"Trouver notre place dans l'univers" par Hélène Courtois
(Image: © MIT Press)
Le livre nouvellement traduit "Trouver notre place dans l'univers", publié aujourd'hui (21 mai), explique comment les scientifiques ont découvert le vaste superamas de galaxies qui contient la Voie lactée - en utilisant des calculs minutieux pour révéler la forme complexe et plumeuse du superamas.
En 2014, l'astrophysicienne française Hélène Courtois faisait partie d'une équipe de recherche qui a découvert le superamas, connu sous le nom de Laniakea ("ciel incommensurable" en hawaïen). Laniakea mesure plus de 500 millions d'années-lumière de diamètre et contient environ 100 000 galaxies, dont la plus brillante est notre propre voie lactée. Ces galaxies semblent se diriger vers ce qui est connu comme le "Grand Attracteur", une force invisible à 160 000 millions d'années-lumière qui attire inexorablement les galaxies de Laniakea vers elle.
Pour déterminer l'étendue de Lanaikea, l'équipe de recherche a mesuré la distance de la Terre aux autres galaxies, puis a mesuré le mouvement de chaque galaxie en raison de l'attraction gravitationnelle d'autres objets. Les scientifiques ont découvert que certaines galaxies avaient tendance à se déplacer dans une direction, certaines dans une autre - mais comme chaque galaxie se dirige vers un endroit appelé le Grand Attracteur, il existe une limite extérieure même pour quelque chose d'aussi grand que Lanaikea. Depuis 2014, nous savons où se situe cette limite extérieure. Maintenant que Laniakea a été identifiée, Courtois se concentre sur la recherche des causes d'une expansion continue et accélérée des galaxies.
Courtois, professeur à l'Université Claude Bernard Lyon 1 en France, a écrit un compte rendu français de la découverte de Laniakea en 2016. Maintenant, MIT Press a publié une version anglaise intitulée "Finding Our Place in the Universe". Le livre détaille le propre voyage de Courtois en tant qu'astrophysicien, tout en racontant simultanément l'histoire de plus de deux décennies de travail qui ont abouti à la découverte de Laniakea. C'est un volume accessible et engageant, léger sur des équations mais regorgeant d'anecdotes personnelles. Space.com a récemment rencontré Courtois pour discuter de la quête de Laniakea, de ce qui se passe maintenant et pourquoi la science ne devrait jamais être solennelle.
Space.com: Pourquoi avez-vous choisi de raconter l'histoire de la découverte de Laniakea en quête?
Hélène Courtois: J'aime la narration. Quand j'assistais à une conférence en tant qu'étudiant, j'aimais vraiment quand la personne le faisait sonner comme une histoire. J'ai pensé qu'il valait mieux donner à l'histoire la façon dont je l'ai vécue dans le temps, plutôt que de donner un chapitre sur la façon dont vous faites l'astrostatistique, comment vous faites l'observation, comment vous faites…
C'est peut-être un peu moins courant de le faire de cette façon. J'avais donc hâte de l'essayer comme une histoire.
Space.com: Vous mentionnez vers le début du livre que dans certains cas vous avez renoncé à la précision mathématique ou à la science très précise pour être compréhensible. Pourquoi avez-vous pris cette décision?
Courtois: Il a été facile pour moi de prendre cette décision, car, en fait, j'aime parler au grand public de la science. J'ai compris très rapidement que vous n'avez pas besoin d'équations, en fait, si vous donnez aux gens un sens de la physique. Tome, les mathématiques sont une langue, donc je peux expliquer les choses en utilisant les mathématiques, mais je peux aussi expliquer les mêmes choses en utilisant des mots. Les mathématiques ne sont qu'un autre langage qui vous permet d'entrer dans des concepts plus abstraits, mais vous n'en avez pas besoin pour comprendre la grande image d'une histoire.
J'aime pouvoir expliquer cette science à un enfant de 6 ans, un adolescent et quelqu'un qui sait déjà beaucoup de choses - et je peux m'adapter.
Space.com: Vous mettez en évidence les femmes non annoncées dans l'histoire de l'astrophysique tout au long du livre. Pensez-vous que l'astrophysique est devenue plus sensible aux contributions des femmes au cours de votre vie?
Courtois: En France, seulement 9% des professeurs titulaires en physique des particules ou en astrophysique sont des femmes, alors qu'à l'entrée à l'université, il y a 25% de filles en physique. Il devrait y avoir au moins 25% de femmes professeurs titulaires. Mon idée de mettre en évidence les femmes astronomes était de montrer que c'était possible. Ce n'était pas vraiment d'en faire une grosse affaire, parce que mes collègues masculins sont supernice, super cool. Je les aime. Nous n'avons aucun problème. Mais nous ne voyons pas assez de filles dans STEM. Et je ne sais pas vraiment pourquoi. ... Ce n'est pas un problème entre filles et garçons. C'est autre chose.
Space.com: Un autre thème de votre livre est que la science est un processus de découverte et d'apprentissage continus et d'être prêt à changer d'avis à mesure que de nouvelles données émergent. Pourquoi avez-vous choisi de souligner cela?
Courtois: Quand les étudiants viennent me voir pour faire un stage, ils pensent que je vais leur donner un sujet très précis et que je sais ce qu'ils vont faire Semaine 1, Semaine 2, Semaine 3, Semaine 4.… Je leur dis que je vais leur poser une question , et nous allons travailler sur cette question, et au bout de 2 à 3 mois, nous aurons plus de questions qu'au début. Mais ils sont tellement heureux, car plus vous avez de questions, cela signifie que vous avez trouvé un peu de réponse en cours de route et que la question devient de plus en plus intéressante. La première question est parfois très large, mais ce sont toutes les petites questions qui sont les plus intéressantes. Je voulais expliquer cela.
Space.com: Donc, pour en savoir plus sur la science du livre, votre découverte de notre superamas dépendait de quelque chose appelé le Grand Attracteur. Qu'Est-ce que c'est?
Courtois: Le Grand Attracteur est un endroit dans l'univers, pas très loin de nous. Toutes les galaxies [dans notre superamas], y compris la nôtre, convergent dans cette direction. Mais c'est un endroit que nous ne pouvons pas observer. [Le grand attracteur se trouve dans la «zone d'évitement», dans laquelle une profusion de gaz et de poussière rend impossible de voir quoi que ce soit.] Par exemple, [imaginez que] vous voulez regarder dans le salon de votre voisin parce que c'est très intéressant - mais vous avez un arbre devant votre fenêtre, vous ne pouvez donc pas observer directement le salon. C'est un peu ennuyeux. Nous l'appelons le Grand Attracteur parce que les galaxies se déplacent très rapidement dans cette direction.
Parfois, les gens me demandaient où je pouvais regarder avec mes jumelles ou mon télescope pour voir Laniakea. Et je leur dirais que c'est partout autour de vous - l'hémisphère Nord, l'hémisphère Sud. Si vous voulez regarder Laniakea, c'est le plus difficile à trouver, car nous y sommes.
Space.com: Vous discutez également d'un concept appelé "vitesse particulière". Quelles sont les vitesses particulières et comment ont-elles aidé à identifier Laniakea?
Courtois: Les vitesses particulières sont les vitesses des galaxies qui sont dues à la gravitation. La masse attire une autre masse. La vitesse particulière est la vitesse due à la masse qui est distribuée autour d'une galaxie dans l'univers. Et nous devons être prudents, car l'univers est en expansion - mais ce n'est pas une vraie vitesse lorsqu'une galaxie s'éloigne d'une autre galaxie en raison de l'expansion.
Par exemple, disons que vous avez une nappe à carreaux dans le café bistro, et que vous avez deux pintes de bière assis sur la nappe, et si vous étirez la nappe de sorte que tous les carrés se dilatent et que les deux pintes s'éloignent l'une de l'autre parce que vous étirez la nappe. C'est donc de l'expansion - mais en fait, nous ne nous soucions pas de cela. Il est très facile de supprimer cette vitesse, car c'est juste l'espace-temps de la grille en dessous qui se dilate. Ce n'est pas une vitesse physique, en fait. Mais avec les deux pintes de bière, ils ont une masse et ils veulent se rapprocher, donc ils sont attirés. Nous voulons mesurer cette très petite vitesse d'attraction - c'est la vitesse particulière. [Les chercheurs ont calculé des vitesses particulières pour chaque galaxie de notre superamas par rapport à la Terre. Comme l'ont noté les chercheurs lors de l'annonce de Laniakea, "une carte des vitesses particulières peut être traduite en une carte de la distribution de la matière." C'est ce qu'ils ont fait pour découvrir l'étendue de Laniakea.]
En écrivant le livre, je pensais que j'écrirais «vitesse gravitationnelle», mais vitesse particulière est le terme que nous utilisons en science.
Space.com: Quelle est la chose la plus excitante à l'horizon pour votre recherche?
Courtois: Bien sûr, lorsque vous ne trouvez qu'un seul superamas, il y a une question: avons-nous raison ou avons-nous tort? Nous avons maintenant trouvé 10 super-clusters, nous sommes donc très rassurés que ce que nous faisons est correct.
Maintenant, la grande question que j'ai avec mon équipe est: qu'est-ce que la gravitation et pourquoi les galaxies des autres superamas volent-elles si vite? Nous devrons peut-être changer le langage de la façon dont nous décrivons la vitesse - nous devrons peut-être changer les équations de la gravitation.
À l'heure actuelle, 50% des physiciens pensent que nous devons rechercher la matière invisible. Je ne l'appelle jamais "matière noire, "parce que s'il faisait sombre, nous pourrions le voir. Non seulement nous voulons comprendre la gravitation, nous voulons comprendre l'accélération de l'expansion des galaxies. Je dis toujours l'accélération de l'expansion au lieu de" l'énergie sombre "parce qu'elle n'est pas sombre - si c'était de l'énergie noire, nous le verrions. Pour l'instant, le meilleur terme est l'accélération de l'expansion.
Space.com: Vers la fin du livre, vous dites: "La science n'est pas solennelle". Veuillez développer cela.
Courtois: Vous pouvez être heureux de faire ce travail. Les gens pensent que la science est si sérieuse, et ce n'est pas la façon dont je vis mon travail, et ce n'est pas la façon dont mes collègues vivent leur travail. Mon collègue Brent Tully, de l'Université d'Hawaï, dit que nous "jouons sérieusement". L'univers est si beau et je peux comprendre comment cette beauté est mise en place - c'est ludique, c'est joyeux, beaucoup de bonheur en faisant de la science.
Si vous comprenez quelque chose et qu'il reste dans votre tiroir, c'est la même chose que de ne pas le comprendre si c'est juste pour vous. Si vous mourez, ce n'est pas une nouvelle connaissance pour l'humanité. La seule façon de faire avancer la science est de le dire à tout le monde!
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