Couverture

DES MÊMES AUTEURS

Aux éditions Ellipses :

Le Guide de culture générale, 1991.

Notions de culture générale pour lycée,1993.

Les civilisations oubliées, 1994.

Culture pour tous, 1995.

Les racines de la culture occidentale,1996.

Les grandes doctrines, 1997.

Les grands mythes fondateurs, 1998.

De Florence Braunstein :

Guide de préparation aux épreuves littéraires, 1998.

Panorama de la littérature mondiale, 1999.

De Jean-François Pépin :

Les Grands économistes, 1998.

Aux éditions Bréal :

De Jean-François Pépin :

Fiches d’Histégé, 1998.

Evolution économique et sociale de 1929 à nos jours, 1999.

Conseils et astuces pour réussir l’épreuve d’histoire et géographie économique, 2000.

Aux éditions Armand Colin :

Humain, inhumain : Médée de Sénèque, Frankenstein de Mary Shelley, W ou le souvenir d’enfance de Georges Perec, 1997.

L’héritage de la pensée grecque et latine,1999.

Aux éditions du Mercure de France :

De Florence Braunstein :

Le Roi scorpion, roman, 1994.

Aux éditions Vuibert :

Histoire des grandes idéologies : les courants idéologiques de 1789 à nos jours, 2000.

Aux éditions de l’Harmattan :

De Florence Braunstein :

À quoi servent les religions ?, 2002.

Morts exquises, nouvelles, 2003.

Les Arts martiaux aujourd’hui, 2003.

Âge des héros, âge des guerriers, 2005.

De Jean-François Pépin :

L’Humour de l’exil dans les œuvres d’Isaac Bashevis Singer et celle de Romain Gary, 2003.

Aux éditions First :

La culture générale pour les nuls, 2006.

Les Grandes civilisations pour les nuls, 2008.

La Boîte à culture pour les nuls, 2009.

Coffret la culture générale pour les nuls, 2014.

Le Pavé de culture pour les nuls, 2016.

La Culture générale pour les nuls vite et bien, 2017.

Aux éditions des P.U.F. :

De Florence Braunstein :

La Place du corps dans la culture occidentale, 1999.

Penser les arts martiaux, 2000.

De Florence Braunstein et Jean-François Pépin :

Un Kilo de culture générale, 2014.

Miscellanées de culture générale, 2016.

Quelques grammes de culture générale de plus : la France, 2018.

Aux éditions Gallimard :

Culturissime : le grand récit de la culture générale, 2017.

Aux éditions La Librairie Vuibert :

Culture générale : le journal, 2019.

Copyright

Tous droits de traduction, de reproduction
et d’adaptation réservés pour tous les pays.

© 2023, Société d’édition Les Belles Lettres
95 boulevard Raspail, 75006 Paris

www.lesbelleslettres.com

ISBN : 978-2-251-91887-7

Titre

À toi, ma Florence,
je ne lâche pas une main tenue depuis quarante ans

« Le meilleur pour les turbulences de l’esprit, c’est apprendre. C’est la seule chose qui n’échoue jamais. Vous pouvez vieillir et trembler, vous pouvez veiller la nuit en écoutant le désordre de vos veines, vous pouvez manquer votre seul amour et vous pouvez perdre votre argent à cause d’un monstre ; vous pouvez voir le monde qui vous entoure, dévasté par des fous dangereux, ou savoir que votre honneur est piétiné dans les égouts des esprits les plus vils. On ne peut faire qu’une seule chose dans de telles conditions : apprendre. »

Marguerite Yourcenar, Sources II (Gallimard, 1999)

Introduction

Ceci est notre dernière aventure

Laissez-moi vous conter une histoire, celle de deux étudiants se rencontrant au Cabinet d’égyptologie du Collège de France, au tout début des années 1980. Même si elle détestait me l’entendre dire, je puis à présent le faire de nouveau à mon aise ; elle, Florence, la tête, foisonnante d’idées, riche d’une intelligence multiple, protéiforme, ma sphynge mutante, moi, les jambes, éternel suiveur, mais doté par les dieux de la capacité à transmettre un savoir, d’une pédagogie à toute épreuve.

Puis le concept, le sien, bien sûr. Constatant l’hécatombe de nos étudiants aux épreuves de culture générale aux divers concours, Florence me propose de rédiger pour eux un premier bréviaire, un vade-mecum de survie. Ce sera le Manuel de culture générale, aux éditions pour classes préparatoires, Ellipses, en 1990.

Très vite, un autre public, le grand cette fois, s’intéresse à l’ouvrage. Mon génial génie conçoit la suite, notre aventure commence : tout d’abord le Culture générale pour les Nuls, énorme succès, puis le 1 kg de culture générale, plus encore plébiscité, le Culturissime, le Journal de culture générale, chacun trouve son public, depuis la France, jusqu’aux traductions en espagnol, allemand, roumain, portugais du Brésil, jusqu’au chinois mandarin et au coréen.

Chaque livre montre une approche nouvelle, rencontre son public.

Ce dernier opus est lui aussi unique, nous le savions l’ultime. L’immense avantage, c’est la liberté. N’ayant plus rien à prouver, Florence et moi avons voulu mettre en avant nos goûts et clins d’œil en matière de culture générale, choisir ce qui nous amusait, nous intriguait, et le faire partager. Quel délice de savoir ce chemin ouvert sans barrière, libre promenade de l’esprit.

Alors, Un été de culture G, pour toute la vie, titre provocateur en ces temps difficiles ? Bien au contraire, le simple constat, en plus de trente ans de travail en commun, chacun dans ses spécialités entre coups de cœur, philosophie, histoire de l’art, archéologie, littérature pour Florence, histoire, géographie, société, sciences et techniques pour moi, d’une aventure capable de tout embellir.

Quelques sillons creusés dans l’histoire du temps, au fil des émotions gravées en nous, des invitations de nous-mêmes par nous-mêmes.

Car, comme le dit si bien Jean d’Ormesson : « La culture est proche d’une façon d’être, d’un coup de foudre, d’une fête toujours inachevée, du bonheur. »

Qu’il me soit permis ici une unique impudeur, j’ai eu la chance unique de vivre quarante ans de coup de foudre et de bonheur.

Comment le lire ? Une fois encore, la dernière, donc la plus follement à votre fantaisie, en suivant vos envies, d’un thème à un autre.

PREMIÈRE PARTIE. L’UNIVERS, LA PLANÈTE ET LES HOMMES

CHAPITRE PREMIER

L’univers,
les planètes et les rêves

L’univers, c’est un livre, et des yeux qui le lisent.
Ceux qui sont dans la nuit ont raison quand ils disent :
Rien n’existe ! Car c’est dans un rêve qu’ils sont.

Victor Hugo

Il peut paraître surprenant de vouloir évoquer en un malheureux petit chapitre un sujet aussi vaste que l’univers. L’astronomie le définit comme l’ensemble des galaxies, considérées dans leur évolution dans l’espace et dans le temps. Nous n’en avons estimé l’étendue qu’au xxe siècle en découvrant la gigantesque distance de notre Système solaire, des étoiles, sa seule partie observable mais qui donne aussi une idée de celle qui ne l’est pas. L’univers est une vieille histoire de plus de treize milliards d’années. Dès l’Antiquité, l’astronomie, d’abord chez les Sumériens, puis les Grecs, a permis d’étendre le mot d’univers au-delà de ce qui se révèle à nos sens.

I. L’univers des astronomes

Avant les Grecs, l’astronomie est surtout une science de l’observation du mouvement des astres. Babyloniens, Égyptiens, Chinois prédisent les mouvements des corps célestes visibles à l’œil nu. Mais les explications fournies sont d’ordre mythologique.

Les plus anciennes civilisations, Mésopotamie, Chine, Inde, Égypte, ont toutes tenté de comprendre les secrets stellaires. Il nous reste des calendriers solaires, lunaires, l’Égypte met au point le premier calendrier solaire qui se fonde sur l’observation des crues du Nil et la connaissance de Sirius, l’étoile la plus brillante. Les Prophéties de Néferty montrent vers 1500 avant notre ère que cette mesure du temps était déjà connue. Après eux, vient l’élaboration de systèmes de pensée avec les Grecs pour envisager la position et le rôle des planètes.

les grandes dates de l’astronomie

L’astronomie, jusqu’à la fin du xixe siècle, s’est attachée surtout à comprendre les mouvements des planètes et des astres, puis, à partir de cette date essentiellement leurs causes. L’astronomie devient de l’astrophysique quand les propriétés physiques des planètes commencent à être perçues. Le développement d’outils d’observations, de moyens de plus en plus performants a considérablement modifié et renouvelé notre conception de l’univers. À en croire l’interprétation de certains documents préhistoriques et les hypothèses qu’ils suggèrent, le ciel a fasciné depuis la nuit des temps. Pour Alexander Marshack (1918-2004), les gravures faites sur un os correspondraient à des notations lunaires datées de 32 000 ans av. J.-C. dans l’abri Blanchard, en France. Le Néolithique voit se développer des observatoires, comme à Nabta Playa, en Égypte, vers 6000-5000. Les tablettes babyloniennes montrent déjà que l’astronomie est à l’honneur. Trente-six constellations sont définies alors, mais c’est surtout le calendrier lunaire qu’ils possèdent, montrant que, comme ce dernier ne correspond pas à une année, il faut à certains moments intercaler un mois supplémentaire.

L’Égypte ancienne possède un calendrier de 365 jours mais doit le corriger. Vers 1300, les Chinois signalent et décrivent une éclipse solaire, mais c’est aux Grecs que revient l’honneur d’avoir fait passer le statut de l’astronomie de la simple observation à celui de science. Depuis, les tâtonnements, les essais, les compilations, n’ont eu de cesse de se multiplier pour cerner les étoiles. Dès l’époque des présocratiques naissent les premières hypothèses, mais c’est à partir d’une succession de questionnements, d’argumentations, de preuves et de réfutations que vont se constituer les balbutiements d’une démarche scientifique. La figure d’Aristote et l’école athénienne tentent de bâtir un modèle physique cohérent du monde. Les bases posées résisteront jusqu’au Moyen Âge. Avec le développement de la science hellénistique, celui à Alexandrie des sciences, des arts et des lettres, l’astronomie grecque va atteindre son apogée.

Les grandes dates de
l’astronomie en un clin d’œil

240 av. J.-C.

Aristarque de Samos tente d’évaluer le diamètre du Soleil et de la Lune depuis la Terre…

130 av. J.-C.

Hipparque dresse le premier catalogue d’étoiles

150

Ptolémée publie son Almageste

viiie siècle

L’astronomie fait partie des sept arts libéraux créés par Bède le Vénérable, plus particulièrement du quadrivium

964

Al Sufi mentionne l’existence de la galaxie d’Andromède

1054

Observation par les Chinois d’une supernova dite supernova du Crabe

1066

La comète de Halley représentée sur la tapisserie de Bayeux

1424-1449

Catalogue de 108 étoiles dressé par Ulugh Beg qui fonde aussi l’observatoire astronomique de Samarcande

1513

Copernic propose un système héliocentrique mettant fin à celui, géocentrique, de Ptolémée

1572

Supernova observée par Tycho Brahé dans Cassiopée, il fonde un observatoire près d’Uraniborg

1596

David Fabricius découvre la première étoile variable

1609-1618

Kepler énonce les trois lois sur le mouvement des planètes qui portent son nom

1609

Premières observations astronomiques à la lunette par Galilée

1631

Le passage de Mercure devant le Soleil annoncé par Kepler est observé par Gassendi

1668

Isaac Newton construit le premier télescope à réflexion

1669

Premières datations relatives de la Terre

1687

Isaac Newton publie ses Principia dans lesquels il énonce la loi universelle de la gravitation

1705

Johannes Hevelius publie la première carte de la Lune. Edmund Halley annonce le retour d’une comète vue en 1682

1725

Le premier grand catalogue moderne d’étoiles de John Flamsteed est publié à titre posthume

1781

Découverte de la planète Uranus par William Herschel

1801

Giuseppe Piazzi découvre le premier astéroïde, Cérès

1839

Première image de la Lune par John William Draper, avec un daguerréotype

1915

Albert Einstein propose le premier modèle cosmologique fondé sur la relativité

1849

L’Allemand Schwabe découvre la périodicité des taches solaires

1860

Gustav Kirchhoff découvre les lois fondamentales de l’analyse spectrale

1870-1900

Important développement de la photographie astronomique

1905

Premières mesures d’un champ magnétique en dehors de la Terre. Les étoiles sont classées en géantes et naines

1926

Premier prototype de fusée à carburant liquide par Robert Goddard

1930-1960

Détection des premières ondes radio en provenance de l’espace, les rayons cosmiques

1949

Mise en service du plus grand télescope au monde au mont Palomar, 5 m de diamètre

1961

Envoi du premier homme dans l’espace, Youri Gagarine

1963

Découverte des quasars, astres distants

1967

Découverte des pulsars, objets astronomiques émettant périodiquement un signal

1975

Création de l’Agence spatiale européenne

1976

Atterrissage de la sonde Viking 1 sur Mars

1977

Découverte des anneaux d’Uranus

1987

Première explosion de supernova observée à l’œil nu

1998

Découverte de l’accélération de l’expansion de l’univers

2016

Observation de la galaxie la plus lointaine GN-Z11 à 13,4 milliards d’années-lumière

2019

Première preuve visuelle de l’existence d’un trou noir

ceux qui ont contemplé le ciel

Les systèmes géocentriques grecs

Thalès de Milet

(625-547), le premier, interprète l’univers en fonction de son élément primordial : l’eau. Selon lui, tout a pour origine l’eau, il pense un univers aquatique infini, sur lequel le monde serait une bulle d’air. Après lui, les grands hommes de science grecs vont s’efforcer de produire les bases d’un système cohérent d’explication et de fonctionnement de l’univers.

Tous ces systèmes sont dits géocentriques parce qu’ils placent la Terre (géo) au centre de l’univers.

Selon Anaximandre

(610-547), la Terre est un disque plat, suspendu dans l’espace. Autour d’elle tournent trois grandes roues :

– à 9 fois le diamètre terrestre celle des étoiles fixes ;

– à 18 fois le diamètre terrestre celle de la Lune ;

– à 27 fois le diamètre terrestre celle du Soleil.

Selon lui, l’origine de l’univers est l’apeiron, vaste chaos au sein duquel toute chose est en attente.

Selon Pythagore

(ve s. av. J.-C.), la Terre est une sphère, autour de laquelle tourne la voûte des cieux. Sept autres sphères existent également : Lune, Mercure, Vénus, Soleil, Mars, Jupiter, Saturne. Le centre de l’univers, le cosmos grec, est occupé par un feu autour duquel tournent toutes les sphères.

Aristote

(384-322) fournit le modèle physique d’organisation de l’univers. La Terre, immobile, en est le centre. Autour d’elle tournent tous les autres astres.

Selon Aristarque de Samos

(310-230), la Terre, sphérique, tourne sur elle-même et autour du Soleil. Son système sera repris par Nicolas Copernic au xvie siècle.

Ératosthène

(284-192) est un astronome alexandrin, le premier à calculer la longueur de la circonférence de la Terre, soit environ 40 000 km.

Hipparque de Nicée

(147-127) calcule les dimensions du Soleil, de la Lune et leur distance par rapport à la Terre.

Pour Claude Ptolémée

(90-168), la Terre est un disque immobile, ou une sphère, car le cercle est la figure parfaite et divine. D’autres sphères concentriques de cristal l’entourent, renfermant notamment les étoiles. L’univers est en mouvement, toutes ces sphères se déplacent à vitesse constante, sauf les étoiles qui sont fixes. Vers 150, il publie le seul ouvrage complet sur l’astronomie, l’Almageste. Il améliore les anciennes connaissances astronomiques et consacre le modèle géocentrique d’Hipparque.

La révolution copernicienne et ses successeurs

Avec l’affirmation de l’héliocentrisme, Nicolas Copernic ouvre la voie à l’astronomie moderne. Elle devient le domaine d’excellence des mathématiciens et des physiciens.

Le grand problème posé est désormais celui de la gravité, de l’attraction exercée par un corps, astral ou non, sur un autre, puis de l’étude de la relativité. Si la physique de Newton semble considérer l’espace et non le temps, Einstein réintroduit cette dimension fondamentale, afin d’expliquer l’importance du mouvement. Pendant la même période, le catalogue des étoiles s’enrichit, comètes et météorites livrent leurs secrets, de nouvelles galaxies sont identifiées, relançant la lancinante question de savoir si nous sommes, ou non, seuls dans l’univers.

le calcul d’Ératosthène

Ératosthène est à Assouan, dans le sud de l’Égypte, quand il entreprend son calcul de la circonférence de la Terre. Au moment du solstice d’été (21 juin), à midi, le soleil est à son zénith. La preuve en est fournie au moment où il éclaire le fond d’un puits. Au même moment, à Alexandrie, à 5 000 stades de là (1 stade grec = 160 m), des amis mesurent l’ombre d’un obélisque dont la hauteur est connue, afin de calculer l’angle que font les rayons du soleil avec la verticale. Le résultat est de 7,2°.

Ératosthène effectue le calcul suivant :

– 360° (circonférence du cercle, ici la Terre ronde)

– multiplié par 5 000 (distance Assouan-Alexandrie)

– divisé par 7,2 (angle calculé) soit : 250 000 stades

Donc la circonférence de la Terre est de 250 000 x 160 m soit environ 40,000 km. Par rapport aux calculs modernes, Ératosthène ne s’est trompé que de… 75 km ! La circonférence à l’Équateur est de 40,075 km. Et tout cela au iiie siècle avant J.-C. Chapeau !

Tycho Brahé

(1546-1601) : astronome danois, il observe Mars, réfute la théorie cosmologique d’Aristote, qui pensait l’univers immuable.

Nicolas Copernic

(1473-1543) : polonais, il affirme que le Soleil est au centre de notre système, que la Terre tourne autour de lui et non l’inverse, et que la Lune à son tour tourne autour de la Terre. Ce sont les débuts de notre système héliocentrique (Hélios : le Soleil), qui place le Soleil au centre de notre système.

Galileo Galilei, dit Galilée

(1564-1642) : italien, il expose la théorie des corps célestes en mouvement. Ils ne nous apparaissent immobiles que parce que nous les comparons à d’autres corps qui se déplacent à une vitesse identique.

Johannes Kepler

(1571-1630) : astronome allemand, collabore avec Tycho Brahé pour comprendre les mouvements de Mars. Il décrit le mouvement elliptique des planètes autour du Soleil. Kepler énonce les trois lois du mouvement planétaire :

– Le mouvement des planètes autour du Soleil est en forme d’ellipse et non de cercle.

– La vitesse d’une planète est inversement proportionnelle à sa distance au Soleil.

– Le carré de la période d’une planète est proportionnel au cube du grand axe de l’ellipse.

Isaac Newton

(1642-1727) : anglais, il reprend de Galilée le mouvement des corps célestes et lui ajoute la notion de chute des corps. Combinés, ces deux effets produisent l’attraction, ou gravité universelle.

Edmund Halley

(1656-1742) : astronome anglais, spécialiste des comètes, il est le premier à en calculer l’orbite, il dresse un catalogue des étoiles.

Camille Flammarion

(1842-1925) : astronome français, auteur du Grand Atlas céleste, contenant plus de 100 000 étoiles.

Percival Lowell

(1855-1916) : mathématicien amateur américain, ses calculs prévus pour trouver une dixième planète du Système solaire vont permettre d’établir l’existence de la neuvième planète du Système solaire, Pluton. Il croit à l’existence de canaux sur Mars, attestant la présence d’une vie intelligente.

Albert Einstein

(1879-1955) : germano-américain, présente la théorie de la relativité restreinte publiée en 1905, selon la célèbre formule E = mc2. Il développe la théorie de la relativité restreinte et celle de la relativité générale, qui forment, avec la mécanique quantique, les fondements de la physique contemporaine.

E : Énergie ;

m : masse de l’objet ;

c2 : vitesse de la lumière (300 000 km/s.) au carré.

C’est une remise en cause de la physique de Newton. Pour Newton, deux événements éloignés peuvent être vus en même temps par un observateur, il y a simultanéité. Pour Einstein, en revanche, si quelqu’un se déplace dans la direction de l’un des deux événements, la lumière voyageant toujours à la même vitesse, il verra cet événement d’abord. Pour ce deuxième observateur, les événements ne sembleront pas simultanés. Pourquoi le second observateur a-t-il vu un phénomène puis un autre, quand le premier les perçoit comme simultanés ? Le premier ne bouge pas, le second, si. Pour le premier, le temps s’est écoulé moins vite que pour celui qui se déplace. Le temps est donc lié à la vitesse.

Edwin Hubble

(1899-1953) : astronome américain, le premier à établir une classification des galaxies, en fonction de leurs formes. Par l’étude de la galaxie M31 d’Andromède, il démontre que le cosmos ne se limite pas à notre seule galaxie, la Voie lactée, mais qu’il en existe d’autres dans l’univers.

Jan Hendrik Oort

(1900-1992) : astronome néerlandais, il découvre la structure en spirale de la Voie lactée et son mouvement de rotation.

Hubert Reeves

(né en 1932) : astrophysicien canadien, spécialiste de cosmologie, science qui recherche les origines de l’univers, connu pour son œuvre inlassable de vulgarisation de l’astronomie.

Stephen Hawking

(1942-2018) : physicien anglais, spécialiste de thermodynamique, de mécanique quantique. Il se consacre à l’étude des propriétés des trous noirs.

Record du monde

Le télescope est l’instrument d’observation dont l’objectif est constitué par un miroir. Il permet de recueillir l’image d’un objet éloigné et de s’en former une image. Le plus grand télescope du monde est à l’étude. D’un diamètre de miroir de 100 m, il devrait voir le jour vers 2020-2030. C’est le projet Overwhelmingly Large Telescope, ou OWL, OWL signifiant également chouette, hibou.

Ce projet est développé dans le cadre de l’observatoire européen austral créé en 1962 (en anglais European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere, ESO) qui comprend actuellement onze pays : Allemagne, Belgique, Danemark, France, Italie, Pays-Bas, Portugal, Suède, Suisse, Royaume-Uni, Finlande.

Toutefois, en décembre 2006, considéré comme trop coûteux, le projet OWL est abandonné au profit de l’ESO, ou l’ELT, Télescope géant européen, avec un miroir de 39,3 m de diamètre.

Que faisiez-vous, il y a quinze milliards d’années ?

Nos moyens scientifiques nous permettent aujourd’hui de donner un début à l’univers. La température y est de 1 032 °C. Le terme de Big Bang a été forgé par un Anglais, Fred Hoyle (1915-2001), en 1950, pour parler d’un échauffement de l’univers. Une seconde après le Big Bang la température baisse. Dans cet immense océan incandescent se forment les galaxies.

Le danger de trop vouloir comprendre le ciel

Le terme d’astronomie est formé à partir du latin dérivé du grec astronomia, qui veut dire loi des astres. Le but de cette science est d’observer les astres, afin d’en déterminer l’origine, d’en analyser les propriétés physiques et chimiques, d’expliquer le fonctionnement de la mécanique céleste. Étudier les sciences de l’univers est la manifestation d’un très grand courage pendant des siècles. La démarche scientifique, au fur et à mesure qu’elle s’affirme, passe du monde de la déduction à celui de l’observation et de l’expérimentation, semble remettre en cause les vérités de l’Église. Toute découverte nouvelle contraire au schéma général d’un univers d’origine divine est un pari sur sa propre vie. Nicolas Copernic (1473-1543) meurt quelques heures après avoir reçu l’exemplaire imprimé de son Des révolutions des orbes célestes. Il y affirme un univers héliocentrique, organisé autour du Soleil, et non géocentrique, avec la Terre en son centre. Sa mort lui évite le bûcher, ou, comme Galilée (1564-1642), l’humiliation de l’abjuration publique de ses théories hérétiques. Au xviie siècle naît la science moderne. Pierre Fermat (1601-1665) présente la théorie des probabilités, le calcul différentiel. Blaise Pascal (1623-1662) invente la machine à calculer, confirme la théorie de la pression atmosphérique. Isaac Newton (1642-1727) développe sa théorie de l’attraction universelle. La voie est libre pour les grandes avancées scientifiques des xviiie et xixe siècles.

Cartographier le ciel

L’idée était simple en apparence, cartographier en enregistrant la position de tout ce qui était dans le ciel, et le reporter sur une carte, faire des milliers de relevés astronomiques sur des millions d’étoiles. L’observatoire de Paris donne son feu vert en 1887, sous la direction de son directeur, Amédée Mouchez (1821-1892). La photographie astronomique devrait permettre de mener ce projet à terme. Malheureusement, celui-ci ne sera pas achevé et s’arrête en 1970. Pourtant l’idée d’une carte du ciel continue de faire son chemin, après les résultats positifs obtenus dans ce domaine. Dix-huit observatoires dans le monde entier collaborèrent pour photographier sur des plaques la totalité de la voûte céleste, chacune couvrant un carré de deux degrés de côté.

des astres dans les branches comme l’étoile sur le sapin

L’astronomie se divise en plusieurs branches, à chacune de ces branches correspond l’étude d’une spécialité :

– l’astrochimie analyse la composition chimique des astres ;

– l’astrométrie mesure dans le ciel la position des étoiles et des planètes, mesure leur poids, masse, volume… ;

– l’astrogéologie analyse la structure du sous-sol des planètes ;

– l’astrophysique détermine les phénomènes physiques déduits par l’observation des astres ;

– la mécanique céleste permet la prévision mathématique des mouvements des corps célestes sous l’effet de la gravitation.

Les autres sciences

L’astronomie, science qui permet l’observation des astres et leur étude, concerne de nombreux domaines annexes. En effet, elle veut établir l’origine, l’évolution, les propriétés physiques et chimiques des astres. Pour parvenir à une définition d’ensemble de la mécanique céleste, elle se spécialise en branches : astrophysique, cosmologie, planétologie, exobiologie. Chacune d’entre elles s’attache à un domaine particulier, et l’ensemble concourt à permettre une vision de plus en plus fondée de l’univers.

L’astrophysique

L’astrophysique est une branche de l’astronomie. Son étude porte principalement sur les éléments physiques de l’univers : luminosité, densité, température, composition chimique. Elle se divise, de ce fait, en plusieurs disciplines, chacune prenant en charge l’analyse d’un phénomène particulier. Les astrophysiciens étudient ainsi les étoiles, les planètes, les trous noirs, la façon dont ils se sont formés et les lois qui régissent leur évolution et leurs interactions dans l’univers. Cette science naît à la fin du xixe siècle, au moment où les progrès des appareils d’observation, dont le spectrographe, favorisent l’étude du rayonnement visible émis par les différents corps célestes. Au xxe siècle, ce travail s’étend aux rayonnements reçus. Il est ainsi possible d’analyser et de mesurer les rayons X, gamma, ultraviolet ou infrarouge, ainsi que les astroparticules.

La cosmologie

Cette science cherche à expliquer l’origine de l’Univers et à en exposer les principales lois. Elle utilise les mathématiques, la physique théorique, celle des particules, la physique nucléaire et l’astrophysique. L’objet de sa recherche sont les espaces immenses, à partir de la taille d’une galaxie et au-delà. Elle ne s’intéresse donc pas à ce qui se produit à l’intérieur des limites d’une galaxie, qui relève de la cosmogonie. Étudier l’ensemble de la matière distribuée dans le temps et dans l’espace, l’objet propre de la cosmologie, a permis par exemple de développer la théorie du Big Bang, de s’interroger sur la taille, la forme et l’avenir de l’univers.

La planétologie

C’est la science de l’étude des planètes, fondée sur les observations à partir de la Terre ou par les satellites envoyés dans l’espace. Ces éléments sont ensuite la base de théories. Chaque planète possède ses spécialistes, chercheurs en géologie pour la Terre (géo, en grec) ou héliologie pour le Soleil (hélios, en grec). Son domaine d’étude s’étend des particules microscopiques jusqu’aux planètes géantes. Elle analyse la naissance des systèmes de planètes et leur développement, les caractéristiques de celles-ci. Ainsi, pour le Soleil, la planétologie étudie des phénomènes comme les vents solaires, le champ magnétique du Soleil, ou les poussières solaires. Elle s’appuie sur les connaissances des sciences de la Terre, sur les principes par exemple de la géophysique, pour prendre en compte, sur d’autres planètes, des phénomènes comme le volcanisme. Depuis la fin du xxe siècle, son domaine de compétence s’est étendu, avec l’étude des planètes hors de notre propre galaxie.

L’exobiologie

Également appelée astrobiologie, elle étudie les traces et manifestations de la vie dans l’Univers. Après avoir longuement imaginé les Martiens, c’est par elle que nous saurons un jour s’ils ont été des petits hommes verts. Car son but est de rechercher, dans le Système solaire, des traces d’activité organique susceptibles de donner naissance à de nouveaux systèmes du vivant. Son objet d’étude de prédilection est le carbone, ou la matière carbonée, car les structures premières de la vie, acides nucléiques ou protéines sont formés d’une succession d’éléments à base de composés carbonés. Il s’agit de savoir s’il y a une origine unique du modèle moléculaire du vivant, et quelles sont les formes prises, d’adaptation, quand il est confronté aux conditions les plus extrêmes.

Le noir et le rouge

En 1929, l’astronome américain Edwin Hubble observe, dans le spectre (champ lumineux du rouge au bleu) des galaxies lointaines quand elles se déplacent, un décalage vers le rouge, ou « redshift », qui indique que les galaxies les plus lointaines s’éloignent les unes des autres plus rapidement que celles qui sont plus proches. Ceci contredit la théorie d’un univers stationnaire, au profit de celle d’un univers en expansion. Car les vitesses élevées produisent un grand redshift, donc les galaxies concernées sont à des distances plus grandes que celles qui ont un plus faible redshift. Cette vitesse se traduit par une augmentation de la longueur d’onde de la lumière provoquée par le mouvement de la source lumineuse qui s’éloigne de l’observateur.

Le pendule de Foucault

Rappelons une expérience, devenue aujourd’hui fort connue, ou comment le physicien Léon Foucault (1819-1868) démontre que la Terre tourne bien sur elle-même. Le 31 mars 1851, le Panthéon sert pour une expérience visant à démontrer la rotation de la Terre. Fixant à son point le plus haut, la coupole, un pendule, une boule de laiton, qui devait effectuer des allers et retours, toutes les seize secondes et demie pendant six heures, laissant dans le sable humide une empreinte circulaire. Si le pendule inscrit des traces décalées, ce n’est pas que lui se déplace mais bien la Terre qui tourne.

réaliser le rêve de jules verne : la conquête spatiale

Un siècle après Jules Verne (1828-1905), le rêve de voler dans l’espace devenait réalité. Depuis Icare, fils de Dédale à l’origine du labyrinthe tenant enfermé le minotaure, qui vole trop près du Soleil avec ses ailes en cire qui fondent, le rêve d’un vol aérien possible est resté longtemps dans l’imagination des écrivains. Au iie siècle de notre ère, le philosophe grec Lucien de Samosate (120-180) écrit un roman, l’Histoire véritable, mettant en scène un bateau muni de voiles, qui, au cours d’une tempête est projeté à proximité de la Lune. Savinien de Cyrano, dit de Bergerac (1619-1655), est lui aussi l’auteur d’un roman de fiction se déroulant sur la Lune, l’Histoire comique des États et Empires de la Lune, et d’inventions pour se rendre dans l’espace comme la fusée à multi-étages.

Mais De la Terre à la Lune, en 1865, Autour de la Lune, en 1869, paraissent au milieu du xixe siècle, à une époque qui veut instruire le plus grand nombre de gens, où la presse et les journaux sont en pleine expansion. Jules Verne cherche à éveiller la curiosité de ses lecteurs en intégrant à ses romans les recherches les plus récentes. L’éditeur Hetzel lui donne l’idée d’écrire un roman ayant pour cadre la science. Les ouvrages de Camille Flammarion ont rendu aussi très populaire l’astronomie en tant que science. Des Luna Park se construisent à New York, à Coney Island, avec de nombreuses attractions inspirées par le voyage dans la Lune. Des mots comme Sélénites ou Séléniens, habitants de la Lune, Séléné en grec, sont utilisés par Jules Verne dans son vocabulaire. Les jouets, les jeux de société traduisent tous le gigantesque engouement que la conquête de la Lune suscite, aussi bien en Europe qu’aux États-Unis. Les voyages en ballon deviennent coutumiers pour le divertissement ou pour l’observation, Nadar prend les premières photos aériennes. Verne reprend le personnage de Nadar pour le changer en Ardan.

Au cours du xxe siècle, la télévision, le cinéma s’emparent à leur tour du thème mais en y intégrant robots, stations orbitales, comme dans Star Trek, L’Odyssée de l’espace. La Lune chez Verne est entrevue de même que chez les autres auteurs comme une nouvelle Terre à conquérir, un nouveau monde et sans doute la possibilité de communiquer avec d’autres vies lointaines.

II. L’univers et ses confins

L’univers, c’est avant tout du noir, même si nous ne le percevons pas. Composé de 0,03 % d’éléments lourds, de 0,3 % de neutrinos (particules élémentaires), de 0,5 % d’étoiles, de 4 % d’hydrogène libre et d’hélium, l’univers c’est surtout 95 % de matière noire. Eh oui ! Contrairement à la matière visible, les étoiles par exemple, cette matière noire n’émet pas de lumière, n’en absorbe pas et n’en réfléchit pas. Elle est donc parfaitement impossible à détecter. Selon les astronomes, 95 % de la matière de l’univers échappent aux observations faites par télescope. Ne sont visibles que les galaxies, les milliards d’étoiles qui les composent, les nébuleuses sombres ou brillantes, et des décharges d’énergie, comparable à des flashs gigantesques, dont l’origine demeure à expliquer. Nous voilà donc dans le noir, c’est le cas de le dire. Comme il est impossible de définir un « temps zéro » de l’univers, les physiciens sont confrontés à un véritable mur. Le premier instant véritable de l’univers, que nous puissions appréhender, est une infime fraction de seconde, appelé « temps de Planck » et qui correspond à temps t = 10-43 seconde. Avant cet instant précis, les lois connues de la physique ne s’appliquent plus. En effet, il faut alors prendre en compte les effets quantiques de la gravité, c’est-à-dire partir de la mécanique quantique, laquelle base sa théorie sur des ondes, ce qui implique cette fluctuation, la théorie de la relativité générale d’Einstein ne s’applique plus. La théorie est présentée en 1900 par le physicien allemand Max Planck (1858-1947), Prix Nobel de physique en 1918.

Mélanthe les indique et, le doigt vers les cieux,
Les nomme par leurs noms doux et mystérieux :
Pégase, le Dragon, Cassiopée insigne,
Andromède et la Lyre, et la Vierge et le Cygne,
Et le grand Chariot qui brille éblouissant
Et, seul, n’a point de part aux bains de l’Océan.

Albert Samain, Poèmes, « Les Constellations »

Millions, millions, et millions d’étoiles !
Je suis, dans l’ombre affreuse et sous les sacrés voiles,
La splendide forêt des constellations.
C’est moi qui suis l’amas des yeux et des rayons,
L’épaisseur inouïe et morne des lumières,
Encor tout débordant des effluves premiers,
Mon éclatant abîme est votre source à tous.

Victor Hugo, Abîme, « La Voie lactée »

des constellations du nord au sud

Dès les premiers temps, des groupes d’étoiles sont appelés constellations, et rapidement, les Grecs les rattachent à des croyances mythologiques, symboliques ou religieuses. Les constellations circumpolaires sont mentionnées dans L’Odyssée. Mais il semble qu’il faille chercher leur origine plus loin dans le temps, parmi les textes cunéiformes de la seconde moitié du IIe millénaire en Euphrate. Ils évoquent les constellations du Taureau, du Lion du Scorpion telles que nous les nommons encore aujourd’hui. Les premiers travaux qui mentionnent les constellations et en parlent comme des constellations sont ceux d’Eudoxe de Cnide (408-355) mais ces derniers sont perdus, quand demeure une versification par Aratos de Soles, iiie siècle av. J.-C., qui en dénombre 43 et 5 étoiles. L’astronome alexandrin Ptolémée dans son Almageste mentionne 48 constellations et 1 022 étoiles, à peu près les mêmes que celles que nous connaissons aujourd’hui. Les quarante autres constellations qui ont été ajoutées l’ont été par les astronomes du xviie et du xviiie siècles. Leur liste a été dressée par l’Union astronomique internationale (UAI) et publiée en 1930. La plupart dessinent des formes dans le ciel évoquant des personnages ou animaux mythiques.

Les constellations, de l’hémisphère Sud, de l’hémisphère Nord

Les constellations de l’hémisphère Nord sont au nombre de 39, celles de l’hémisphère Sud 46. Il est conventionnel de donner leur nom en latin. Trois d’entre elles sont invisibles, ce qui porte la totalité de leur nombre à 88. En fonction de leur position sur la sphère céleste, les constellations sont dites boréales, australes ou zodiacales (les 12 du zodiaque) :

Hémisphère Nord

Hémisphère Sud

Andromeda, Andromède 

Aquila, Aigle 

Aries, Bélier 

Auriga, Cocher 

Bootes, Bouvier 

Camelopardalis, Girafe 

Cancer, Cancer 

Canes venatici, Chiens de chasse 

Canis minor, Petit Chien 

Cassiopeia, Cassiopée 

Cepheus, Céphée 

Cetus, Baleine 

ComaBerenices, Chevelure de Bérénice 

CoronaBorealis, Couronne boréale 

Cygnus, Cygne 

Delphinus, Dauphin 

Draco, Dragon 

Equuleus, Petit Cheval 

Gemini, Gémeaux 

Hercules, Hercule 

Hydra, Hydre femelle 

Lacerta, Lézard 

Leo, Lion 

Leo minor, Petit Lion 

Lynx, Lynx 

Lyra, Lyre 

Ophiuchus, Serpentaire 

Orion, Orion 

Pegasus, Pégase 

Perseus, Persée 

Pisces, Poissons 

Polans, Étoile polaire 

Sagitta, Flèche 

Serpens, Serpent 

Taurus, Taureau 

Triangulum, triangle 

Ursa major, Grande Ourse 

Ursa minor, Petite Ourse 

Virgo, Vierge

Apus, Oiseau de Paradis 

Aquarius, Verseau 

Aquila, Aigle 

Ara, autel 

Canis major, Grand Chien 

Capricornus, Capricorne 

Carina, Carène 

Centaurus, Centaure 

Cetus, Baleine 

Chamaeleon, Caméléon 

Columba, Colombe 

Corona Australis, Couronne australe 

Corvus, Corbeau 

Crater, Coupe 

Crux, croix du Sud 

Dorado, Dorade 

Eridanus, Éridan 

Fornax, Fourneau 

Grus, Grue 

Hydra, Hydre femelle 

Hydrus, Hydre mâle 

Indus, Indien 

Lepus, Lièvre 

Libra, Balance 

Lupus, Loup 

Monoceros, Licorne 

Musca, Mouche 

Octans, Octant 

Ophiuchus, Serpentaire 

Orion, Orion 

Pavo, Paon 

Phoenix, Phénix 

Pictor, Chevalet du Peintre 

Piscis Austrinus, Poisson austral 

Puppis, Poupe 

Pyxis, Boussole 

Sagittarius, Sagittaire 

Scorpius, Scorpion 

Sculptor, Atelier du Sculpteur 

Serpens, Serpent 

Sextans, Sextant 

Triangulum Australe, Triangle austral 

Tucana, Toucan 

Vela, Voiles 

Virgo, Vierge 

Volans, Poisson volant

Le nez dans les étoiles

Aux dires de certains, nous en aurions au moins une au-dessus de nos têtes. En effet, les étoiles comptent parmi les astres les plus visibles. Ce sont des boules de gaz, groupés en associations et amas, allant jusqu’à plusieurs centaines de milliers pour former ceux-ci. Les étoiles sont réparties en plusieurs catégories d’après leur masse, leur dimension, leur température, leur couleur et leur magnitude, des naines rouges sombres dites « froides » aux géantes bleues, très chaudes et très brillantes.

Elles naissent à partir de la contraction de nuages de matière interstellaire de très grande étendue, mais de faible densité. La seule force de la gravitation suffit à réunir ce nuage en une boule de matière. Plus cette masse se contracte, plus sa température s’élève. À l’origine, une étoile est la contraction de nuages de matière interstellaire, composée presque uniquement d’hydrogène. Très vaste, le nuage est peu dense. C’est alors qu’intervient la gravitation, qui le force à se contracter, à devenir plus dense. Le nuage, appelé nébuleuse, devient, en se contractant, une proto-étoile. Qui se contracte encore, ce qui provoque une énorme élévation de sa température, jusqu’à 10 millions de degrés. La chaleur est telle qu’elle entraîne une réaction de fusion thermonucléaire : une étoile est née ! Lorsque ces étoiles se regroupent, nous parlons de galaxies, celles-ci pouvant en contenir de 10 à plusieurs milliards. On distingue plusieurs sortes d’étoiles en fonction du fait de leur masse ou de ce qu’elles ont brûlé leur énergie. Les étoiles sont numérotées, soit à partir des lettres de l’alphabet grec (alpha, bêta…) ou latin, soit à partir de chiffres arabes. La numérotation s’effectue soit en fonction de leur luminosité, soit en fonction de leur distance par rapport à la Terre. Les étoiles principales des constellations sont distinguées des autres par un nom (Sirius) au lieu d’une simple lettre.

Les étoiles de la plus proche à la plus lointaine

Étoile

Constellation

Distance en années-lumière

Proxima Centauri

Centaure

4,2

Alpha Centauri

Centaure

4,3

Étoile de Barnard

Ophiuchus

5,9

Wolf 359

Lion

7,6

Lalande 21185

Grande Ourse

8,1

Sirius

Grand Chien

8,7

Véga

Lyre

26

Arcturus

Bouvier

36

Capella

Cocher

45

Canopus

Carène

310

Qui

À quelle température

Sous quelle forme

Les étoiles bleues et blanches

Température comprise entre 6 000 °C et 25 000 °C

Les plus chaudes, les plus brillantes

Bleues

11 000 °C et 25 000 °C

Blanc-bleuté

8 000 °C-11 000 °C

Blanc

6 000 °C-80 000 °C

Jaune brillant

5 000 °C-6 000 °C

Les étoiles jaunes et rouges sont les moins chaudes, les moins brillantes

Orange

3 500 °C-5 000 °C

Rouge

3 000 °C-3 500 °C

Celles qui viennent du ciel : les météorites

Ce sont sans doute celles-ci qui ont le plus frappé l’imagination. Objets naturels venus de l’espace, leur chute n’est pas si courante que cela ; elle peut aller jusqu’à former un cratère, et en dehors de celle survenue en 1492 en Alsace, peu sont réellement bien observées sauf également celle survenue dans l’Orne en 1803. Il est alors possible de les classer en fonction de leur période d’observation, d’un bout de l’année à l’autre.

Des météorites en pluie

Pluies de météorites

Époque d’observation

Nombre moyen de traînées par heure

Quadrantides

1-4 janvier

40

Lyrides

19-24 avril

10

Aquarides

21 avril-12 mai

20

Ariétides

29 mai-19 juin

60

Perséides

1-7 juin

40

Taurides

4 juin-5 juillet

30

Orionides

16-26 octobre

30

Léonides

14-20 novembre

1 000 à 10 000

Géminides

7-15 décembre

50

On distingue deux types de météorites selon le corps astral dont elles proviennent et son origine :

– Les chondrites sont issues de corps célestes petits, c’est-à-dire de moins de quelques dizaines de kilomètres de diamètre, apparus en même temps que notre Soleil, il y a plus de 4,6 milliards d’années.

– Les météorites différenciées naissent à partir de corps célestes beaucoup plus gros, d’un diamètre de plusieurs centaines de kilomètres, et qui ont connu les effets de la tectonique (réchauffement, pression), tout comme notre bonne vieille Terre.

Plans sur la comète

Le mot comète apparaît vers 1190 et vient du grec kometes aster, ou « astre chevelu ». Les comètes se présentent sous la forme d’une gigantesque queue de lumière visible à l’œil nu, de plusieurs dizaines de kilomètres. De la poussière, du gaz, des roches sont emprisonnés dans son noyau dur, composé de glace, lequel se trouve avec d’autres à des milliards de milliards de kilomètres. C’est en s’échauffant que les noyaux libèrent molécules et poussières, à l’origine de la lumière solaire. Elles se seraient formées il y a 4,6 milliards d’années avec le Système solaire. Selon les époques, elles sont considérées comme les annonciatrices de grands malheurs ou de guerres autant que de bonnes choses. La comète de Halley inspire un jeu de cartes, le Jeu de la comète, conçu pour le roi Louis XV. Le nom de Halley se réfère à celui qui, en 1705, Edmund Halley (1656-1742), dresse la première table des orbites de 24 comètes, publiée dans le Astronomiae Cometicae Synopsis.

Les plus grosses météorites

Date de découverte

Poids en kg

Lieu de chute

1854

3 500

Cranbourne (Australie)

1784

5 400

Bendego (Brésil)

1600

11 000

Morito (Mexique)

1902

15 000

Willamette (Oregon)

date inconnue

20 000

Armanty (Mongolie extérieure)

1930

25 000

Mbosi (Tanzanie)

date inconnue