Regarder dans le ciel, c’est regarder loin dans le temps… toutefois rester sur Terre et jadis c’est possible en Biologie-Géologie !
Photo prise depuis Apollo 16 en avril 1972 (¢ – NASA)
- Notre satellite la Lune se trouve à 1,3 secondes-lumière de la Terre. Sa magnitude maximale est négative (-12,9). L’astre le plus lumineux par ailleurs est Vénus (entre -4,7 et -4,9 selon le contexte).
- Notre étoile le Soleil se trouve à 8,3 minutes-lumière. Quand le Soleil se lève, il est déjà levé en réalité depuis un peu plus de 8 minutes ! Sa magnitude, évidemment négative est de -26,7.
- Neptune qui est la planète la plus éloignée du Système solaire se trouve à 4,4 heures-lumière (magnitude 7,8 environ, repérable avec des jumelles). Si on veut voir l’aspect de Neptune « maintenant », il faut regarder cette planète avec un télescope 4,4 heures avant !
- La planète naine, transneptunienne, du système solaire la plus éloignée est surnommée « FarFarOut » (2018 AG37) découverte en 2018. Elle se trouve à 18,3 heures-lumière de la Terre. Sa magnitude de 25,3 nécessite un excellent télescope professionnel pour l’apercevoir ! r. Nous sommes aux limites de la technologie terrestre (voir plus bas). Son diamètre est estimé à 400 km, soit deux fois plus petite que Cérès, un autre plutoïde perdu dans la Ceinture principale d’astéroïdes entre Mars et Jupite
α Centauri mieux connue sous le nom d’Alpha Proxima du Centaure est, après le Soleil, le groupe d’étoiles le plus proche de la Terre. Quand nous le regardons nous la voyons te qu’il était il y a 4,4 ans car la lumière a mis ce temps pour nous parvenir (distance 4,4 années lumières). Si vous êtes en terminale « vous n’avez que 13 ou 14 ans » en regardant cette « étoile » Proxima ! Nos vaisseaux spatiaux à leur vitesse habituelle, prendraient 80000 ans pour l’atteindre et ce serait déjà une prouesse (mais sans excès de carburant car il serait inutile !).
- La Galaxie d’Andromède (M31, catalogue de Messier, constellation d’Andromède) (magnitude 3,4) se trouve à 2,5 million d’années-lumière, si bien que tel que nous la voyons, nous sommes peu après les débuts des humains sur la planète (Australopithèques).
©© bysa – Neanderthal-Museum, Mettmann – Wikimedia commons
- Les premiers poissons à mâchoire tels que nous les connaissons, ont des fossiles datant d’un peu plus de 400 Ma. La Galaxie NGC 1275 dans l’Amas de Persée (constellation de Persée proche d’Algol ou Mirfak, β et α Persei) se trouve à près de 380 millions d’années-lumière. Il faut un bon télescope amateur pour l’apercevoir (magnitude 12,6).
- Pour voir un objet céleste âgé d’environ 1,5 milliards d’années, il faut chercher cet objet à 1,5 milliards d’années-lumière (1,5 Gal). Une recherche par I-art’ donnent après plusieurs calculs les résultats suivants. Au-delà de 1,0 Gal on estime qu’aucune étoile individuelle n’est accessible directement à l’œil, même avec un télescope exceptionnel, les magnitudes dépassent alors la valeur 30. Les meilleurs télescopes terrestres professionnels ne voient pas mieux que des magnitudes de 26 à 28 (avec des images en exposition longue). On atteint au mieux les 31 avec Hubble Space Telescope qui placé sur satellite n’est pas perturbé par l’atmosphère, ce avec des pauses longues et non en direct ! Le nouveau télescope James Webb Space arrive à 32-34 dans l’infra-rouge en pause longue et permet d’apercevoir des objets presqu’aussi vieux que l’Univers. Le Fond diffus cosmologique correspond aux premiers « photons » produits à peine 380000 ans, après le Big Bang et datent de 13,8 Gal, mais se trouvent « maintenant » avec l’expansion de l’Univers à près de 46 Gal !
Vous allez voir en classe un Stromatolithe provenant d’Afrique du Nord datant de 1,5 milliards d’années de ma propre collection. Même en regardant au fond du Ciel vous ne pourrez guère voir d’objet aussi âgé de toute votre vie ! Vous rencontrerez peut-être des roches plus vieilles : quelle chance ! Qui sait ?
Imagerie Hubble télescope spatial (¢ NASA)
©© bysa – Carla Antonini – Wikimedia commons
| Nom et lieu (Constellation : proximité) | Distance en milliards d’années-lumière (Gal) ~ | Magnitude et visibilité ~ |
| Quasar 3C 273 (Vierge : ~ β et γ Virginis) | 2,4 Gal | 12,9 |
| 3C 273 est « visible » avec un bon télescope amateur | ||
| B3 / 1E 0754+394 QSO 0754+394 (Vierge : isolé) | 1,44 Gal | 14,4 |
| PG 0804+761 (Girafe : isolé) | 1,50 Gal | 13,7-14,7 |
| IRAS 21219-1757 (Capricorne : isolé) | 1,69 Gal | 14,8 |
| Quasar infra-rouge IRAS 13349-2438 (Bouvier : isolé) | 1,62 Gal | 14,7-15,0 |
| Quasar BL Lac PKS 2155-304 (Poisson austral : isolé) | 1,76 Gal | 13,5-14,0 |
- L’âge estimé de la Terre est de 4,8 Ga, est-il possible de trouver un objet céleste de cet âge dans notre univers, soit à la distance de 4,8 milliards d’années-lumière ? Malgré les efforts de l’I-art’, un seul objet sort et s’approche de cette valeur est CTQ 414, distant de 5,6 Gal et de magnitude 19,8 ce qui est très au-delà de ce qu’on peut observer avec un bon télescope amateur (fig. online ➚). Il se trouve dans la constellation du Bouvier (dans le secteur de l’étoile très brillante Arcturus), mais ne cherchez pas à voir ce Quasar qui crée d’ailleurs volontiers une image multiple en raison de phénomènes gravitationnels.
Globalement cette présentation parlent de satellites naturels, la Lune, d’une étoile proche, le Soleil, de planètes, rocheuse (ou tellurique) comme Vénus, ou géantes gazeuses telle que Neptune. Les planètes naines (plutoïdes) avec « FarFarOut » sont aussi évoquées. D’autres étoiles sont désignées en raison de leur situation dans telle ou telle constellation, manière pratique d’organiser la voute céleste. Il est question de galaxies, comme celle d’Andromède, située dans la constellation du même nom. Les galaxies sont de grands ensembles d’étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire, liés entre eux par la gravité. Les quasars sont enfin un élément extrêmement brillant situés au centre de galaxies lointaines alimentés par un trou noir massif (ceux ci ne permettent plus aux photons (lumière) de s’échapper et la gravité qu’ils possèdent est telle qu’ils attirent énormément de lumière ce qui est figuré par des quasars dans divers cas). Regarder le ciel c’est regarder le passé. En Biologie-Géologie, des fossiles défient les meilleurs télescopes pour voir des objets, fossiles ou roches incroyablement anciens.
Situé à 46 Gal le Fond cosmologique diffus est plus éloigné que son âge lui-même. La lumière n’a toutefois voyagé que sur une distance de 13,8 Gal depuis la post-formation de l’Univers (peu après le Big Bang), le voyage des photons n’est que de 13,8 Ga (milliard d’années) environ, mais l’espace lui-même s’est étendu (expansion) ce qui multiplie cette distance, estimée à 46 milliards d’années-lumière (46 Gal). On parle de distance comobile.
sur fond de mythes grecs
Peinture réalisée sur la période 1770-1776 par
le peintre allemand Raphael Mengs (1728-1779)
Les temps que nous connaissons appartiennent à notre monde matériel. Mais pour le photon, messager de lumière, le temps n’existe pas. À la vitesse de la lumière, le temps s’efface, se fige, s’abolit.
La vitesse de la lumière, elle-même, perd son sens : comment parler de kilomètres ou de secondes lorsqu’il n’y a plus ni distance ni durée ? Le photon ne traverse rien — il est partout à la fois, dans un espace sans étendue, dans un instant sans fin. Son temps est nul, son espace infini. Ainsi, seuls la matière et le poids du monde donnent forme à l’espace et au temps. Plus la matière s’élance, plus son temps se raccourcit, glissant vers le néant lorsqu’elle approche la vitesse de la lumière.
Les photons, eux, ne voyagent pas : ils sont. Ce sont la Terre, la masse, la lenteur, qui tissent les trames du temps et de l’espace tels que nous les mesurons. Sans notre regard ancré dans un monde de matière massique, il n’y aurait ni secondes à compter, ni distance à parcourir. Aussi les dates données plus haut n’ont de sens que pour nous et la Terre et l’âge que nous donnons à l’Univers nous est propre. Les photons ne peuvent percevoir l’Univers et pourtant nous y percevons la lumière.
