cnide, profitant d’une idée de Pythagore, a créé le modèle géocentrique, plaçant la Terre au centre de l'univers. En 200 av J.C.., Ptolémée et Aristote ont adopté et propagé ce modèle, qui a prévalu pendant près de 2000 ans.

Ce n’est qu’au XVIe siècle, que sont apparus les premiers mouvements dans le but de modifier ce modèle. Nicolas Copernic (1473 -1543) a été le premier à affirmer que le Soleil était le centre de l'univers et non la Terre, théorie qui a été nommée « modèle héliocentrique » Giordano Bruno (1548 -1600) a ajouté que l'univers n'avait pas de limites, qu’il était infini et, pour avoir entravé les enseignements de l'Eglise catholique, il fut jugé et brûlé par l'Inquisition.  Galilée Galilei (1564-1642) a soutenu cette théorie puis il a été obligé de se rétracter sous la confession, pour ne pas subir le même sort que Giordano Bruno. 

Au XXe siècle est apparue la théorie du « modèle fini » de l'univers en constante expansion, proposée par George Lemaître et Alexander Friedman. En 1950, Fred Hoyle voulant ridiculiser Lemaître et Friedman, nomma cette théorie « Big Bang », nom qui a été attribué à cette théorie, qui fait aussi l’apologie de l'existence de quatre dimensions dans l'univers. Le « Big Bang » est la théorie la plus acceptée actuellement.

En 1960 est apparue la théorie « du multivers », qui défend l'existence de plusieurs univers dans l'espace infini, puisque la théorie du « Big Bang » ne répondait pas à deux questions, c'est-à-dire : premièrement, qu’existait-il auparavant ? Et deuxièmement, qu’y a-t-il au-delà de l'univers ? 

En ce début du XXIe siècle, est apparue en 2001 la théorie Ekpyrotique, défendant l'idée que l'univers serait apparu après un choc entre deux « membranes cosmiques », les « brans », à partir d'une quatrième dimension de l'espace et que ce choc aurait été perçu comme le Big Bang. « Si la théorie de la relativité et la théorie quantique étaient fondées, dit un courant de physiciens, celle-ci est une théorie plausible ».

 

  1. Un peu plus de connaissances sur la théorie du Big Bang

 

Comme nous l’avons dit ci-dessus, actuellement cette théorie sur l'origine de l'univers est la plus acceptée. Elle a été établie par le scientifique russe de nationalité nord-américaine, George Gamow, en 1948.  Celui-ci avait affirmé que l'univers aurait entre 13 et 20 milliards d'années et qu’il se serait formé à partir d'une concentration de matière et d'énergie extrêmement dense et chaude, confinée en un point (point zéro, qui ne veut pas dire dimension zéro). Au tout premier instant, la dimension de l'univers serait pratiquement de zéro. Il y aurait contenue dans son centre, toute la matière, sa température serait presque infinie. Selon cette théorie, ce point aurait été le commencement des temps et, à partir de là, il y aurait eu la formation et l'expansion des galaxies. Les physiciens font une description spéculative et détaillée des événements depuis l'instant zéro, c'est-à-dire depuis le moment exact de l'explosion ou Big Bang, mais nous n’allons pas nous attarder sur ce thème. L’une des certitudes de cette théorie révélée par les astrophysiciens est que les galaxies se sont éloignées les unes des autres, comme les dégâts provoqués par une explosion. Il n’y a pas encore eu de réponse de la communauté scientifique à propos des deux questions suivantes : Pour quelle raison notre univers a-t-il été structuré de cette manière ? Et pourquoi a-t-il été créé ?

Selon cette théorie, depuis sa formation, l'univers s’est développé et s’est refroidi. Les physiciens et les cosmologistes admettent que dans le premier millième de seconde de la création, il y aurait eu uniquement un mélange de particules subatomiques composées de quarks et d’électrons, qui sont les formes de matières (particules) fondamentales connues de la science.

Durant cette première étape de formation, suite au refroidissement occasionné par l'expansion, les quarks qui se déplaçaient initialement à des vitesses proches de celle de la lumière, parvinrent à décélérer en raison de la diminution de la température et cessèrent donc d’exister en tant que particules libres. Ils se sont assemblés ensuite les uns aux autres pour former protons et neutrons, ceci au cours des dix premières minutes de l’existence de l'univers, donnant naissance aux noyaux les plus simples, sous forme d'hydrogène, constitué uniquement d’un proton. Parallèlement s’est formé aussi le noyau d'hélium, le second atome de l'échelle atomique, composé d'un proton et d'un neutron.

À ce moment-là, toute la matière de l'univers était sous forme de plasma et était constituée de ces deux noyaux, sans électron, à 75 % d'hydrogène et 25 % d'hélium. Aujourd'hui encore, ce sont les deux principaux éléments chimiques les plus abondants dans l'univers, représentant plus de 90 % de toute la matière connue.

La troisième étape de cette histoire fantastique, commence environ 300 mille ans après le début de la grande explosion, avec la jonction des électrons aux noyaux atomiques pour former les premiers atomes complets. La haute gravité régnant jusqu'à ce moment-là ne permettait pas à la lumière de s'échapper de la masse en évolution, jusqu’à ce qu’un point critique fût atteint et que la lumière fît son apparition ! Jusqu'alors, elle faisait aussi partie de l’expansion au même rythme que la matière, dans l’obscurité.

Par la suite, l'univers est devenu transparent et les particules de lumière, « les photons » ont été libérés et ont commencé à interagir à moindre degré avec les atomes. Des traces « fossilisées » de ces photons ont été captées par nos meilleurs télescopes et même par Hubble, dont nous parlerons plus en avant. Un milliard d'années après le Big bang, les atomes se sont amassés et ont formé les premières galaxies.

 

  1. L'Espace et son contenu

 

Pour avoir une idée de l’immensité de l'univers, nous présentons ci-dessous une petite description des principaux objets célestes, sans la prétention de tarir le sujet, ceci n’étant pas l'objectif de ce livre.

 

            Les galaxies

 

Une galaxie est formée par une immense quantité d'étoiles, de nébuleuses et de matière interstellaire. Les galaxies sont de trois espèces ou formes : elliptiques, spirales et irrégulières. À leur tour, les galaxies s'organisent en groupes ou amas. Notre galaxie, la voie Lactée, est de type spiral et appartient au dénommé Groupe Local, l’un des plus petits groupes, contenant environ 40 galaxies. Outre l’appartenance à l’un des plus petits groupes, elle a la forme d'un disque d’un diamètre de 130.000 années-lumière et d'épaisseur maximale en son centre de 12.000 années-lumière. L'un des plus grands groupes est le groupe des Vierges qui possède 2500 galaxies ! Les groupes de dimensions moyennes contiennent environ 100 à 500 galaxies. Dans notre groupe de galaxies, la voie lactée est la plus grande, suivie d'Andromède, qui est du type elliptique (6).

Notre Soleil, avec le système solaire, est placé dans l’un des bras de la spirale aux deux tiers du centre. Pour faire une rotation autour du noyau de la galaxie, le Soleil met 225 millions d'années ! (6)

Pour calculer le nombre de galaxies, les scientifiques ont pointé le télescope Hubble en direction d’un point céleste de la dimension d'un grain de sable observé à un mètre de distance. La lumière émanant des étoiles à partir de ce point était si faible qu’il a fallu dix jours consécutifs d'exposition pour obtenir une bonne image. Ensuite seulement, l'observation de l'image a révélé l'existence de 620 galaxies de différentes dimensions, distances et formes. Sur ce fondement et d’après d’autres observations ainsi que d’autres études, les chercheurs ont extrapolé les résultats et sont arrivés à l'incroyable affirmation que dans tout l'univers il pourrait exister environ 125 milliards de galaxies ! C’est-à-dire 50 % de plus que l’affirmation précédente. Chacune de ces galaxies a entre 100 millions et 1 milliard d'étoiles comme notre Soleil. Certaines de ces étoiles sont à 12 milliards d’années-lumière depuis environ 1 milliard d'années après la formation de l'univers. (5)

 

Les étoiles

 

Une étoile peut être définie comme un objet céleste, en général de forme sphérique, avec une température et une pression très élevées, principalement au centre. Dans les étoiles se produisent des réactions thermonucléaires avec une libération considérable d'énergie, qui se propage du centre vers la périphérie. Elle est ensuite transmise à l'espace interstellaire sous forme de radiations électromagnétiques comme la chaleur et la lumière.

Les étoiles se rassemblent en groupes ou amas de type ouvert et globulaire. Uniquement dans notre galaxie, il y a environ 100.000 groupes ouverts, dont seul environ 1.100 sont connus. Il y aurait entre 10.000 et 1.000.000 de formations globulaires (6, 7). La voie lactée compte environ 400 milliards d'étoiles  (7) ! 

Comment naît une étoile  (8) ? Par la performance de la force de gravité se produit l'agglomération de matière contenue dans les nébuleuses, représentée principalement par des nuages d'hydrogène, d’hélium et de poussière. Ce processus, qui conduit à la concentration des gaz, augmente aussi la température du matériel aggloméré, jusqu’à la production de la fusion thermonucléaire et, tant qu’il y a suffisamment de gaz, une étoile peut se former. Dans le cas contraire (moins de 50 fois la taille de la planète Jupiter), il se forme alors une naine marron (8).

Et comment meurt une étoile ? La conséquence de la "mort" d'une étoile dépend de sa masse (8). Si sa masse est huit fois moins importante que celle de notre Soleil, son combustible nucléaire (hydrogène) s'épuise, il se forme alors une naine blanche autour de laquelle il peut ou non y avoir une nébuleuse planétaire. Au préalable elle passe par la phase connue sous le nom de « géante rouge » durant laquelle l’expansion des gaz augmente considérablement le diamètre de l'étoile.  C'est ce qui pourra advenir de notre Soleil qui a déjà 4.5 milliards d'années d'existence. Dans plus de 4 milliards d'années, son diamètre se rapprochera de l'orbite de la planète Mars ! Si la masse de l'étoile atteint au moins huit fois celle de notre Soleil, le processus d’épuisement du combustible nucléaire peut s’avérer catastrophique. La mort d’une étoile se produit du fait qu’à un certain moment de son existence, sous l’action du refroidissement, se forment des matières solides comme le fer et d’autres éléments lourds causant de ce fait, son effondrement. Les projectiles rebondissent dans le noyau et sont projetés dans l'espace, ainsi que les gaz, pour former une nouvelle nébuleuse. L’une des deux situations suivantes peut se produire avec le noyau restant : si sa masse devient plus de 2 ou 3 fois plus grande que celle du Soleil, il se formera un trou noir ; si elle est moindre, il se formera alors une étoile de neutrons (8). Une explosion incontrôlée d'une étoile massive (masse huit fois plus importante que la masse solaire) peut faire place à une supernova, qui émet une luminosité intense pouvant durer des mois. La dernière supernova détectée a été la SN1987, de la galaxie le Grand Nuage de Magellan, par l'Observatoire Las Campanas - au Chili, le 24 février 1987. Son chargement en neutrons a atteint la Terre deux heures après l’observation (11).

 

Naines blanches

 

Lorsque la masse d'une étoile moribonde atteint moins de 2 ou 3 masses solaires, elle se transforme alors en une naine blanche (7). Pour avoir une idée, le diamètre du soleil est de 1.400.000 km et pourra céder la place, d'ici 3 ou 4 milliards d'années, à une naine blanche, avec un diamètre approximatif de 10.000 km. Ceci est approximativement la dimension de la Terre, mais avec une densité infiniment plus grande.

 

Trous noirs

 

Un trou noir est un corps céleste massif (avec une grande densité) ayant un très grand champ de gravité, avec une capacité d’aspiration de toutes sortes de matières qui s'approchent de son horizon (proche de son bord) et qui est un phénomène très singulier, même la lumière n’y échappe pas. Le trou noir se forme à la mort d'une étoile de masse huit fois supérieure à celle du Soleil. Après avoir consumé tout son combustible nucléaire, il ne reste plus que son noyau massif contenant du fer et des métaux plus lourds. Des trous noirs ont été détectés par le télescope Hubble et par le télescope Chandra, les deux en satellite dans l'espace, captant les émissions de rayons X. Les trous noirs ont un très fort champ de gravité, ils tournent à très grande vitesse et accompagnent le processus d'expansion de l'univers. Un exemple de trou noir est l'objet stellaire Cygnus XR - 1 (7).

 

Étoile à neutrons

 

Une étoile à neutrons est un corps céleste avec une masse très importante. Nous savons que les étoiles évoluent pendant des millions et des millions d'années. Il se produit un événement singulier en ce qui concerne les étoiles possédant une masse initiale dix fois plus importante que celle du Soleil. Après une explosion semblable à une supernova, le noyau reste extrêmement condensé, créant les conditions adéquates de compression des électrons et des protons pour former des neutrons. Le résultat est une étoile à neutrons dans laquelle pourrait se comprimer la masse d'un Soleil et demi avec une circonférence de 20 km de diamètre (9).

 

Naines marron

 

Ce sont des étoiles qui ont raté leur formation. Même les naines marron ne conçoivent pas l'hypothèse d’un univers parfait. En général, elles sont considérées comme des étoiles qui n'ont pu atteindre leur formation correcte, faute de masse suffisante pour initier le processus de fusion nucléaire. Elles ne peuvent donc émettre ni chaleur ni lumière : elles sont froides et sombres. Quelques-unes demeurent isolées, d’autres font partie d'un système binaire dans lequel une étoile marron tourne autour d'une étoile plus grande. Elles sont étranges et rares et requièrent une meilleure étude et plus d’explications (10).

 

 Quasars

 

Les quasars sont des sources de forte émission électromagnétique (ondes radio) avec une apparence semblable à celle des étoiles, de couleur bleuâtre. Leur nom provient des initiales «Quasi Stellar Radio Sources ». Le premier quasar a été découvert en 1961. Tout comme les trous noirs ils ont été rencontrés dans certaines galaxies. Ils sont non seulement compacts, mais aussi de très haute densité et très brillants. Quelques-uns ont une luminosité jusqu'à un trillion de fois plus intense que celle du Soleil. La masse des quasars est de 1 milliard à 1 trillion de fois supérieure à celle du Soleil. Ils accompagnent le processus d'expansion de l'univers à la vitesse du dixième de la vitesse de la lumière (7).

 

Pulsars

 

Les pulsars sont des étoiles de neutrons avec source radio pulsante (9). On estime à environ un milliard le nombre de pulsars contenus uniquement dans la voie lactée, dont environ 1000 sont déjà connus. Le premier pulsar a été découvert par Anthony Hewish en 1967 (prix Nobel de 1974). Quand la masse d'une étoile moribonde atteint moins de 3,2 fois la masse solaire, elle se transforme en une étoile de neutrons (7). Un pulsar a une période de pulsation de 1,337 secondes, avec une période de rotation de 4,4 secondes au maximum et de 0,0016 seconde au minimum. Il tourne à la vitesse de 625 tours par seconde  (7, 10) !

 

Notre système solaire

 

Le Soleil est notre étoile, il est responsable de la température, de l'évaporation et du réchauffement, outre les divers processus biologiques qui se produisent avec les plantes et les animaux de toutes les espèces. Le système solaire est formé de neuf planètes - Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune et Pluton - en plus des soixante et un satellites qui gravitent autour des planètes et d’un grand nombre de petits corps connus sous les noms d’astéroïdes et de comètes. La découverte d’une dixième planète, nommée Sedna, localisée au-delà de Pluton, a été annoncée en 2005, elle est en cours de vérification et de validation. Les planètes Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune sont gazeuses. Les orbites de tous ces corps célestes sont elliptiques du fait que les comètes possèdent des orbites extrêmement excentriques.

 Des études scientifiques indiquent que la formation du Soleil date approximativement de 4.5 milliards d’années. Sa masse est d’environ 300 mille fois plus grande que celle de la planète Terre, son diamètre est proche de 1.400.000 km. La distance entre la Terre et le Soleil est approximativement de 150 millions de km. La température moyenne à l’intérieur de son noyau atteint 15 millions de degrés Celsius. Des réactions nucléaires se produisent dans la partie centrale de l'étoile, comme par exemple, la fusion entre les atomes d'hydrogène. Dans la photosphère ou la surface, le Soleil émet de la lumière, de la chaleur ainsi que d’autres formes d'énergie, comme les rayons cosmiques. Le Soleil est composé aussi d’une couche de gaz qui l’englobe. 

À chaque période de onze années, le soleil traverse une phase d'extrême agitation, envoyant sur Terre des tempêtes solaires, appelées "vent solaire", chargées d'électricité (ionisée). Lorsque cette électricité parvient sur Terre, elle provoque des interférences dans les systèmes électroniques, réseaux d'énergie, ordinateurs, appareils électroniques, systèmes de communication entre les avions, navires et satellites. Ces mêmes ondes d'énergie et d’électricité viennent à créer les fameuses aubes boréales et australes, phénomènes à travers lesquels l'air brille dans les régions proches des pôles magnétiques de la Terre, produisant un spectacle de lumière et de couleurs dans les cieux.

Du point de vue chimique, le Soleil est formé par les éléments suivants : 73 % d'hydrogène, 25 % d'hélium et 2 % d'autres éléments.

 

Planètes hors du système solaire (exoplanètes) 

 

Rechercher des planètes en orbite autour des étoiles de notre galaxie (Voie Lactée) ainsi que des étoiles gravitant autour des étoiles d’autres galaxies, est une tâche excitante pour les astronomes et astrophysiciens de notre temps. Nous pouvons citer ici ce qu’a dit Giordano Bruno à la fin du XVIe siècle dans sa déclaration  « De l'Infinito, universo e Mondi » :

 

Il existe d’innombrables soleils et d’innombrables Terres, toutes, tournant autour de leurs soleils tout comme les sept planètes de notre système solaire. Nous voyons à peine les soleils, ceux-ci sont alors les plus grands corps et les plus lumineux, mais leurs planètes demeurent invisibles pour les gens car elles sont plus petites et obscures. Les innombrables mondes dans l'univers ne sont ni plus ni moins habités que notre Terre.

 

Une grande similitude est à constater entre la célèbre phrase attribuée à Jésus : "Il existe plusieurs habitations dans la maison du Père" et l’affirmation intuitive de la déclaration de Giordano Bruno dans : « De l´Infinito, universo e mondi », citation en préambule de ce chapitre. Il est impressionnant et réellement extraordinaire, de constater combien ces deux citations se révèlent vraies depuis la récente course à la découverte de nouvelles planètes hors de notre système solaire, les exoplanètes !

En juillet 2004, le nombre d’exoplanètes dépassait les 230, découvertes en seulement dix ans (15) ! Avec le perfectionnement des techniques utilisées dans le cadre de ces recherches, dans quelques décennies certainement des milliers d’exoplanètes seront répertoriés. La NASA et l'Agence Spatiale Européenne ont des projets de lancement de quatre futures superbes missions orbitales dotées d’équipements très sophistiqués. Ces travaux seront faits aussi en coordination avec SETI – « Search for extraterrestrial intelligence ». Nous pourrons avoir l’occasion de découvrir pour la première fois une exoplanète.

En 1991, a été découverte, par le Radiotélescope d'Arecibo, une étoile différente de notre soleil, autour du Pulsar PSR-1257+12. En 1995, une autre étoile, semblable cette fois-ci au soleil, a été découverte par Michael Mayor et Didier Queloz, près de l'étoile 51 Pegasi. En mai 1998, le Télescope Hubble a détecté une image près de l'étoile TMRC-1C. Finalement, en 1999, pour la première fois par observation directe, a été découverte par télescope près de l'étoile HD269458, une nouvelle planète et son diamètre a été mesuré. En 2001, 21 exoplanètes environ avaient été référencées. De 2001 jusqu’en août 2005, ce nombre a dépassé les 230.

De nos jours, les astronomes disposent de cinq méthodes pour exécuter ce travail, chacune permettant de confirmer les travaux des autres. Ce travail est possible, grâce au progrès des méthodes visibles.  Il n’y a pas très longtemps, les astronomes mettaient plusieurs années pour mesurer avec précision la vitesse d’une étoile. Nous n’allons pas décrire ici les méthodes utilisées car notre objectif dans ce livre n'est pas d'approfondir ce sujet, mais nous pouvons affirmer qu’aujourd’hui, d’autres mesures peuvent être calculées : la rapidité de la rotation, la masse de la planète, son volume, sa densité, la distance de l'étoile et les caractéristiques de l'orbite.

Notre connaissance de nouveaux systèmes solaires se développe d'une manière inopinée. Nous pouvons prendre principalement pour exemple, la description du système solaire, avec la planète la plus proche du Soleil et la plus petite, rocheuse (solide) et sans atmosphère (Mercure). Les planètes intermédiaires de dimensions moyennes, rocheuses, possèdent une forme d’atmosphère (Vénus, Terre et Mars) et sur l'une d’entre elles, la vie se développe dans toute sa plénitude. Quant à celles qui sont les plus éloignées, elles sont essentiellement gazeuses et gigantesques (Jupiter, Saturne et Neptune). Pluton est l'avant-dernière planète, elle aussi est solide. Concernant la dernière planète du système solaire, découverte en 2005, du nom de Sedna, les informations ne sont pas encore disponibles.

Curieusement, ce n'est pas sous ce schéma descriptif qu’ont été présentés les systèmes sur lesquels les exoplanètes évoluent. Ainsi, "Il existe des planètes qui font 14 fois la masse de Jupiter et qui sont plus proches de l'étoile autour de laquelle elles gravitent que Mercure l’est du Soleil. D'autres ont des orbites hautement elliptiques, leur distance de l'étoile varie pratiquement autant que la dimension du système solaire. La majorité tourne autour de leur étoile à une vitesse vertigineuse : l’une d'entre elles accomplit son "année solaire" en moins de trois jours. Ainsi, soit elle est très près de l'étoile, soit elle tourne très rapidement (ou les deux à la fois !) La plus petite planète trouvée jusqu'à ce jour est de la dimension approximative de Jupiter et tourne autour d'une étoile semblable au Soleil. Il a été aussi découvert une planète qui gravite à une distance presque égale à celle de la Terre au Soleil, ce qui soulève la possibilité d'abriter des formes de vie " (15).

L'Astronomie est entrée dans le XXIe siècle avec d’énormes et d’excitantes perspectives. Tout nous porte à croire que, « un jour nous serons capables de visualiser ces planètes ou même de déterminer la possibilité qu’elles puissent abriter une vie semblable à la nôtre ». Ce jour là, la conception que nous avons de nous-mêmes et de la destination de l'humanité souffrira un changement irréversible " (15).

 

  1. Le merveilleux télescope spatial Hubble

 

Le télescope spatial Hubble a été baptisé sous le nom de l'astronome Edwin Powell Hubble (1889-1953) qui, en 1924, a découvert l'existence d'autres galaxies, au-delà de la Voie Lactée. Ce fantastique instrument, qui envoie environ 5 Giga bytes d'informations par jour à propos de l'univers, vient d’avoir quinze ans d'existence et a coûté environ deux milliards de dollars. Pour donner un aperçu, durant l'année de son lancement (1990), il a envoyé plus d’informations sur l'univers que tout ce qu’on pouvait connaître de l’univers jusqu'alors. Outre les informations techniques et les paramètres astronomiques de diverses natures, jusqu'en avril 2005, il avait envoyé à la NASA environ 700.000 photos de quasiment tout l'univers, enrichissant incommensurablement la connaissance de l’homme sur lui-même. Ce merveilleux équipement fut imaginé et structuré dans les années 40 à 50, construit dans les années 70 à 80 et mis en orbite le 24 avril 1990. "Il a une résolution optique meilleure que 0,1 seconde d’arc ", il peut « discerner » un ballon de football à 500 km de distance ou distinguer les phares d'une voiture située sur la lune ! C’est une résolution dix fois supérieure à celle du meilleur télescope placé sur Terre " (16).  

Si Hubble était un télescope placé sur le sol, il serait un télescope de "puissance" moyenne. La "puissance" d'un télescope réside dans la quantité de lumière qu’il peut recevoir instantanément d'un objet et cela, en fonction du diamètre de ce dernier. Hubble est un télescope réflecteur (son élément optique principal est un miroir) avec 2,40 mètres de diamètre. Les deux plus grands télescopes du monde sont situés à l'observatoire de Mauna Kea, sur l'île d'Hawaï et ils ont dix mètres de diamètre chacun. Actuellement, il y a vingt-huit télescopes plus grands que Hubble, éparpillés dans le monde, en fonctionnement. Plus qu'un télescope, Hubble est un vrai observatoire spatial, contenant une instrumentation nécessaire pour plusieurs types de commentaires. Il contient trois caméras (de grande dimension, permettant même la vision d’objets obscurs), un détecteur astrométrique, un spectrographe de haute résolution et un spectrographe de grande vitesse, ainsi qu’un ordinateur de bord. La nouvelle caméra installée pèse 315 kilos, elle est aussi puissante et permet d'enregistrer des images un million de fois supérieures à celles qui sont captées par l’œil humain  (17) ! En plus de photographier les objets et mesurer avec grande précision leurs positions, il est capable de "disséquer" en détail la lumière qui en provient. Hubble est en basse orbite, à 600 km de la surface de la Terre et réalise le tour complet de notre planète en seulement 95 minutes. L'énergie nécessaire pour son fonctionnement est stockée sur deux panneaux solaires de 2,4 x 12,1 mètres chacun. Sa masse est de 11.600 kg (16).

Hubble fut réparé plus d'une fois dans l’espace pour corriger un grave défaut dans son optique. Il n’avait pas atteint la précision du cadrage (une espèce de "myopie") de certains objets frêles, avec l’exactitude prévue et souhaitée. Ce défaut « a été diagnostiqué » en tant qu’aberration sphérique, une distorsion optique causée par une déformation de son miroir principal. Près des bords, la courbure de ce miroir était moins importante qu’elle ne devait l’être, soit approximativement 1/50 de l'épaisseur d'un cheveu humain. Changer le miroir aurait été une chose onéreuse et difficile. La solution adoptée a été de projeter une optique corrective. Cette optique a été installée avec grand succès, en décembre 1993 (16).

Hubble a outrepassé toutes les attentes de ses créateurs, à tel point que la NASA a récemment annoncé qu’elle allait le désamorcer faute de moyens et de récents problèmes avec la navette spatiale. Cette nouvelle a produit de vives protestations dans la communauté astronomique du monde entier. Tous ses objectifs ont été atteints et peuvent se définir ainsi : "rechercher des corps célestes par l'étude de leurs compositions, caractéristiques physiques et dynamiques, observer la structure d'étoiles et de galaxies, étudier leur formation et leur évolution, étudier l'histoire et l'évolution de l'univers. Pour atteindre ces objectifs, la recherche d'Hubble est divisée en "Galaxies et Amas, Milieu Interstellaire, Quasars et Noyaux Actifs de Galaxies, Astrophysique stellaire, Populations stellaires et Système Solaire " (16).

Le substitut d'Hubble est en cours. Le grand objectif de son remplaçant, nommé Télescope Spatial de Nouvelle Génération - NGST, aussi appelé WEBB (17), qui sera lancé entre 2010 et 2012, sera d’arriver aux limites de l’espace-temps, c'est-à-dire, arriver aux origines de l'univers. Il restera dans une orbite beaucoup plus haute, entre la Terre et la Lune, hors de portée des navettes spatiales et opèrera à une température bien plus basse qu’actuellement. Sa sensibilité sera des milliers de fois plus importante que celle des actuels télescopes installés sur la surface terrestre (17). Ses objectifs : "déterminer l'âge et la dimension de l'univers, cartographier son évolution et identifier les mystères des galaxies, des étoiles, des planètes et de la vie elle-même" (18).

Pour compléter ces informations, nous ne pouvons omettre de présenter quelques données sur l'Observatoire à Rayons X Chandra, lequel, avec le télescope Hubble, a occasionné la révolution astronomique de ces cinq dernières années. Lancé le 23 juillet 1999 par la NASA, l'Observatoire Chandra (nom donné en hommage au physicien indien Subrahmanyan Chandrasekhar (1910-1995), Prix Nobel de physique en 1983) a pour but rechercher, cartographier et détecter des sources d'émission de Rayons X et de Rayons Gamma comme par exemple, les trous noirs, Quasars, Pulsars, Supernova, etc. Son orbite se situe entre la Terre et la Lune, avec un périgée à 16.000 km et un apogée à 13.3000 km, offrant donc une grande excentricité. Il possède deux miroirs de 1.2 mètre et quatre autres de moindre diamètre. Outre les détecteurs de Rayons X et de Rayons Gamma, il possède des caméras sensibles aux Rayons Gamma et Spectroscopes à Rayons Gamma. 85 % de son orbite est au-dessus de la ceinture de Van Allen (nuage de particules chargées qui enveloppe la Terre) permettant 55 heures d’observation à chaque cycle. Il existe d’autres observatoires de Rayons X, situés en orbite et aussi sur Terre, mais ils ne sont pas aussi importants que l'Observatoire Chandra (19).

 

  1. La théorie inflationniste

 

      La théorie de l'expansion de l'univers, que les physiciens considèrent avec toute la certitude scientifique, est une conséquence directe de la théorie du Big Bang. Nous devons rappeler que le physicien Albert Einstein avait prévu, dans les équations qui étaient à la base de sa théorie sur la Relativité Générale (1915), l'évolution de l'univers. Cette hypothèse a été corroborée en 1922, par le physicien et mathématicien russe Alexander Friedmann (enseignant de George Gamow), qui avait découvert une solution pour les équations cosmologiques concernant un univers en expansion. En 1929, les astronomes Edwin Powell Hubble (1889-1953) et Milton Humanson (1891-1972) ont confirmé l'expansion des galaxies, certifiant ainsi l'expansion de l'univers, conformément aux principes d'Hubble. Selon ces principes, toutes les autres galaxies s'éloignent de notre propre galaxie, la Voie Lactée, à une vitesse proportionnelle à sa distance de la Terre.

Tout au long des années, plusieurs certitudes sur la validité de la théorie du Big Bang ont été accumulées par les astrophysiciens, au point que beaucoup affirment aujourd'hui qu'elles sont homologuées à 99,9 %. Cette quasi-certitude, résulte de la découverte, en 1965, par Arno Penzias (1933 environ) et Robert Wilson (1936 environ) dénommée "radiation de fond", mettant en évidence la formation de l'univers par le constat de la séparation l’une de l’autre de la lumière (Force) et de la matière, il y a environ 13 milliards d'années. Cette constatation a été possible grâce à la radiation persistant encore dans l'espace. Elle fut captée non en tant que lumière, mais en tant que bruit de fond sous forme de micro-ondes, atteignant la haute intensité de fréquence de 1,1 mm. Son nom est "radiation de fond cosmique" et elle est uniforme dans toutes les directions vers lesquelles sont pointés les équipements de réception. Grâce à cette découverte, Penzias et Wilson ont obtenu le Prix Nobel de physique en 1978. Plus récemment, en 1990, le satellite COBE - Cosmic Background Explorer  lancé par la NASA (Administration Nationale d'Aéronautique et Espace) a fait une cartographie des régions où la production de ces micro-ondes est la plus intense. Il s’agissait donc d’une superbe radiographie de l'univers, 300.000 ans après sa formation, lorsque les étoiles n'avaient pas encore débuté leur formation. Depuis fin 1998, de nombreux commentaires astronomiques ont amené les astrophysiciens à conclure que le rythme de l'expansion de l'univers s’accélère de 5 à 6 %, chaque milliard d'années. Le mérite de la détermination de ce taux d'expansion revient aux équipes dirigées par les Nord-Américains Saul Perlmutter et Brian Schmidt.

            Alan Guth, physicien respecté de MIT (Massassussets Institute of Technology) commença son travail intitulé "Une éternité de bulles", avec la phrase suivante :

 

Si la théorie inflationniste de la cosmologie s’avère correcte, cela signifierait que l'univers est donc bien plus loin et probablement bien plus vieux que nous le pensions. Il ne renfermerait pas seulement un, mais une infinité de Big Bang. Malgré son nom, la forme classique de la théorie du Big Bang n'est pas réellement la théorie d'une explosion totale. Elle décrit uniquement le résultat de l'explosion. Elle retrace comment l'univers primitif, chaud et dense, s'est développé et s'est refroidi, comment les éléments chimiques légers ont été synthétisés pendant cette expansion, et comment la matière s’est condensée pour former des galaxies et des étoiles. Mais elle ne dit rien à propos de ce qui a pu provoquer cette explosion et ne révèle rien sur l’uniformité de l’univers après cette explosion (20).

 

Son article s’est ensuite dirigé vers d’autres considérations à la recherche d'une explication que les physiciens nomment le "vide" et le "faux-vide", considérations qui n’ont donc rien à voir avec ce chapitre.  Ce qui nous intéresse réellement ici, c’est de montrer que, malgré la conformité de la théorie inflationniste, il persiste encore beaucoup de questions en suspens.

Alors, nous devons soulever deux terribles doutes au sujet de cette théorie. Premièrement, pour quelle raison notre univers aurait-il été créé et, deuxièmement, par qui aurait-il été créé de la sorte ? En considérant qu’à l'instant initial, l’espace n’existait pas encore, comment serait-il possible qu’un quelconque développement puisse provenir de rien ou de presque rien pour créer l’espace tel qu’il existe actuellement ou tel qu’il le sera dans le futur avec une expansion constante ? Cela me semble être une grande charade, difficile à expliquer et que l’esprit humain n'est pas à même de comprendre.

Lorsque le physicien Einstein a lancé sa théorie sur la Relativité Générale (1915), il a considéré que l'expansion de l'univers était homogène et que l'espace était fini et courbe. Par la suite, l'astronome Edwin Powell Hubble, a établi une constante de proportionnalité pour expliquer l'éloignement des galaxies (1929), ce qui a nécessité l’explication de quelques considérations liées à la théorie d'Einstein, puisque l’hypothèse d'Hubble établit que les galaxies les plus éloignées et avec elles l'univers tout entier, augmentent à une grande vitesse. Tout récemment (en 2000), les astrophysiciens ont admis que "l'univers est plat comme une planche" (11). Ainsi, de nos jours, la tendance est de considérer une expansion non homogène et un espace non courbe, totalement à l'opposé des théories admises par Einstein. Où est donc la vérité ?

 D'autre part, en 1975, le physicien Murray Gell-Mann, face à l'accélérateur de particules de la Stanford University, a établi le nouveau principe révolutionnaire suivant : les particules atomiques, toutes seules, n’auraient jamais pu se former sans qu’il n’y ait dans l'énergie cosmique universelle, l’intervention d’agents inconnus à prééminence matérielle, possédant les pouvoirs de les structurer (12). Quel est alors cet agent organisateur ? Werner Karl Heisenberg lui-même, en formulant en 1927, le Principe de l'Incertitude, a observé que des « particules lancées sur une même cible dans les mêmes conditions ne pouvaient pas toujours suivre la même trajectoire, passant par un détour anormal sans qu’on puisse déterminer la raison pour laquelle elles agiraient ainsi ». Il a affirmé que ces particules seraient comme des moutons égarés de leur plein gré (12).  Réflexion faite, ne fallait-il pas enquêter sur ce qu’il voulait dire par  «de leur plein gré » ? Qui sait si ce n'est faute d'une recherche plus approfondie sur cet agent invisible qui meut tout et qui ressemble plus à une force intelligente, que la Théorie Quantique, en accord total avec tous les physiciens modernes n’en a pas encore découvert le principe ? Ce sont là des questions à méditer ! Reste à étudier cet autre domaine non matériel ou immatériel.

 

7.    Aspects philosophiques et métaphysiques

 

D’éminents physiciens travaillent et essaient de structurer plus d'une dizaine de nouvelles théories sur tout ce qui a été exposé ici, ils cherchent à adapter ces théories à d’autres normes, sans négliger la rigueur mathématique, tout en étant en accord avec la compréhension du commun des hommes. Mais peu d’entre eux ont le courage d'explorer des alternatives plus proches de la philosophie et de la métaphysique. Avec les lacunes indiquées ci-dessus, une approche différente se révèle indispensable à travers une autre voie que la voie matérielle, qui puisse permettre d’enquêter sur cet agent intelligent et qui puisse expliquer les faits et les phénomènes échappant au ma

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