L`Histoire de l`univers - u n e s d o c . u n e s c o . o

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Le temps des peuples
27 Espace
Le fauteuil d'Icare
Le cinquième jour d'une mission spatiale
d'une importance historique, qui a com¬
mencé le 3 février 1984 et duré huit jours, le
rêve d'Icare est devenu réalité quand un
homme s'est élancé dans l'espace, seul, à
280 km au-dessus de la Terre, sans la moin¬
dre attache avec son vaisseau. Au cours de
ce vol inaugural long de douze minutes,
l'astronaute pouvait seulement compter sur
son sac à dos spécial que le monde entier
compara à un fauteuil volant privé de pieds
à l'avant. Ce système de propulsion indivi¬
duel (en anglais « Manned Manoeuvring
Photo <: IPS. Paris
Unit » ou « MMU ») fonctionne avec des
tuyères à nitrogène comprimé dont les com¬
mandes se trouvent sur les bras du « fau¬
teuil ». Le développement de ces « MMU »
offre d'immenses possibilités pour exécuter
toute une gamme nouvelle de travaux dans
l'espace. Des membres d'une mission sui¬
vante ont déjà réussi, grâce à leurs
« MMU », à réparer la panne du satellite
scientifique « Solar Maximum », prolon¬
geant ainsi le précieux temps de fonctionne¬
ment pendant lequel il transmet à la Terre
ses observations du Soleil.

Le
Courriensnesco
Une fenêtre ouverte sur le monde
Le Courrier du mois
Septembre 1984
37e année
DANS ce numéro spécial du Courrier de l'Unesco nous
lançons à la fois une invitation et un défi à nos lec¬
teurs. Nous vous invitons tous à nous accompagner
dans l'exploration de notre univers, au cours d'un voyage
qui nous conduira du cnur de l'atome aux confins du cos¬
mos, du commencement des temps à l'éternité. Nous vous
appelons à laisser toute liberté à votre imagination pour
pénétrer avec nous dans le royaume de l'invisible, de l'infini-
ment grand et l'infiniment petit.
Isaac Newton, ce géant de la science, n'était certainement
pas le premier à voir une pomme tomber sur lé sol. Mais il
fut certainement le premier à franchir hardiment par la pen¬
sée le pas qui lui permit de voir que la chute d'une pomme
et les révolutions de la Lune autour de la Terre obéissaient
à une seule et même force, celle de la gravité. Pourtant,
quand on le questionna à son sujet, Newton avoua qu'il
savait comment elle agissait, mais sans vraiment le
comprendre.
Ainsi ceux qui éprouveront quelque difficulté à suivre par¬
faitement ce voyage de découvertes se trouveront-ils en
bonne compagnie.
Une grande partie de la science porte sur ce que nous ne
pouvons pas voir : la gravité, les particules subatomiques,
les ondes lumineuses, le c des étoiles et les galaxies les
plus lointaines. Mais la curiosité que montre l'homme pour
tout ce qui a trait aux origines et à l'avenir de l'univers le
pousse à sonder sans trêve ces mystères.
Pour tenter un bilan de cette quête sans fin et brosser un
tableau de ce qui se dérobe à notre vue, nous devons emprun¬
ter le langage de notre monde visible et recourir, comme le
poète, aux métaphores et aux images. C'est pourquoi nous
vous invitons à vous munir d'une bonne dose d'imagination
pour entreprendre ce voyage dans l'espace.
Dans sa jeunesse, à Berne, cet autre génie de la science
qu'était Albert Einstein s'était demandé à quoi ressemblerait
le monde si l'on pouvait voyager sur la crête d'une onde
lumineuse. De cette question puérile mais hardie est née
toute la physique moderne. D'elle sont venues les meilleures
explications dont nous disposons aujourd'hui sur les origines
de notre univers.
Einstein cherchait des explications, mais sans jamais ces¬
ser de s'émerveiller devant la miraculeuse musique des
sphères.
Pour lui, il n'y avait aucune contradiction entre les décou¬
vertes de la science et les visions religieuses de l'univers. « Ce
qu'il y a d'éternellement incompréhensible dans le monde »,
écrivait-il, « c'est qu'il soit compréhensible ».
Venez donc avec nous ; nous nous efforcerons de poser
des jalons sur les chemins de la connaissance de notre univers
et de vous ouvrir des horizons illimités qui vous
enchanteront.
Page de couverture : La nébuleuse de la Carène, une des merveilles du ciel
austral.
Rédacteur en chef : Edouard Glissant
5 Le Big Bang
par John Gribbin
8 L'infiniment grand
et l'infiniment petit
par Dimitri Nanopoulos
13 Y eut-il vraiment un Big Bang ?
par Jayant Narlikar
16 Le décalage vers le rouge,
l'effet Doppler et la loi de Hubble
17 Galaxies et quasars
par Nigel Henbest
19 La ronde des étoiles
par Nigel Henbest
20 Vie et mort d'une étoile
21 Géantes rouges et naines blanches
22 Supernovae, étoiles à neutrons,
pulsars et trous noirs
23 A l'échelle du cosmos
25 La structure de l'univers
par Yacov Borissovitch Zeldovitch
27 Les canaux de Mars
28 La formation des éléments
31 Le mystère de la vie
par Cari Sagan
36 Un télescope dans l'espace
par Albert Ducrocq
38 Lexique
2 Le temps des peuples
ESPACE : Le fauteuil d'Icare
Mensuel publié en 27 langues Français Italien
par l'Unesco, Anglais Hindi
Organisation des Nations Unies Espagnol Tamoul
pour l'éducation, la science Russe Persan
et la culture Allemand Hébreu
7, place de Fontenoy, Arabe Néerlandais
75700 Paris. Japonais Portugais
Turc
Ourdou
Catalan
Malais
Coréen
Kiswahili
Croato-Serbe
Macédonien
Serbo-Croate
Slovène
Chinois
Bulgare
Grec
Une édition trimestrielle en braille
est publiée en français, en anglais,
en espagnol et en coréen.
ISSN 0304-3118
N° 9- 1984 -OPI -84- 3- 414 F

L'histoire
de l'univers

par John Gribbin
D'OÙ venons-nous ? la question fondamentale de la
recherche scientifique est bien celle des toutes
premières origines de l'univers, et l'on peut dire
que la plus grande victoire de la science est de savoir y répon¬
dre maintenant, sinon avec une précision parfaite, du moins
avec assez d'exactitude pour satisfaire tous les question¬
neurs, sauf peut-être les plus exigeants. On nous présente
aujourd'hui l'univers en expansion. Les amas de galaxies
s'éloignent les uns des autres à mesure que s'élargit l'espace
qui les sépare. Cela signifie évidemment que dans le passé ils
ont été plus rapprochés, plus groupés,- ce qui suppose
donc qu'à un certain moment dont on peut calculer en gros
la date, il y a 15 milliards d'années, toute la matière et toute
l'énergie de l'univers étaient concentrées dans un point
mathématique « singulier » d'où elles ont explosé pour créer
l'univers que nous connaissons. C'est cette explosion qu'on
appelle le « Big Bang ».
Changement, évolution, voilà ce qui caractérise l'univers
selon cette conception. Vers 1920 pourtant, les astronomes
le croyaient immuable et constant. On pensait encore que les
étoiles qui composent la Voie lactée étaient tout l'univers et
que si, individuellement, les astres pouvaient naître, vivre et
mourir, la Voie lactée elle-même persévérerait dans son être,
à peu près sans changement, comme une forêt dont chacun
des arbres va de la naissance à la mort et qui cependant
demeure plus ou moins la même forêt. Cet idéal de stabilité
allait bientôt succomber sous la double attaque de la théorie
et de l'observation.
La théorie était due à Albert Einstein. La théorie générale
de la relativité, publiée en 1917, décrit la nature de la gravita¬
tion, laquelle régit la totalité de l'univers. Dans les équations
d'Einstein, la gravitation est conçue comme espace courbe
(ou plus exactement comme espace-temps), la quantité de
matière qui existe dans l'univers déterminant la courbure de
l'espace. Dans cette perspective, l'espace vide, ou espace-
temps, a une dynamique propre, sa courbure, son expansion
ou sa contraction obéissant à des lois bien définies. Einstein
qui, avec tous ses contemporains, croyait en un univers sta¬
ble et immuable, fut horrifié de découvrir que ses équations
prédisaient l'expansion de l'espace-temps, et donc la crois¬
sance de l'univers. C'est pourquoi il « corrigea » ses équa¬
tions en introduisant un nouveau terme, une « constante
cosmologique » destinée à supprimer l'expansion et à restau¬
rer la stabilité. Il devait d'ailleurs déclarer plus tard que cette
correction était une énorme erreur scientifique...
En 1922, le mathématicien soviétique Alexandre Fried¬
mann, après avoir affiné les équations d'Einstein sur la
nature de l'univers, publia la série des solutions de ces équa¬
tions. Ces formules ou modèles de Friedmann, présentent
deux hypothèses qui restent fondamentales pour la compré¬
hension de l'univers. L'une et l'autre prennent pour origine
un point singulier (état de densité infinie) qui entre en expan¬
sion pour donner des états de moindre densité..Mais comme
la courbure de l'espace dépend de la quantité de matière pré¬
sente dans l'univers, on aboutit à l'alternative suivante : ou
bien la quantité de matière est inférieure à une masse criti¬
que, et l'expansion doit se poursuivre éternellement, les
galaxies s 'éloignant toujours davantage les unes des autres
l'univers est alors « ouvert ». Ou bien la quantité de
matière est supérieure à la masse critique, et en ce cas la gra-
La Voie lactée
Photomontage représentant notre galaxie
vue en coupe, telle qu'elle apparaîtrait
aux yeux d'un observateur depuis notre
système solaire.
o
©
JOHN GRIBBIN, du Royaume-Uni, astrophysicien et auteur d'ouvra¬
ges scientifiques, ancien membre de la Science Policy Research Unit
(Unité de recherche en matière de politique scientifique) de l'Université
du Sussex en Angleterre, travaille comme physicien consultant pour la
revue New Scientist. // a écrit de nombreux ouvrages sur l'astronomie,
la géophysique et les changements climatiques, ainsi que deux romans.
En 1974, il a reçu le prix de littérature scientifique le plus prestigieux
du Royaume-Uni. Dans le domaine de l'astrophysique, il est l'auteur,
entre autres, de White Holes 1 7S77 - Les trous blancs), Timewarps
(1979 -La trame du temps) et Genesis : The Origins of Man and the Uni¬
verse (1981 - Genèse : les origines de l'homme et de l'univers). John
Gribbin a contribué à la préparation de ce numéro spécial du Courrier de
l'Unesco en qualité de consultant pour les questions scientifiques.
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