Des astrophysiciens du monde entier ont publié la plus grande carte en 3D de l'Univers jamais réalisée.
Des astrophysiciens du monde entier ont publié la plus grande carte en 3D de l'Univers jamais réalisée.
Des astrophysiciens du monde entier ont publié la plus grande carte en 3D de l'Univers jamais réalisée. ©AFP
Des astrophysiciens du monde entier ont publié la plus grande carte en 3D de l'Univers jamais réalisée. ©AFP
Des astrophysiciens du monde entier ont publié la plus grande carte en 3D de l'Univers jamais réalisée. ©AFP
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Résumé

Selon la cosmologie, l’univers constitue l’ensemble de la matière distribuée dans l’espace-temps. Comment cartographier, dès lors, un univers en expansion perpétuelle, composé d’objets en mouvement et traversé de matières encore peu connues ?

avec :

Eric Lagadec (astronome adjoint au laboratoire Lagrange de l'Observatoire de la Côte d'Azur), Jean-Paul Kneib (Astrophysicien à l'Ecole Polytechnique de Lausanne et initiateur du projet eBOSS), Françoise Combes (Astrophysicienne à l'Observatoire de Paris, professeure au Collège de France et membre de l'Académie des sciences).

En savoir plus

Dans Géographie à la carte, une ambition démesurée, qui nous forcera à l’humilité : cartographier l’univers.

Cette géographie qui nous attend, c’est une géographie de l’infini, en construction, aux frontières mouvantes, de plus en plus lointaines, indéfinies.

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C’est une géographie qui nous permet de remonter le temps, une géographie métaphysique et poétique, qui nous renseigne sur notre place, sur l’origine de toute chose jetée dans l’existence.

C’est une géographie de l’incommensurable, de l’inconcevable, qui retrouve sa puissance exploratoire, renoue avec les confins et les espaces inconnus, permise par les progrès de la science, à l'accroissement exponentiel des capacités de calcul et de stockage des données.

Et ainsi : comment faire pour cartographier des espaces que l’on ne peut arpenter ? Pour représenter un univers en expansion perpétuelle, composé d’objets en mouvement constant, traversé de matière et de phénomènes que nous connaissons encore si peu ?

Pour en parler, Quentin Lafay reçoit Jean-Paul Kneib, astrophysicien à l'Ecole Polytechnique de Lausanne, Françoise Combes, astrophysicienne à l'Observatoire de Paris, et Eric Lagadec, astronome et chercheur au laboratoire Lagrange de l’Observatoire de la côte d’Azur. 

Pourquoi faire une carte de l’univers ?     

Si Hubert Reeves disait que l’œil est l’élément fondamental pour se situer par rapport aux étoiles, les astronomes utilisent aujourd’hui des instruments. Mais avant de cartographier l’univers, on a cartographié le ciel. Françoise Combes, astrophysicienne, rappelle d’ailleurs que l’observation du ciel a d’abord été utile aux hommes pour se repérer dans l’espace. Elle est même au fondement de la création de l’Observatoire de Paris : "En 1650, on a construit l'Observatoire de Paris qui avait une très grande importance au temps de Louis XIV. La marine française était en rivalité avec la marine anglaise et donc, il fallait que les marins sachent exactement où étaient les étoiles pour se repérer”.

L’observation du ciel sert également à se repérer dans le temps, comme le souligne l'astronome Eric Lagadec : "Les astronomes sont encore aujourd'hui les gardiens du temps. En fait, dès que les humains se sont sédentarisés, il a fallu connaître un peu les saisons. Et pour connaître les saisons, la meilleure façon de faire, c'était d'observer les étoiles".

Pour l'astrophysicien Jean-Paul Kneib, qui a travaillé sur le projet de la plus grande carte 3D de l’univers jamais réalisée, la carte de l’univers remplit ensuite et aussi la fonction d’en savoir plus sur le contenu de l’univers en lui-même : "cette carte va nous renseigner sur son contenu, sur la distribution de la masse, sur beaucoup de paramètres qui sont importants pour comprendre l'univers".

La science au défi de la réalisation de la carte de l’univers  

Avec la révolution copernicienne, nous savons que la Terre et d’autres planètes tournent autour du soleil. La cartographie du système solaire a été un premier pas important vers la cartographie de l’univers comme l’indique Eric Lagadec : "Au 17ᵉ siècle, Kepler a utilisé les observations de l’astronome Tycho Brahe pour définir ces fameuses lois de Kepler permettant de bien comprendre le mouvement des planètes dans le système solaire, ce qu’on appelle la trajectoire elliptique des planètes ». La découverte de Neptune au 19ᵉ siècle, permise grâce à des calculs, fait dire à Eric Lagadec que "grâce à la science, on arrive à faire une géographie du système solaire, une géographie prédictive". 

La planète Terre fait partie d’un ensemble plus grand, la Voie lactée, qui constitue notre galaxie. Une Voie lactée dont le centre nous est observable car la Terre se situe à sa périphérie comme le précise Françoise Combes : "Le diamètre de la Voie lactée, c'est environ 100 000 années-lumière. Nous, nous sommes à 24 000 années-lumière du centre, donc pas tout à fait au bord". La difficulté de la cartographie de la Voie lactée vient néanmoins de notre position interne à cette galaxie. La mission scientifique Gaia est actuellement en train de mesurer les positions de deux milliards d’étoiles. Les résultats de cette mission paraîtront le 13 juin prochain. 

La Voie lactée est elle-même comprise dans un groupe local. Françoise Combes indique que : "toutes les galaxies appartiennent à un groupe. Il y a des amas de galaxies qui sont des grosses agglomérations de 100 000 galaxies, mais c'est très rare d'avoir un amas de galaxies. Le groupe local, c'est tout petit, c'est-à-dire que les distances entre galaxies sont encore assez lointaines. On a 2 000 000 d'années-lumière pour Andromède qui est relativement proche, qui s'approche de nous, et qui va sans doute fusionner".

Pour cartographier l’Univers en 3D et voir très loin, Jean-Paul Kneib rappelle la nécessité de remonter le temps : "Plus on remonte le temps, plus on va voir très loin dans l'univers. On s'aperçoit qu'il y a de moins en moins de grosses galaxies et de plus en plus de petites galaxies. Pourquoi ? Parce que les galaxies n'étaient pas au bout d'un moment. On remonte le temps et on voit les galaxies se former. On fait un peu d'archéologie et on voit qu'il y a beaucoup moins de galaxies sans couleur. Il n’y a plus de galaxies du tout, il y a plus que d'hydrogène".

59 min

Extraits sonores et musicaux 

  • Une archive dans laquelle Hubert Reeves s'exprime sur la nécessité de la connaissance pratique du ciel - France 3 (1990)
  • L'astronome Pierre Kohler décrit la descente de la voie lactée, Surpris par la nuit -  France Culture (2001)
  • L'écrivain Jean-Pierre Milanoff sur voie lactée et vanité humaine, Surpris par la nuit, France Culture (2001)
  • La carte du ciel, Actualités Françaises (13/01/1955)
  • Musique : Ma bonne étoile - M (2003)

Pour aller plus loin

En vidéo : voici la carte de l'Univers la plus détaillée jamais réalisée ! - Futura Sciences (29/07/2020)

Références

L'équipe

Quentin Lafay
Production
Louise André
Réalisation
Anna Pheulpin
Collaboration
Shirley Adélaïde
Collaboration