Une odyssée personnelle
La vie des étoiles
Si vous voulez faire une tarte aux pommes à partir de zéro...
il vous faut d'abord inventer l'Univers.
Merci beaucoup.
Mettons que je découpe une part...
dans cette tarte aux pommes.
Elle s'effrite, mais elle est bonne.
Maintenant, mettons que je coupe cette part en deux...
puis que je coupe une moitié en deux...
et ainsi de suite.
Combien de parts faudrait-il couper avant d'arriver à un seul atome ?
Il faudrait couper la tarte 90 fois de suite.
Bien sûr, ce couteau n'est pas assez aiguisé...
cette tarte s'effrite bien trop...
et un atome est trop petit pour être visible.
Cependant, il y a un moyen d'y parvenir.
C'est ici, à l'université de Cambridge, en Angleterre...
qu'on a compris la nature des atomes...
en les bombardant avec des fragments d'atomes...
et en observant comment ils rebondissaient.
Un atome type est entouré...
d'une sorte de nuage d'électrons.
Les électrons portent une charge électrique.
Ils déterminent les propriétés chimiques de l'atome...
comme par exemple l'éclat de l'or...
ou la transparence des solides faits d'atomes de silicium et d'oxygène.
Mais, au cœur de l'atome...
enfoui sous la couche périphérique d'électrons...
se trouve le noyau, composé surtout de protons et de neutrons.
Les atomes sont très petits.
100 millions d'atomes mis bout à bout ne feraient que cette taille.
Et le noyau est 100 000 fois plus petit.
Il représente cependant presque toute la masse de l'atome.
Les électrons, en comparaison...
ne sont que de la poussière en mouvement.
Les atomes sont donc surtout constitués de vide.
La matière, c'est essentiellement du néant.
Si on envisage de découper cette tarte...
jusqu'à n'obtenir qu'un seul atome...
on se trouve confronté à l'infiniment petit.
Et lorsqu'on regarde le ciel étoilé...
on est confronté à l'infiniment grand.
L'infini est un des concepts humains les plus fascinants.
Il suggère une régression interminable...
qui se poursuit au-delà du très loin : elle se poursuit à jamais.
Vous êtes-vous déjà trouvé entre deux miroirs parallèles...
chez le coiffeur ? Avez-vous pu voir votre image répétée à l'infini ?
Vous pourriez également utiliser...
deux miroirs plats...
et la flamme d'une bougie...
et vous verriez un grand nombre d'images...
chacune étant le reflet d'une autre.
On ne peut pas vraiment voir une infinité d'images...
car les miroirs ne sont ni plats, ni alignés...
la bougie cache la perspective...
et la vitesse de la lumière n'est pas infinie.
Lorsqu'on parle d'infini...
on parle d'une quantité supérieure à n'importe quel nombre.
Quel que soit le nombre en question, l'infini lui est supérieur.
Il y a un bon moyen d'exprimer les très grands nombres.
On peut...
écrire le nombre 1000...
sous la forme de 10 puissance 3...
ce qui veut dire : 1 suivi de trois zéros.
Un million peut être écrit sous la forme de 10 puissance 6...
c'est-à-dire, 1 suivi de six zéros.
Le plus grand nombre n'existe pas. Si on prend un nombre...
on peut toujours y ajouter 1.
Mais il existe de très grands nombres.
Le mathématicien américain Edward Kasner demanda à son neveu...
d'inventer un nom pour un nombre extrêmement grand...
10 puissance 100.
Je ne peux pas écrire tous les zéros, je n'ai pas assez de place.
Le garçon l'appela...
un "googol".
Si vous trouvez qu'un googol est grand, imaginez le "googolplex".
C'est 10 puissance googol.
C'est-à-dire : 1 suivi, non pas de 100 zéros...
mais par un googol de zéros.
Par rapport...
à ces nombres extrêmement grands...
le nombre d'atomes contenus dans cette tarte...
n'est que de l'ordre de 10 puissance 26.
Ce n'est rien par rapport à un googol...
et encore moins par rapport à un googolplex.
Le nombre total de protons, de neutrons et d'électrons...
dans l'univers observable est de l'ordre de 10 puissance 80.
Un 1 suivi de 80 zéros.
Cela reste très inférieur au googol, sans parler du googolplex.
Et pourtant, ces nombres, le googol et le googolplex...
sont extrêmement loin de ce qu'on appelle l'infini.
En fait, un googolplex est aussi loin de l'infini...
que l'est le chiffre un.
On a essayé d'écrire un googolplex...
mais ça n'a pas été facile.
C'est un très grand nombre.
Écrire la totalité d'un googolplex est une vaine entreprise.
Une feuille assez grande pour qu'on puisse l'écrire...
ne tiendrait pas dans l'univers connu.
Heureusement...
il existe...
un moyen bien plus simple d'écrire un googolplex.
Comme ceci.
Et l'infini...
peut être représenté sous cette forme.
C'est ici, à l'université de Cambridge...
que les composants de l'atome ont été découverts.
Le domaine de l'infiniment petit.
Depuis Démocrite, au cinquième siècle avant J.-C...
on s'est interrogé sur l'existence des atomes.
Ces derniers siècles, on a eu de sérieuses raisons de penser...
que la matière est faite d'atomes.
Mais ce n'est qu'à notre époque qu'on a pu enfin les voir.
Ces taches rouges...
représentent les mouvements d'atomes d'uranium...
agrandis 100 millions de fois.
Démocrite aurait certainement beaucoup aimé ce film.
On considère l'existence des atomes comme un fait établi.
Et pourtant, il en existe de toutes sortes...
qui sont à la fois fascinantes et utiles.
Regardez.
On distingue 92 sortes d'atomes différents...
dans la nature.
On les appelle les éléments chimiques.
Toutes les choses que l'on voit...
toutes les merveilles de la nature, sont faites de ces atomes...
combinés en structures chimiques harmonieuses.
Nous avons représenté ici ces 92 sortes d'atomes.
À température ambiante, la plupart sont des solides...
certains sont des gaz...
et deux d'entre eux...
le brome et le mercure, sont à l'état liquide.
Ils sont classés par ordre de complexité.
L'hydrogène, le plus simple, est l'élément numéro un.
L'uranium, le plus complexe...
est l'élément numéro 92.
Certains de ces éléments sont très courants.
Par exemple...
le silicium, l'oxygène, le magnésium, l'aluminium, le fer...
les composants de la Terre.
Ou l'hydrogène, le carbone, l'azote, l'oxygène, le phosphore, le soufre...
qui sont des éléments essentiels à la vie.
D'autres éléments nous sont complètement inconnus.
Par exemple, l'hafnium.
L'erbium.
Le dysprosium.
Le praséodyme.
On ne les rencontre pas tous les jours.
En général, plus un élément est courant, plus il est abondant.
La Terre est très riche en fer...
mais nettement moins riche en yttrium.
Le fait...
que les atomes sont constitués uniquement...
de protons, de neutrons et d'électrons...
est une découverte assez récente.
Le neutron a été découvert en 1932.
Comme l'électron et le proton, c'est ici qu'il a été découvert...
à l'université de Cambridge.
La physique et la chimie modernes ont réduit la complexité...
du monde tangible et l'ont rendu d'une incroyable simplicité.
Trois unités, agencées selon différentes combinaisons...
sont l'essence de toute matière.
Le neutron...
est électriquement neutre, comme son nom l'indique.
Le proton porte une charge positive...
et l'électron, une charge négative de même valeur.
Puisque tout atome est neutre...
le nombre de protons dans le noyau...
doit être égal au nombre d'électrons gravitant autour du noyau.
Les protons et les neutrons constituent le noyau de l'atome.
Les propriétés chimiques d'un atome...
de même que celles d'un élément...
dépendent du nombre d'électrons, donc de celui de protons...
qui est le nombre atomique.
La chimie, c'est simplement des nombres.
Cette idée aurait sûrement plu à Pythagore.
Si vous êtes un atome...
et que vous n'avez qu'un seul proton...
vous êtes de l'hydrogène.
Deux protons, vous êtes de l'hélium.
Trois, du lithium.
Quatre, du béryllium. Cinq, du bore.
Six, du carbone. Sept, de l'azote. Huit, de l'oxygène, et ainsi de suite.
Jusqu'à 92 protons...
auquel cas, vous êtes de l'uranium.
Les protons sont chargés positivement...
mais des charges de même signe se repoussent.
Pourquoi le noyau reste-t-il entier ?
Pourquoi la répulsion des protons...
ne le fait-il pas s'éparpiller ?
Parce qu'il y a une autre force que l'électricité ou la pesanteur...
la force nucléaire.
Elle fonctionne comme un crochet à courte portée...
qui s'active quand les protons et les neutrons sont très proches.
La force nucléaire est plus forte...
que la répulsion des protons.
Les neutrons exercent une force nucléaire, et non électrique.
Ils forment donc une sorte de colle qui lie les éléments du noyau.
La combinaison de deux protons et de deux neutrons...
forme un noyau d'hélium.
Il est très stable.
Trois noyaux d'hélium liés par des forces nucléaires...
forment du carbone.
Quatre noyaux d'hélium, de l'oxygène.
Il n'y a aucune différence entre quatre noyaux d'hélium réunis...
et un noyau d'oxygène. C'est la même chose.
Cinq noyaux d'hélium forment du néon.
Six, du magnésium.
Sept, du silicium.
Huit, du soufre, et ainsi de suite.
En augmentant le nombre atomique de deux...
on obtient toujours un élément connu.
Chaque fois qu'on ajoute ou qu'on enlève un proton...
et assez de neutrons pour consolider le noyau...
on fabrique un nouvel élément.
Prenons le mercure.
Si on lui enlève un proton...
et trois neutrons, on le change en or.
C'est le rêve des alchimistes du passé.
Au-delà de l'élément 92, l'uranium...
il existe d'autres éléments.
Ce ne sont pas des éléments naturels.
Ils sont fabriqués par l'homme...
et se désintègrent rapidement.
L'un d'eux, l'élément 94, s'appelle le plutonium...
et c'est l'une des substances les plus toxiques qui soient.
D'où viennent les éléments qui apparaissent de façon naturelle ?
Peut-être sont-ils créés chacun séparément ?
Tous sont composés des mêmes particules.
L'univers, dans son ensemble...
est constitué à 99,9o% d'hydrogène et d'hélium.
Les deux corps les plus simples.
L'hélium...
fut détecté sur le Soleil avant d'être découvert sur Terre.
Les autres éléments chimiques...
ont-ils évolué à partir de l'hydrogène et de l'hélium ?
Pour empêcher la répulsion...
les protons et les neutrons doivent être proches...
pour que les "crochets" des forces nucléaires s'enclenchent.
À hautes températures, les particules...
sont si rapides que la force de répulsion n'a pas le temps d'agir.
Ce sont des températures de l'ordre de dizaines de millions de degrés.
De telles températures sont fréquentes dans la nature.
Où ça ?
À l'intérieur des étoiles.
Les atomes sont fabriqués à l'intérieur des étoiles.
En leur sein, les noyaux d'hydrogène s'entrechoquent...
et forment de l'hélium.
Chaque fois qu'un noyau d'hélium est fabriqué, un photon est émis.
C'est pourquoi les étoiles brillent.
Les étoiles naissent dans des nuages de gaz et de poussière...
comme la nébuleuse d'Orion, à 1 500 années-lumière...
qui s'effondre partiellement sous l'effet de la gravité.
La collision des atomes provoque un échauffement du nuage...
où l'hydrogène se convertit en hélium...
et donne naissance à une étoile.
Les étoiles naissent en amas.
Puis, elles quittent leur foyer...
pour s'aventurer dans la Voie lactée.
Les étoiles adolescentes, telles les Pléiades...
sont encore entourées de gaz et de poussière.
Elles finissent par voyager loin de chez elles.
Il existe des étoiles nées de la même nébuleuse que le Soleil...
il y a cinq milliards d'années.
Mais nous ne les connaissons pas.
Ces sœurs du Soleil...
se trouvent peut-être de l'autre côté de notre galaxie.
Comme le Soleil, elles réchauffent peut-être les planètes voisines.
Peut-être ont-elles contribué...
à l'évolution de la vie et d'êtres doués d'intelligence.
Le Soleil est l'étoile la plus proche.
C'est une sphère qui brille parce qu'elle est chaude...
comme un tisonnier rougi.
La température sur la surface du Soleil est de 6 000 degrés.
Mais à l'intérieur...
dans la fournaise nucléaire où la lumière naît...
la température est de 20 millions de degrés.
Aux rayons X, on peut voir une partie du Soleil autrement invisible...
un halo de gaz d'un million de degrés : la couronne solaire.
Ces régions moins chaudes et plus sombres...
sont les taches solaires.
Elles sont associées à d'énormes flammes de gaz brûlant.
Ces langues de feu engloutiraient la Terre, si elle était proche.
Ces protubérances suivent...
les lignes de force du magnétisme solaire.
Ces zones plus sombres sont des trous dans la couronne solaire...
où s'écoulent les protons et les électrons du vent solaire...
avant d'être emportés dans l'espace interstellaire.
Cette fournaise est alimentée par le cœur du Soleil...
qui convertit 400 millions de tonnes d'hydrogène en hélium...
à chaque seconde.
Le Soleil est un énorme réacteur nucléaire...
pouvant contenir un million de Terres.
Heureusement...
il se trouve à 150 millions de kilomètres de nous.
Toute étoile finit par subir un effondrement.
Chaque étoile que l'on peut observer la nuit...
est dans un état d'équilibre entre deux effondrements.
Elle naît de l'effondrement d'un nuage de gaz interstellaire...
et subit un effondrement final...
lorsqu'elle touche à sa fin.
La gravitation provoque la contraction des étoiles, si elle agit seule.
Le Soleil est une immense boule d'hydrogène.
Les gaz brûlants qu'il contient le font se dilater.
La gravitation le fait se contracter.
Le Soleil résulte d'un équilibre entre ces deux forces...
la force de gravitation et celle du feu nucléaire.
Entre deux effondrements...
les étoiles brillent constamment.
Quand leur combustible est épuisé, elles refroidissent...
la pression ne maintient plus sa cohésion...
et l'effondrement initial reprend.
Les étoiles ont trois façons de mourir.
Leur destin est écrit d'avance.
Il dépend de leur masse initiale.
Une étoile ayant la masse du Soleil...
va continuer à s'effondrer...
jusqu'à ce qu'elle soit très dense.
Puis, la contraction s'arrête...
grâce à la répulsion...
de la multitude d'électrons qu'elle contient.
Une étoile ayant trois fois la masse du Soleil...
ne subit pas la pression des électrons.
Elle continue à s'effondrer...
jusqu'à ce que les forces nucléaires...
maintiennent la cohésion de l'étoile.
Une étoile ayant trois fois la masse du soleil...
ne subit même pas les forces nucléaires.
Aucune force ne peut compenser l'effondrement gravitationnel.
Une telle étoile connaît un destin étonnant.
Elle continue à s'effondrer...
jusqu'à ce qu'elle disparaisse.
La nature d'une étoile dépend de la force qui l'empêche de se condenser.
Une étoile maintenue par la pression des gaz...
est une étoile tout à fait ordinaire, comme le Soleil.
Une étoile maintenue par les forces électriques...
est une naine blanche.
C'est un Soleil réduit à la taille de la Terre.
Une étoile maintenue par les forces nucléaires...
est une étoile à neutrons.
C'est un Soleil réduit à la taille d'une ville.
Et une étoile qui est si lourde...
qu'elle finit par disparaître...
est un trou noir.
C'est un Soleil qui n'a aucun volume.
Avant de subir leurs sorts respectifs...
toutes les étoiles connaissent un avant-goût de la mort.
Avant l'effondrement final...
l'étoile subit une secousse, se dilate l'espace d'un instant...
et enfle démesurément.
Dans un dernier spasme, elle devient une géante rouge.
Dans cinq milliards d'années...
la Terre connaîtra une ultime journée parfaite.
Puis le Soleil changera lentement...
et la Terre s'éteindra.
Quand le Soleil aura converti...
tout son hydrogène en hélium...
l'intérieur du Soleil continuera à s'effondrer.
La chaleur du noyau provoquera la dilatation du Soleil...
et la Terre commencera à se réchauffer.
La vie finira par s'éteindre.
Les océans s'évaporeront.
Et notre atmosphère s'échappera dans l'espace.
Le Soleil enflera jusqu'à devenir une géante rouge.
Il envahira le ciel.
Il enveloppera et dévorera Mercure et Vénus...
et engloutira sans doute aussi la Terre.
Tout le système solaire se trouvera à l'intérieur du Soleil.
Mais peut-être que nos descendants...
se seront aventurés ailleurs.
Le Soleil agonisant se mettra à palpiter lentement.
Son noyau sera alors devenu si brûlant...
qu'il convertira l'hélium en carbone.
Ses cendres stellaires serviront de combustible...
et permettront au Soleil d'achever son cycle de géante rouge.
Il laissera s'échapper une partie...
de son atmosphère dans l'espace...
et emplira le système solaire d'une sinistre lueur.
Le fantôme d'une étoile, qui prend le large.
Le Soleil perdra peut-être la moitié de sa masse.
Vu d'ailleurs, notre système ressemblera...
à la nébuleuse de la Lyre.
L'atmosphère du Soleil gonflera comme une bulle de savon...
au centre de laquelle sera une naine blanche.
C'est le noyau du Soleil...
vidé de son combustible, qui se refroidit...
pour devenir une étoile froide et morte.
Ainsi vit une étoile ordinaire.
Née dans un nuage de gaz, elle devient un soleil...
puis une géante rouge.
À sa mort, c'est une naine blanche, entourée de son voile de gaz.
En voyageant dans l'univers...
à bord de notre vaisseau fictif...
si on pouvait recueillir le gaz interstellaire...
on trouverait surtout de l'hydrogène...
le plus vieil élément de l'univers...
ainsi que du carbone et de l'oxygène.
Les atomes les plus courants du cosmos...
sont ceux que les étoiles fabriquent aisément.
On trouverait aussi quelques éléments rares...
comme le praséodyme ou l'or...
qui ne proviennent pas des géantes rouges.
Ils sont fabriqués lors d'un des actes les plus spectaculaires...
que peut accomplir une étoile.
Une étoile plus lourde que le Soleil...
ne devient pas une naine blanche.
Lorsqu'elle meurt, elle éclate...
en une énorme explosion stellaire : une "supernova".
Notre région de la galaxie n'a pas connu de supernova...
depuis l'invention du télescope...
et notre Soleil n'en deviendra pas une.
Mais, en imagination...
on peut réaliser le rêve des astronomes...
et assister, au premier rang, à une supernova.
L'évolution d'une étoile prend des milliards d'années.
Mais ce qui déclenche une supernova...
dure quelques secondes.
Soudain, l'étoile brille plus que toutes les autres étoiles...
réunies.
EXPLOSION IMMINENTE
Si une supernova se produisait...
ce serait une tragédie pour les habitants des étoiles voisines.
Mais si leur soleil explosait...
ce serait une catastrophe sans précédent.
Les planètes seraient calcinées.
Même sur les planètes les plus lointaines, la vie s'éteindrait.
Dans notre vaisseau fictif, nous nous éloignons de l'étoile.
Mais les débris...
aussi rapides que la lumière, nous dépassent.
Des noyaux atomiques accélérés par l'explosion...
deviennent des rayons cosmiques.
Voici comment les étoiles restituent à l'espace...
les atomes qu'elles ont fabriqués.
L'onde de choc créée...
réchauffe et comprime le gaz interstellaire...
et déclenche la formation d'autres étoiles.
Ainsi...
les étoiles, comme le phoenix, renaissent de leurs cendres.
Au début, le cosmos était composé d'hydrogène et d'hélium.
Les autres éléments, fabriqués dans les supernovae...
étaient expulsés...
pour pouvoir former de futures étoiles et planètes.
Le Soleil est sans doute une étoile de la troisième génération.
À part l'hydrogène et l'hélium...
tous les atomes ont été créés sur d'autres étoiles.
Le silicium des roches, l'oxygène de l'air, le carbone de l'ADN...
l'or de nos banques, l'uranium de nos arsenaux...
ont tous été créés à des milliers d'années-lumière...
il y a des milliards d'années.
Notre planète, notre société, et nous-mêmes...
sommes faits de matière stellaire.
Nous nous trouvons dans un tunnel de lave.
C'est une grotte creusée dans le sol terrestre...
par un torrent de roche liquéfiée.
Pour notre petite expérience...
nous avons apporté un compteur Geiger...
et un morceau de minerai d'uranium.
Le compteur est sensible aux particules chargées en énergie...
comme les protons, les noyaux d'hélium, ou les rayons gamma.
Si on l'approche du minerai d'uranium...
le rythme des impulsions augmente considérablement.
Nous avons un récipient de plomb.
Si je dépose le morceau d'uranium...
dans le récipient fermé, qui absorbe les radiations...
le rythme des impulsions ralentit...
mais le compteur n'affiche pas zéro.
Pourquoi reste-t-il des impulsions ?
Certaines proviennent de la radioactivité des parois de la grotte.
Mais ce n'est pas tout.
Certaines proviennent des particules chargées...
qui pénètrent dans la grotte par sa paroi supérieure.
Ce sont les rayons cosmiques qu'on entend.
À chaque seconde, ils pénètrent à l'intérieur de mon corps...
et du vôtre.
Ils ne sont pas dangereux. Ils bombardent la Terre...
depuis qu'elle existe.
Mais ils provoquent des mutations...
et modifient la vie sur notre planète.
Les rayons cosmiques, surtout les protons...
traversent toute l'épaisseur de la roche située au-dessus de moi.
Ils sont hautement chargés en énergie...
et voyagent presque à la vitesse de la lumière.
Imaginez donc.
Une étoile explose...
à des milliers d'années-lumière...
et engendre des rayons cosmiques...
qui tournent en spirale à travers la Voie lactée...
pendant des millions d'années, jusqu'à ce que certains...
touchent la Terre...
pénètrent dans cette cave, dans ce compteur Geiger...
et dans notre corps.
Par le biais de mutations, l'évolution est partiellement due...
à la mort d'étoiles lointaines.
Nous dépendons étroitement...
du cosmos.
Nos ancêtres le savaient bien.
Les positions de la Lune et des étoiles...
permettaient aux spécialistes dans ce domaine de prédire l'avenir.
Les astronomes du passé, de par le monde...
observaient le ciel nocturne...
et notaient les positions de toutes les étoiles visibles.
À leurs yeux, la naissance d'une nouvelle étoile avait un sens.
Qu'auraient-ils déduit de l'apparition d'une supernova...
plus brillante que toutes les autres étoiles ?
Le 4 juillet de l'an 1054...
des astronomes chinois notèrent l'apparition d'une étoile "invitée"...
dans la constellation du Taureau.
Une étoile inconnue se mit à rayonner...
et devint aussi lumineuse que la pleine lune.
Ici, de l'autre côté du globe, dans le Sud-Ouest américain...
existait une culture dotée d'une riche tradition en astronomie.
Eux aussi doivent avoir vu cette nouvelle étoile brillante.
Grâce à la datation au carbone 14...
des restes d'un feu de bois, nous savons qu'à cet endroit...
vivait une peuplade, au XIème siècle.
Il s'agissait des Anasazi, les ancêtres des Hopi d'aujourd'hui.
L'un d'entre eux semble avoir dessiné...
sous cette corniche, à l'abri des intempéries...
l'image de la nouvelle étoile.
Sa position, près du croissant de lune, doit avoir été celle-ci.
L'empreinte de la main est peut-être...
la signature de l'artiste.
On appelle maintenant cette étoile étonnante la supernova du Crabe.
"Nova" du latin "nouveau", et "crabe"...
car son aspect rappela celui d'un crabe à un astronome...
alors qu'il observait les vestiges de l'explosion.
La nébuleuse du Crabe est une étoile qui a explosé.
Cette explosion fut visible pendant trois mois...
elle était observable à l'œil nu, même en plein jour...
et la nuit, on pouvait lire à sa lumière.
Imaginez la nuit...
où cette explosion stellaire colossale...
débuta.
Il y a mille ans...
les gens observaient, ébahis, la nouvelle étoile...
et se demandaient ce que c'était.
Nous sommes les premiers à connaître la réponse.
Grâce au télescope, on a vu ce qui se trouve...
à l'endroit repéré par les astronomes.
C'est un nuage lumineux, le vestige d'une étoile...
qui se disperse violemment dans l'espace interstellaire.
Seules les super-géantes deviennent des supernovae.
Mais toute supernova fut une géante rouge.
Dans la galaxie...
des millions de géantes rouges sont devenues des supernovae.
La partie d'étoile qui n'est pas éjectée s'effondre...
et tourne rapidement sur elle-même comme une patineuse.
L'étoile devient un énorme noyau atomique...
une étoile à neutrons.
Celle du Crabe tourne 30 fois par seconde.
Elle émet un rayon de lumière...
et semble clignoter avec une régularité étonnante.
On appelle ces étoiles à neutrons des pulsars.
Une cuillère à café de pulsar...
pèserait autant qu'une montagne.
Si j'en avais un morceau que je laissais tomber...
et je ne pourrais l'en empêcher...
il transpercerait la Terre de part en part...
comme dans du beurre.
Il creuserait un trou qui traverserait la Terre...
et ressortirait de l'autre côté, peut-être en Chine.
Les gens là-bas verraient tout d'un coup...
un petit bout d'étoile à neutrons jaillir du sol...
puis retomber.
Cet incident...
pourrait les distraire agréablement de leur routine.
Le pulsar, attiré par la pesanteur...
replongerait dans la Terre...
et creuserait des centaines de milliers de trous...
avant que la friction à l'intérieur de notre planète ne l'arrête.
Quand il sera enfin immobilisé...
le cœur de notre planète ressemblera un peu à du gruyère.
La galaxie comporte des étoiles à neutrons et des géantes rouges...
unies dans une étreinte gravitationnelle.
Des filaments de la géante rouge...
forment un disque en expansion...
gravitant autour de l'étoile à neutrons.
Toute étoile se trouve dans un état d'équilibre...
entre les forces d'expansion...
et la gravitation.
Si la gravitation dominait, cela provoquerait un événement...
plus étrange que tous ceux du Pays des merveilles.
Alice et ses amis supportent plus ou moins bien...
la gravité terrestre...
qui est à 1 g, "g" signifiant la gravité.
Qu'arriverait-il si on l'augmentait ou la diminuait ?
Si on la diminue, tout est léger.
Aux abords de 0 g, nos amis...
flottent dans l'air.
Le thé forme des petites billes.
Bizarre.
Si on revient à une gravité de 1 g...
il se met à pleuvoir du thé, et nos amis retombent par terre.
J'ai moi-même été invité à des goûters de ce genre.
Si on augmente la gravité de 2 ou 3 g...
tout devient plus calme.
On se sent lourd comme le plomb.
Excepté, par autorisation spéciale...
le chat du Cheshire.
Par bonté, nous les laissons partir.
À 1000 g, les arbres se ratatinent.
À 100 000 g, les rochers s'effondrent sous leur propre poids.
Un rayon lumineux n'est pas affecté par ces gravités.
Il demeure rectiligne.
Mais à des milliards de g...
même un rayon de lumière subit la gravitation et s'infléchit.
De plus en plus bizarre.
Une étoile où la gravité est si forte que la lumière ne s'en échappe pas...
s'appelle un trou noir.
C'est une étoile qui emprisonne la lumière.
On s'est interrogé sur les trous noirs...
depuis 1783.
Mais aujourd'hui, l'invisible a été confirmé.
Cette étoile a une compagne invisible très massive.
On a découvert que cette compagne était une source de rayons X...
et on l'a appelée Cyg X-1.
Ces rayons sont comme des empreintes...
qu'un homme invisible aurait laissées dans la neige.
Ces rayons sont créés par la friction...
qui existe dans le disque entourant le trou noir.
Les constituants du disque sont peu à peu engloutis...
dans le trou noir.
Des trous noirs provenant de milliards de soleils...
existent peut-être ailleurs...
émettant d'intenses rayonnements...
qui s'échappent dans l'espace.
Quand l'étoile est très dense, elle clignote...
puis disparaît. Il ne reste d'elle que sa gravité.
Elle glisse à travers une fissure qu'elle a créée dans l'espace-temps.
Un trou noir remplace l'étoile disparue.
Voici une surface à deux dimensions...
qui est quadrillée comme une feuille de papier millimétré.
Prenons une petite masse...
laissons-la tomber, et observons comment la surface se déforme...
et forme un creux, créant une troisième dimension.
On peut considérer la gravité comme une courbure de l'espace.
Si notre boule approche d'un creux...
elle tourne autour, comme une planète autour du Soleil.
Selon cette théorie d'Einstein, la gravité n'est qu'une distorsion...
du tissu de l'espace, que les objets rencontrent.
Une masse fait prendre à l'espace une dimension supplémentaire.
Plus la masse est importante, plus la gravité sera forte...
et plus le creux, la distorsion...
ou la courbure de l'espace, sera marquée.
Selon ce modèle...
un trou noir est une sorte de gouffre sans fond.
Et si on tombait dedans ?
Si on peut survivre à la marée gravitationnelle...
et aux flux de radiation, il n'est pas impossible...
qu'en plongeant dans un trou noir...
on se retrouve ailleurs dans l'espace-temps.
Ailleurs dans l'espace...
et ailleurs dans le temps.
L'espace est ainsi perçu...
comme étant creusé d'un réseau de tunnels...
tel un fruit mangé par les vers.
Bien que nous n'ayons encore rien prouvé...
cela reste une idée plutôt intéressante.
Si c'est vrai...
il existe peut-être des conduits de gravité...
des sortes de tunnels intergalactiques...
qui nous permettraient...
de nous déplacer en un rien de temps.
Une sorte de moyen de transport cosmique ultra-rapide.
On ne peut créer des trous noirs.
Nos technologies ne peuvent pas...
faire se déplacer de telles masses.
Mais un jour, on pourra peut-être voyager...
à des milliers d'années-lumière vers un trou noir.
On y plongerait pour ressortir...
dans une époque ou un lieu inconnus.
Notre perception de la réalité en serait considérablement modifiée.
Le cosmos est peut-être troué de tunnels...
menant ailleurs.
Peut-être que des civilisations plus avancées...
sont en train de voyager dans l'express gravitationnel.
On peut même envisager qu'un trou noir soit une porte...
vers un autre univers tout à fait différent.
La vie et la mort des étoiles...
semblent à mille lieues de notre réalité quotidienne...
et pourtant, nous dépendons étroitement de leurs cycles de vie.
La matière dont nous sommes faits...
a été fabriquée il y a très longtemps dans de lointaines géantes rouges.
"Un brin d'herbe", comme disait Walt Whitman...
"c'est le labeur d'une étoile."
La formation du système solaire a pu être déclenchée par une supernova.
Les rayons ultraviolets du Soleil ont rempli notre atmosphère...
engendrant des éclairs.
Ces sources d'énergie sont à l'origine de la vie.
Les plantes récoltent la lumière...
et la convertissent en énergie chimique.
Les animaux sont des parasites des plantes.
Nous fonctionnons donc presque tous à l'énergie solaire.
Les mutations font l'évolution.
Elles sont en partie provoquées par les rayons cosmiques.
Mais ceux-ci naissent lorsque des étoiles massives meurent...
à des milliers d'années-lumière.
Pensez à la chaleur du Soleil sur votre visage...
par un jour d'été sans nuages.
À 150 millions de kilomètres de lui...
nous sentons sa puissance.
Que sentirions-nous sur sa surface bouillonnante...
ou au cœur de son feu nucléaire ?
Et pourtant, le Soleil n'est qu'une petite étoile ordinaire.
Nos ancêtres vénéraient le Soleil, et ce n'était pas idiot.
Il est logique de vénérer le Soleil et les étoiles.
Car nous sommes leurs enfants.
Nous avons assisté au cycle des étoiles.
Elles naissent, elles mûrissent, puis elles meurent.
Le nombre de naines blanches...
de pulsars et de trous noirs augmente.
Les vestiges des étoiles s'accumulent...
au fil des ans.
Mais l'espace s'enrichit en éléments lourds...
qui donneront naissance à des étoiles ou des planètes...
à la vie et à l'intelligence.
Ce qui se passe sur une étoile agit sur des mondes lointains...
un milliard d'années plus tard.
Les nuages de gaz et de poussière...
sont des viviers d'étoiles.
Là, commence l'effondrement gravitationnel...
qui préside à la vie de toute étoile.
Des soleils massifs sont déjà devenus des géantes rouges.
Ils meurent jeunes, sans jamais quitter leur nuage d'origine.
D'autres soleils vivent plus longtemps et s'échappent du vivier.
C'est le cas de notre Soleil...
comme de la plupart des étoiles.
Les étoiles font souvent partie d'un système binaire ou multiple...
et brûlent leur combustible pendant des milliards d'années.
La Galaxie a 10 milliards d'années.
Elle a engendré...
quelques générations d'étoiles ordinaires.
Les éléments que nous voyons dans la Voie lactée...
sont des étapes dans le cycle des étoiles.
Certains sont nouveaux...
et d'autres sont aussi vieux que la Galaxie.
Un nuage de matière entoure la Voie lactée.
Il comprend des amas globulaires...
qui contiennent des millions de vieilles étoiles.
Au centre des amas globulaires et au cœur de la Galaxie...
se trouvent peut-être des trous noirs qui palpitent et ronronnent...
objets de futures explorations.
Nous nous émerveillons, à raison...
du retour quotidien de notre Soleil.
Mais quelque part, une planète d'un amas globulaire...
attend une aube bien plus glorieuse...
plus qu'un lever de soleil, un lever de galaxie...
une matinée illuminée par 400 milliards de soleils :
le lever de la Voie lactée.
Une immense spirale où les nébuleuses s'effondrent...
les planètes se condensent, où l'on trouve des super-géantes...
des étoiles stables...
des géantes rouges, des naines blanches, des supernovae...
des étoiles à neutrons, des pulsars, des trous noirs...
et très probablement d'autres éléments...
encore inconnus.
De ces mondes situés bien au-dessus de la Voie lactée...
il doit être évident, comme il commence à l'être pour nous...
que nous sommes faits d'atomes stellaires...
que notre matière et notre forme sont déterminées...
par le cosmos, dont nous faisons partie.
COSMOS SUPPLÉMENT
Je voulais vous montrer une image de Bételgeuse...
dans la constellation d'Orion.
La première image de la surface d'une autre étoile.
Mais la plus grande découverte récente...
est celle d'une supernova...
dans une galaxie près de la Voie lactée.
Nous pouvons observer les éléments en cours de synthèse...
et nous avons pu voir notre première supernova...
grâce à la neutrino-astronomie.
Nous pouvons observer sur les étoiles voisines...
des disques de gaz et de poussière semblables à ceux...
qui ont vu naître notre système solaire.
Des planètes se forment peut-être.
C'est un vieil instantané de notre système solaire.
Et on trouve tant de disques similaires...
qu'il se pourrait que les planètes soient nombreuses dans la Voie lactée.