P L A N È T E  G A Ï A 
 
   
   
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L'Univers : Explosions Cosmiques

Dans notre univers, des forces titanesques sont à l'œuvre. Elles ont l'énergie pour créer, et le pouvoir de détruire. Vous allez assister à des explosions telles que vous ne les avez jamais vus. "Une énergie de millions de fois plus puissante que celle de nos plus grandes armes nucléaires". Nous étudierons les plus gros impacts de corps célestes. Vous allez découvrir toute la puissance explosive de notre univers.

Il y a 13,7 milliards d'années, notre univers s'est formé suite à une formidable explosion : le big-bang. Il est à l'origine de toute la matière et d'un cortège de phénomène tous plus violents les uns que les autres. Éruptions volcaniques, impacts d'astéroïdes, explosions de supernova, les forces les plus dévastatrices de la nature sont nées de cet instant. Nous commençons par les explosifs à notre portée : poudre à canon et bombe nucléaire. Puis nous partirons dans le cosmos observé des explosions d'une magnitude infiniment plus importante.

Mais qu'est-ce qu'une explosion ? Tout simplement de l'énergie, une libération soudaine et souvent violente d'énergie. Que ce soit sur terre ou dans le cosmos, ce ne sont pas forcément les grands objets qui libèrent le plus d'énergie. Ce sont même souvent les plus petits qui font les plus grandes explosions. "La poudre noire à l'air inoffensive comme ça, mais sa liaison moléculaire recèle une quantité d'énergie chimique incroyable", Pr Steve Jacobs, pédagogie des sciences. L'énergie chimique est une forme d'énergie née des forces de l'attraction qui maintient les atomes et certaines particules unies au sein des molécules. Dans l'eau par exemple, les atomes d'hydrogène et d'oxygène sont réunies par des forces très puissantes qu'on appelle liaisons chimiques. Si ces liaisons sont rompues, l'énergie chimique est libéré. "Il faut beaucoup d'énergie chimique pour créer ces liaisons, et en brisant ses liens, on en libère l'énergie. On va prendre une autre enclume de 120 kg et la placer sur celle avec de la poudre au milieu, mettre le feu à la poudre et voir ce que cela donne", Pr Steve Jacobs. Une mise à feu sur quelques grammes de poudre à canon et l'enclume de 120 kg s'est envolée à 15 m du sol. Voilà un exemple de l'énergie qu'on libère quand on rompt une liaison moléculaire.
S'il s'agit d'une liaison nucléaire, celle qui relie les protons et les neutrons à l'intérieur de l'atome, l'énergie libérée est phénoménale. La plus grosse bombe nucléaire lâchée par l'homme avait la puissance de 50 Mt de TNT. C'est énorme et pourtant dérisoire comparé à la puissance des forces brutes de la nature. Dans l'océan Indien, le tsunami engendré par le séisme de 2004 a atteint la puissance de 100 Gt de TNT... L'équivalent de 2000 bombes nucléaires.

Volcans, séismes, ouragans et tsunamis peuvent ravager d'immenses territoires. Mais même la plus puissante de ces catastrophes n'aura jamais le pouvoir dévastateur d'un impact cosmique. "Tous les 100 millions d'années, tout ce qui pèse plus de 25 kg sur Terre est appelé à mourir", Pr Paul Doherty, physicien, Exploratorium de San Francisco. Les responsables sont des cailloux célestes. Des débris cosmiques qui ont suivi la formation de notre système solaire il y a 4,6 milliards d'années. Des astéroïdes ou des gigantesques boules de glace lancées dans l'espace à des dizaines de milliers de kilomètres heure. Selon les scientifiques, un astéroïde de la taille de Manhattan est responsable de l'extinction des dinosaures il y a 65 millions d'années. "Quand la météorite qui a tué les dinosaures a heurté la Terre, la puissance de l'impact a été phénoménal. 2 millions de fois plus forte que la puissance de n'importe quelle arme nucléaire", Pr Jay Melosh, professeur d'astronomie.

Comment un objet céleste faisant à peine 10 km de diamètre peut-il avoir un tel impact sur une planète ? Pour comprendre l'effet dévastateur du météorite de cette taille, observant l'impact d'une petite météorite de la taille d'une maison. Il y a 50 000 ans, l'une d'elle est tombée dans le désert de l'Arizona et à laisser ce cratère. " Voici Meteor Crater, le cratère de météorite. La première fois que je suis ici, j'étais sans voix, c'est tellement immense. Ça donne une idée de la puissance qu'il faut pour créer un cratère aussi grand". L'astronome Elisabetta Pierazzo, Planetary Science Institute, a fait un long travail de recherche sur la météorite qui a laissé ce trou béant de près de 1200 m de diamètre. "C'est inouï de penser qu'un corps qui ne fait pas plus de 45 m de diamètre, ait pu faire un tel cratère", Pr Elisabetta Pierazzo. L'astéroïde était lancé à plus de 40 000 km/h. 10 fois la vitesse d'une balle de revolver. Quand il a heurté la surface de la Terre, il a excavé 175 millions de tonnes de roche, et les a fait voler à des milliers de kilomètres dans l'atmosphère. "Pour creuser un tel cratère, il a fallu une énergie de l'ordre de 10 à 20 Mt", Pr Elisabetta Pierazzo. 20 Mt, une énergie 1000 fois plus puissante que celle de la bombe atomique d'Hiroshima.

Maintenant, imaginons une météorite de 100 fois plus grosse avec une énergie de 100 Mt. D'après les scientifiques, c'est ce qui aurait détruit les dinosaures il y a 65 millions d'années. Et ça pourrait se reproduire ! Que se passerait-il si une météorite de cette taille tombait sur une ville comme Las Vegas ? D'abord, un éclair éblouissant. Le son viendrait après. "Quand un astéroïde entre dans l'atmosphère de la Terre, ça crée une onde de choc terrible", Pr Louis Friedman, directeur exécutif The Planetary Society. L'onde de choc, une déflagration assourdissante. "L'atmosphère ne va pas le freiner. La surface du sol va chauffer jusqu'à être extrêmement brûlante, incandescente", Pr Conel Alexander, Institut des sciences de Carnegie. La suite est apocalyptique. En plongeant dans l'atmosphère, l'astéroïde comprime l'air. En dessous, la température grimpe à plus de 1000°C. Un souffle brûlant fonce à 15 000 km/h. Un souffle incendiaire qui va tout calciner sur 300 km à la ronde. Et c'est l'impact... En une fraction de seconde, la météorite pulvérise des centaines de millions de tonnes de roche. L'Ouest des États-Unis est plongé dans le noir. Un séisme de plus de 9,7 sur l'échelle de Richter rase les villes se trouvant des centaines de kilomètres du lieu de l'impact. En plein chaos, les villes de Denver, San Francisco et Los Angeles sont rayés de la carte par un nouveau raz-de-marée de roche et de débris incandescents. La fumée finit enfin par s'éclaircir et laisse entrevoir un cratère de plus de 100 km de large et un paysage dévasté sur des milliers de kilomètres à la ronde. Les débris qui ne sont pas tombés en pluie, restent en suspension dans l'atmosphère et font écran au soleil. Dans les semaines qui suivent, l'extinction commence. Les plantes sont les premières à disparaître, sans la lumière du soleil, elles se flétrissent et meurent. Sans nourriture, les animaux herbivores meurent à leur tour et ainsi de suite tout au long de la chaîne alimentaire jusqu'aux hommes qui ne peuvent plus se nourrir...

L'énergie dévastatrice des impacts cosmiques est à peine concevable. Ces impacts ont façonné la surface de notre planète par le passé et vont continuer de menacer la vie dans le futur. Quand une météorite géante tombe sur notre planète les effets sont cataclysmiques. La puissance explosive d'un tel impact est suffisante pour faire disparaître une civilisation. Peut-on au moins savoir si l'un de ces objets tueurs l'avenir nous frappait dans un futur proche ? "Nous sommes bombardés par 30 à 40 000 t de ces cailloux par an. C'est ce que vous voyez quand vous regardez les étoiles filantes", Pr Conel Alexander. Chaque jour, 25 t de poussière et de particules de la taille d'un grain de sable s'abattent sur la terre mais se consument dans l'atmosphère. Environ une fois par an, un astéroïde de la taille d'une voiture traverse l'atmosphère créant une boule de feu qui se consume avant de toucher le sol. Tous les 1000 ans, un objet de la taille de la Statue de la Liberté heurte la terre et cause de sérieux dégâts. C'est à peu près deux fois la taille de la météorite à l'origine du cratère en Arizona. Et toutes les dizaines de millions d'années, un objet de la taille d'une montagne s'approche et menace la vie de notre planète.

Les agences gouvernementales comme la NASA, tentent de dépister tous les objets à proximité de la terre. Mais, admettons que l'un d'eux soit détecté, quel est notre marge d'action ? Une bombe atomique ne serait pas assez puissante pour dévier l'astéroïde. Et si on le faisait exploser, on prendrait le risque d'avoir plusieurs météorites au lieu d'une. L'astronome Jay Melosh, pense que s'il fallait un jour sauvé la Terre d'une telle catastrophe, notre Soleil pourrait être notre meilleur allié. "Notre idée serait de récupérer la lumière du Soleil avec un grand miroir parabolique. Et de l'orienter vers l'astéroïde. Le soleil en chaufferait la surface jusqu'à ce qu'elle se vaporise. Toute cette vapeur finirait par former une sorte de fusée qui pousserait l'astéroïde dans une autre direction", Pr Jay Melosh.

La lumière du soleil aurait-elle vraiment l'énergie nécessaire pour dévier un astéroïde ? Les laboratoires Sandia, au Nouveau-Mexique, testent déjà la puissance de la lumière du soleil stocké en quantité. "Nous voyons la lumière du Soleil comme une source d'énergie dispersée. C'est pas si chaud, on peut résister. Mais si on prend tous ces miroirs et qu'on concentre la lumière sur un seul point, ça donne une lumière beaucoup plus intense, plus puissante avec de l'électricité ou une autre source d'énergie", Chuck Andraka, Laboratoire national de Sandia. Pour Chuck Andraka, nul doute que ce concentré de lumière solaire représente une force phénoménale capable de détourner un astéroïde. Ses miroirs focalisent les rayons de lumière vers un seul point à l'intérieur de cette tour, avec la puissance de 7000 Soleils. La température de ces rayons concentrés peut atteindre des millions de degrés. "Avec toute l'énergie concentrée dans un endroit comme ça (3 cm de rayon), on peut faire fondre n'importe quoi". Comme cette plaque d'acier... C'est encore luisant. Rien d'étonnant à ce que le Soleil puisse nous aider à détourner les astéroïdes lancés dans notre direction. Sa puissance est telle, qu'en une seconde, il peut créer des millions de fois plus d'énergie que tout ce que la terre ne pourra jamais créer. "L'énergie que produit le Soleil en une seconde, équivaut à l'énergie produit par 2 milliards de bombes H de 100 Mt", Pr David J. Helfand.

Notre Soleil est né il y a environ 5 milliards d'années, lorsqu'un gigantesque nuage d'hydrogène a commencé à se concentrer. "La gravité compacte tout, concentre tout et la température grimpe et on arrive au moment où peut se faire la fusion nucléaire. On atteint 10 millions de degrés, à ce stade on se fiche que ce soit en Fahrenheit ou en Celsius, c'est 10 millions de degrés, c'est très chaud", Pr Paul Doherty. "Il suffit que le cœur atteigne une certaine température pour que les atomes d'hydrogène se collent les uns aux autres et forment des atomes d'hélium. La réaction nucléaire peut s'enclencher", Pr David J. Helfand. C'est cette réaction nucléaire qui porte le nom de fusion. En temps normal, la charge électrique positive des protons au centre de l'atome, fait qu'ils se repoussent les uns les autres. Mais au cœur du Soleil, les températures et les pressions sont telles, qu'ils peuvent se souder ensemble et quand c'est le cas, des quantités phénoménales d'énergie sont libérées.
Il y a moins de 200 ans, les plus grands savants pensaient que le Soleil était une énorme masse de charbon. Et aujourd'hui encore, nombreux sont ceux qui le voient comme un fer solide, une boule de braise dans l'espace. Mais le Soleil est un astre très dynamique qui n'a rien à voir avec nos anciennes idées. "L'erreur la plus communément répandue c'est que le Soleil sera toujours là. Que sa présence est un fait acquis. Mais nous savons que le Soleil change et on doit en comprendre le fonctionnement car il affecte notre vie sur Terre". Si vous voulez tout savoir sur le Soleil, rendez-vous à Kitt Peak (<-), près de Tucson en Arizona. C'est un télescope solaire Spears, conçu et fabriqué dans les années 60, ça reste le plus grand télescope solaire du monde". Jennings est astrophysicien à la NASA. Ce télescope lui sert à étudier notre Soleil. "Cet aspect granulé de la surface du Soleil est du aux turbulences en profondeur. On a donc des structures qui changent en permanence", Pr Don Jennings, astrophysicien, NASA Goddard Space Fight Center. Cette surface en perpétuel mouvement laisse entrevoir les forces colossales à l'œuvre dans les profondeurs de l'astre solaire. "Si on pouvait prendre le Soleil et le découper pour regarder à l'intérieur, on verrait un cœur incandescent", Pr Don Jennings. Ce cœur est le moteur du Soleil. Il atteint une température de 15 millions de degrés. La gravité tente à rétrécir l'étoile et exerce une intense pression sur le cœur, de centaines de milliards de fois plus fortes que sur la Terre. Toute la lumière et l'énergie du Soleil viennent de cette fournaise nucléaire. Au centre, la pression est si forte et la matière tellement comprimée, qu'une particule de lumière peut mettre 1 million d'années avant de réussir à sortir du cœur et atteindre la surface en ébullition du Soleil pour se propulser dans l'espace. Huit minutes plus tard, un peu de cette lumière arrive sur la Terre.

Nous dépendons en parti de cette lumière pour alimenter en électricité nos foyers et nos entreprises. Et si on pouvait exploiter ce même processus de fusion ? "À l'intérieur du Soleil, la fusion se fait avec l'hydrogène. Si on voulait la reproduire sur Terre, il faudrait faire pareil. Il suffirait de 20 cl d'eau par seconde pour subvenir à tous les besoins énergétiques des États-Unis", Pr David J. Helfand. La fusion est un processus très performant qui s'alimente en hydrogène, éléments que l'on trouve dans une molécule d'eau. Faites fusionner deux atomes d'hydrogène, vous allez libérer une énergie phénoménale. Faites fusionner tous les atomes d'hydrogène d'un petit lac et vous pouvez alimenter le monde entier. "Si vous aviez un réservoir de 1500 m de diamètre sur 15 m de profondeur, vous pourriez alimenter le monde en énergie pendant 150 ans", Pr David J. Helfand.
Est-ce vraiment possible ? L'astrophysicien Robert Goldston, université de Princeton, et son équipe du laboratoire Plasma, pensent que oui. "Au cours de nos expérimentations, nous produisons déjà des mégawatts, des millions de watts d'énergie nucléaire que nous pouvons mesurer avec précision. Alors oui, nous savons produire de l'énergie nucléaire". Goldston utilise le même carburant que le Soleil : l'hydrogène plasma ou du gaz d'hydrogène super chauffé. Mais le Soleil a un gros avantage. Sa force de gravité est telle qu'elle peut comprimer les atomes pour les faire fusionner. Pour compenser, Goldston a fait monter la température à 100 millions de degrés Celsius. À cette chaleur, les atomes se déplacent tellement vite qu'ils entrent en collision et fusionnent. "En fait, le cœur de Soleil est 10 fois moins chaud mais beaucoup plus dense, plus lourd que les plasmas que nous réalisons. Beaucoup de gens se demandent comment avec un plasma à 100 millions de degrés, tout ne finit pas par fondre". Aucune substance au monde ne peut résister à une telle chaleur. Pour confiner le plasma, Goldston utilise des aimants. "Pour remplacer la gravité, nous utilisons des champs magnétiques. Un plasma est composé de charges positives et négatives. Un champ magnétique est très efficace pour confiner ce type de plasma. Les particules chargées tournent en hélice le long des champs magnétiques. On pourrait penser que le gaz surchauffé va partir dans tous les sens, mais comme le champ magnétique est circulaire, il tourne en spirale comme des perles sur un fil. Les particules positives peuvent alors se percuter et créer la fusion". Pour un bref instant seulement, car jusqu'à aujourd'hui, Goldston n'a réussi à créer une réaction thermonucléaire que pendant une seconde. On est bien loin de la production du Soleil qui dure depuis 5 milliards d'années et va continuer pendant les 5 milliards d'années à venir...
Le Soleil a donc un immense pouvoir. La fusion thermonucléaire qu'il engendre peu à la fois alimenter notre planète en énergie et la sauver de la catastrophe. Que ce soit pour éclairer nos maisons ou pour détourner un corps céleste de notre direction, le Soleil est là, nourissier et protecteur.

Le pouvoir destructeur d'un séisme, l'impact d'une météorite géante, la puissance exceptionnelle de notre Soleil... Ce ne sont que quelques exemples des forces en œuvre dans l'univers. Et pourtant, ces phénomènes ne sont rien comparés aux forces libérées par la mort d'une étoile. Une fois tous les 100 ans, dans les galaxies de la taille de notre Voie lactée, une étoile vole en éclats dans la plus formidable explosion que l'on puisse imaginer. C'est une supernova. "Les supernovæ sont de loin les événements cosmiques les plus puissants de l'univers à ce jour. En une fraction de seconde, elles produisent 300 fois l'énergie produite par le Soleil en 10 milliards d'années", Pr David J. Helfand. Seules les étoiles au moins huit fois plus massives que notre Soleil, peuvent engendrer une supernova. Une fois toute leur énergie nucléaire épuisée, ces étoiles géantes disparaissent rapidement et violemment. "La matière de l'étoile, sa masse, s'effondre très rapidement, pratiquement à la vitesse de la lumière. C'est alors qu'il y a l'explosion. Une explosion de supernova, la matière de l'étoile est expulsée dans l'espace à une vitesse considérable", Pr Rene Org, astronome, UCLA. L'émission lumineuse d'une supernova est si intense, qu'elle éclipse toutes les autres étoiles de la galaxie. "On peut voir les supernovas dans les autres galaxies. Pendant 15 jours, elles voilent toutes les étoiles de leur galaxie". Si une telle explosion se produisait à proximité de la Terre, nous verrions apparaître comme un deuxième soleil dans le ciel. Et si cette explosion se produisait à moins de 100 années-lumière de chez nous, le résultat ne serait pas seulement visuel, l'onde de choc pourrait avoir des conséquences désastreuses sur notre planète. "L'énergie libérée rentrerait en interaction avec l'atmosphère, détruirait la couche d'ozone, enlèverait à la terre son bouclier protecteur contre les rayons ultraviolets et les rayons cosmiques, et de fait, il pourrait y avoir une extinction catastrophique", Pr Rene Org. Un tel scénario est-il envisageable ? Existe-t-il des étoiles assez proches de la terre sur le point de voler en éclats et de provoquer une telle destruction ? Heureusement pour nous, la réponse est non. L'étoile la plus proche susceptible d'exploser, se trouve dans le système Spica, à 260 années-lumière de nous, assez loin pour ne pas menacer la vie sur Terre.

Les supernovas ne concernent que les plus grosses étoiles, celle dont la masse est largement supérieure à celle de notre Soleil. Un jour viendra où notre astre solaire sera à court de carburant. Mais même s'il n'explose pas, sa mort n'en sera pas moins dévastatrice. "Notre soleil va finir par être à court d'hydrogène". Dans 5 milliards d'années notre soleil n'aura plus de carburant. Son cœur va se contracter, sous la pression intensifiée, sa température à monter jusqu'à 100 millions de degrés engendrant la fusion de l'hélium en carbone. La chaleur va irradier vers l'extérieur et l'enveloppe du Soleil va se dilater. "Le Soleil va alors entrer dans ce que nous appelons la phase de géante rouge. Et il va se dilater au point d'absorber Mercure, puis Vénus, et sans doute car nous serons très proche, il absorbera la Terre". Au final, quand le Soleil sera à court d'hélium, la fournaise nucléaire s'éteindra. "Le cœur va se verrouiller, et perdre toute activité. Le Soleil sera officiellement mort, il ne pourra plus créer d'énergie, il ne sera plus une étoile vivante", Pr David J. Helfand. La surface boursouflée du Soleil va alors dériver dans l'espace en longs rideaux de gaz chauds et brillants. "L'enveloppe externe va continuer de se répandre et former ce qu'on appelle une nébuleuse planétaire. C'est ainsi qu'une étoile comme notre Soleil recycle dans l'univers une partie de ce qu'il a constitué pour former une nouvelle génération d'étoiles", Pr Robert Hurt, astronome, Institut polytechnique de Californie. Notre Soleil ne sera alors plus qu'une petite boule de braise. "Il va se ratatiner pour ne plus former qu'une petite masse blanche qu'on appelle une naine blanche. Ce sera un astre avec la masse du Soleil et la taille de la Terre", Pr Paul Doherty. La mort des étoiles est l'un des événements forts de l'univers. Qu'elle se transforme en naine blanche comme notre Soleil, ou qu'elle génère une explosion de supernova, elles sont bien visibles dans le cosmos et sont la preuve vivante des forces à l'œuvre dans notre univers.

Nous venons de voir toute la puissance déployée lors de la mort d'une étoile. Même au fin fond de l'univers, une explosion de supernova est si phénoménale que sa lumière nous parvient à des milliards d'années-lumière. Et pourtant, ce que nous percevons de ses supernovas n'est qu'une infime portion de la forme d'énergie libérée par ses explosions célestes. Nos yeux n'ont pas la capacité de visualiser la totalité des rayons émis.
L'œil humain n'est pas programmé pour voir la totalité du spectre électromagnétique. Nous ne voyons en fait qu'une minuscule fraction lumineuse de la globalité du spectre. "La seule chose qui distingue une partie du spectre d'une autre, c'est sa longueur d'onde. Elles sont toutes différentes mais leurs propriétés sont les mêmes", Pr Robert Hurt.
Si on pouvait régler notre œil comment régler une radio, on pourrait voir les basses fréquences avec les ondes radio, les micro-ondes et les infrarouges. On tournerait le bouton et on verrait les hautes fréquences comme les ultraviolets, les rayons X et les rayons gamma. Et grâce à toutes ces fréquences, on verrait que le monde qui nous entoure émet de la lumière. "Ce qui est bien dans la matière, mais qu'on ne réalise pas forcément, c'est que tout émet de la lumière. Nous émettons de la lumière, et pas seulement la part de lumière que notre œil peut capter, nos corps sont chauds au toucher, par conséquent, ils émettent aussi une lumière infrarouge", Pr Robert Hurt. "Cette caméra nous montre mon image en infrarouge. Les parties chaudes de mon corps émettent des infrarouges comme ma gorge ou mon front. Mes lunettes, elles, sont plus froides que mon corps, elles n'émettent pas d'infrarouge, elles sont noires. Un objet chaud émet beaucoup d'énergie. J'ai ici de l'eau chaude et de l'eau froide. On voit comment l'eau chaude irradie", Pr Paul Doherty.

Qui dit plus d'énergie, dit plus haute fréquence, et les plus hautes fréquences de toutes sont les rayons gamma. Les rayons gamma sont mortels. Ils ont une telle énergie en eux, qu'ils peuvent rompre les liaisons moléculaires. "Ils peuvent causer suffisamment de dégâts dans les tissus pour provoquer le cancer d'une cellule", Pr Robert Hurt. En remontant la source de ce rayonnement mortel, on trouve les explosions cosmiques les plus violentes de l'univers : les sursauts de rayons gamma. "Les sursauts de rayons gamma sont les phénomènes les plus spectaculaires et les plus lumineux qu'on ait connu depuis le big-bang", Pr Rene Org.
Les sursauts de rayons gamma sont produits par de gigantesques explosions de supernova. Ils sont des milliards et des milliards de fois plus brillants que notre Soleil. Notre astre solaire paraît même sombre en comparaison. "Pour se faire une idée de l'incroyable luminosité d'un sursaut de rayons gamma, disons que cette allumette est notre Soleil et ce projecteur derrière moi, est le sursaut en question. C'est aveuglant mais on est loin de la réalité. Il faudrait 1 million de billions de ses projecteurs pour représenter un sursaut de rayons gamma". En général, ces sursauts viennent de galaxies qui sont à des milliards d'années-lumière de la nôtre. La distance est telle que lorsque le rayonnement mortel nous atteint, il est trop faible pour nous faire mal (<-). Mais si un tel phénomène devait se produire à proximité de la Terre, ce serait une tout autre histoire. "Si un sursaut de rayons gamma devait avoir lieu plus près de nous dans notre Voie lactée, ça pourrait être la fin de la vie sur Terre. Les conséquences ne seraient pas jolies jolies. On ne parle plus ici de quelques rayons gamma par-ci par-là, mais d'une véritable submersion", Pr Robert Hurt.
Admettons qu'un sursaut de rayons gamma ait lieu à 6 millions d'années-lumière de la Terre. En heurtant l'atmosphère, la radiation pourrait détruire notre couche d'ozone. Les rayons ultraviolets du Soleil pourraient passer à leur tour, tuant presque toutes formes de vie sur Terre à la surface des océans et des lacs. Les changements climatiques seraient immédiats. Des trombes de pluies acides s'abattraient sur la terre et des extinctions massives auraient lieu aux quatre coins du globe. Ce scénario est-il envisageable ? Aujourd'hui, cela semble peu probable. "Heureusement pour nous, ces sursauts de rayons gamma sont plutôt rares dans les confins de notre univers". D'après les scientifiques, il y aurait 0,1 % de chances qu'un sursaut de rayons gamma ait lieu dans notre galaxie. Il faudrait en plus que l'explosion ait lieu dans un rayon de 6000 années-lumière de la Terre, ce qui est assez proche quand on sait que notre galaxie en fait 100 millions.

L'univers n'a décidément rien à voir avec ces images belles et sereines que nous avons de lui. Il recèle des formes invisibles qui nous menacent en permanence : des supernovas, au sursaut de rayons gamma, l'univers est avant tout un lieu particulièrement explosif. Un lieu agité en permanence de force titanesque. Des bombes créées par l'homme aux colères dévastatrices de la nature, jusqu'au cataclysme à peine concevable du cosmos, tout nous parle d'un univers où le danger rôde, où les étoiles explosent, où des météorites créent l'apocalypse et ou d'invisibles radiations traversent le cosmos. Dans l'univers, le danger est permanent... Mais le plus fascinant, c'est qu'il n'existe rien de plus puissant que la formidable explosion à l'origine de cet univers, big-bang.

"Le big-bang est un concept extrêmement difficile à appréhender. C'est normal car il faut essayer de se représenter l'univers encore plus petit qu'une tête d'épingle", Pr Robert Hurt. À vrai dire, même plus petit qu'un atome. À peu près aussi petit que le proton au centre de l'atome. Quoi qu'il en soit, au tout début, l'univers était minuscule. Une portion d'espace infinitésimal et soudain, il y a quelque 13,7 milliards d'années, un événement a déclenché la plus formidable explosion de tous les temps. En moins d'un milliardièmes de seconde, l'univers est passé de la taille d'un point minuscule à une immensité de plusieurs milliards de kilomètres. Cette phase brutale d'expansion est à l'origine de toute la matière et de toute l'énergie que nous observons aujourd'hui. Et tout ça dans le plus grand des silences. "Quand on représente le big-bang dans les films, on l'accompagne toujours d'un grand bruit. C'est absurde car le son ne se propage pas dans l'espace. Ce qu'on a tendance à oublier, c'est que le big-bang n'est pas qu'une simple explosion à un certain moment et à un certain point de l'espace", Pr David J. Helfand. "Ce n'est pas une explosion de matière dans un espace vide, posée-là, dans l'attente d'être rempli. C'est une explosion d'espace et de temps qui donne lieu à l'existence", Pr Robert Hurt. Et c'est là-dessus que nous buttons tous. Avant le big-bang, il n'y avait rien, littéralement rien. Mais le vide noir de l'espace est quelque chose, le temps aussi. Demandez ce qu'il y avait avant le big-bang, ce qu'il y avait avant le temps ne rime à rien. De même que demander ou à un lieu le big-bang, si il n'y avait pas d'espace", Pr David J. Helfand.

300 000 ans plus tard, les premiers atomes se formaient. 200 millions d'années plus tard, les premières étoiles naissaient, et 500 millions d'années plus tard, les premières galaxies dans notre Voie lactée, commençaient à se former. Le big-bang a généré l'expansion de l'espace et toute la matière, y compris les galaxies, a suivi. Avec ce ballon on peut faire une bonne analogie. La surface du ballon représente l'univers, chaque point rouge est une galaxie et le gonflement du ballon, c'est l'expansion de l'univers. Plus l'univers se dilate, et plus la distance entre les galaxies augmente, plus elles s'éloignent les unes des autres. "On peut se placer sur n'importe quel point rouge, tous les autres vont s'éloigner de nous. Plus on regarde loin, plus les autres points s'éloignent vite. Certains points s'éloignent tellement vite qu'ils vont au-delà du bord et on ne peut plus les voir", Pr David J. Helfand.

Nous savons depuis des années que l'Univers est en expansion. Les scientifiques ont émis l'hypothèse que la gravité, cette force qui attire les objets entre eux, allait finir par arrêter cette expansion et pousser le cosmos vers l'effondrement final, vers ce qu'on appelle le big crunch. Mais en 1998, ils ont fait une incroyable découverte. "Nous avons découvert qu'au lieu de ralentir, l'expansion de l'univers accélérait. Et là vous vous dites que la gravité ne peut pas tout expliquer", Pr Robert Hurt. Quel peut être l'explication ? Quelle formidable énergie alimente cette accélération de l'expansion ? "On n'a pas la moindre idée de ce qui permet de dilater l'espace entre les galaxies. C'est l'un des grands casse-tête de la science moderne", Pr Paul Doherty. Cette découverte a battu en brèche tout ce que nous savions sur la nature. Les astronomes ont baptisé cette énergie d'un nom digne d'une bande dessinée : l'énergie noire. "Le concept d'énergie noire est très bizarre. Il défie toutes les lois de la physique telle que nous l'entendons. Quand on observe l'expansion de l'univers, on s'attend à ce que la gravité agisse comme un frein et ralentisse cette expansion, alors que quand on l'observe attentivement, on s'aperçoit que l'expansion va plus vite, elle accélère. On ne s'attendait vraiment pas ça. C'est aussi bizarre que si la gravité autour de nous n'existait plus", Pr Robert Hurt.

Si les scientifiques sont déconcertés, ils savent cependant que l'énergie noire constitue 70 % du cosmos. Résoudre l'énigme que constitue l'énergie noire est devenue la quête du Graal des scientifiques. "Rien n'est plus excitant pour un scientifique que ce qu'il ne comprend pas. Ça signifie qu'il reste un mystère à résoudre. L'énergie noire est le mystère du jour", Pr Robert Hurt. L'énergie noire n'est pas seulement mystérieuse, elle est aussi dangereuse. Si cette accélération devait continuer, certains pensent que notre Voie lactée pourrait se déchirer. Les planètes du système solaire s'éloigneraient du Soleil, mais il y a pire. Tout ce qui est dans l'univers pourrait être déchiré. "Si l'expansion de l'espace-temps va trop vite, tout peut être emporté. Les planètes peuvent être littéralement déchirées, les molécules aussi, et même les atomes. Jusqu'à ce qu'il ne reste plus qu'une sorte de pâte ultrafine de particules subatomiques invisibles dans un univers se dilatant à une vitesse inimaginable", Pr Robert Hurt. Heureusement pour nous, les scientifiques estiment qu'il faudrait 20 milliards d'années pour en arriver à cette fin apocalyptique qu'ils appellent le big rip.

Pour résoudre le mystère de l'énergie noire et connaître le sort qu'elle pourrait nous réserver, voici l'arme fatale des astronomes, le Very Large Aray ou VLA. "Le VLA est le radiotélescope le plus grand, le plus flexible, le plus sensible du monde. Ici nous avons 27 antennes identiques, chacune mesurant 25 m de diamètre et pesant plus de 200 t. Ce VLA a été conçu pour faire des images de tout ce qui émet des ondes radio dans l'univers", Pr Richard Perley, chercheur, NRAO. Jusqu'à présent, il n'a jamais été possible de détecter des particules d'énergie noire. Le VLA se contente de traquer ses effets sur tout ce qui l'entoure. "Avec ses télescopes, on obtient des images de très haute résolution. Si on connaît la distance d'un objet émetteur et qu'on peut mesurer la vitesse à laquelle ils s'éloignent de nous, on peut alors calculer avec précision le taux d'expansion de l'univers". Nous avons des raisons beaucoup plus importantes de résoudre ce casse-tête cosmique. "Qui sait ? Ça nous aiderait peut-être à comprendre comment les lois de la physique fonctionnent ensemble. La physique est sur le point de connaître une révolution et ce genre de révolution ne se présente pas souvent. La physique moderne a beaucoup enrichi notre vie, du laser utilisé dans la chirurgie de l'œil à nos grands écrans de télévision, tous ces objets existent grâce aux recherches en physique moderne. Et nous avons l'opportunité aujourd'hui d'en savoir plus sur l'univers".

La puissance phénoménale du big-bang à libérer des forces qui, près de 14 milliards d'années plus tard, continuent de régenter notre univers. Il a suffi d'un bref instant pour que le big-bang ouvre la voie à tous les phénomènes explosifs que nous connaissons. L'univers recèle un pouvoir terrifiant. Les phénomènes terrestres tels que les tremblements de terre, ouragans, éruptions volcaniques, ne sont rien en comparaison des énergies à l'œuvre dans l'univers. Des énergies d'une intensité inimaginable, capables de détruire toute vie sur Terre en un clin d'œil : explosions de supernovas, impacts d'astéroïdes, nous sommes à la merci de forces colossales que nous commençons à peine à comprendre.

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Pr Mike Brown, astronome, l'institut californien de technologie.
Pr David J. Helfand, astronome, université Colombia, New York.
Louise Hamlin, astronome, Jet Propulsion Laboratory.
Pr John Chambers, chercheur, institut scientifique Carnegie.
Pr Geoffrey Marcy, astronome, université de Berkeley, Californie.
Pr Steve Jacobs, pédagogie des sciences.
Pr James Trefil, physicien, université George Mason, Virginie.
Pr Jill Johnsen, physicienne, université d'East Bay, Californie.
Pr Dean Ho, ingénieur en biométrie, université du Northwestern, Illinois.
Pr Paul Doherty, physicien, Exploratorium de San Francisco.
Pr Jay Melosh, professeur d'astronomie.
Pr Elisabetta Pierazzo, Planetary Science Institute.
Pr Louis Friedman, directeur exécutif The Planetary Society.
Pr Conel Alexander, Institut des sciences de Carnegie.
Chuck Andraka, Laboratoire national de Sandia.
Pr Don Jennings, astrophysicien, NASA Goddard Space Fight Center.
Pr Robert Goldston, astrophysicien, université de Princeton.
Pr Rene Org, astronome, UCLA.
Pr Robert Hurt, astronome, Institut polytechnique de Californie.
Pr Richard Perley, chercheur, NRAO.

 L'Univers : Explosions Cosmiques - FRANCE 5 > Mars > 2011
 

   
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