LA VOIE LACTÉE
(songerie d'une nuit d'été)

 

Par une belle nuit d'été, la Voie Lactée déploie son fastueux ruban lumineux dans le ciel : si on y réfléchit, ce chemin magique nous conduit aux portes de l'Univers !

Christian Magnan
Collège de France, Paris
Université de Montpellier II


Les nuits d'été nous offrent l'objet céleste sans doute le plus émouvant et le plus révélateur de la place de la Terre dans l'Univers: la Voie Lactée.

Hélas, cette Voie Lactée est souvent inobservable pour la plupart des gens car noyée dans le halo des lumières artificielles de l'activité humaine. Selon une étude publiée dans le numéro de juillet 2002 de "Ciel et Espace"et reprenant des mesures de flux lumineux enregistrées par un réseau de satellites américains, plus de la moitié de la population de l'Europe ne peut plus voir cette écharpe lumineuse à l'oeil nu à cause des lumières parasites.

On ne peut que souhaiter à chacune et à chacun de profiter, à l'occasion d'un voyage, de vacances ou de circonstances favorables, d'un ciel assez noir pour révéler les magnificences de la Voie Lactée.

OBSERVATION

L'été est une saison particulièrement favorable à son observation sous nos latitudes moyennes car à cette période de l'année la majestueuse traînée lumineuse monte haut dans le ciel et, le traversant de part en part, atteint le zénith en cours de nuit. Au Nord, cette bande brumeuse part de Cassiopée (la constellation en forme de W), s'élève, se sépare en deux bras dans la croix du Cygne puis franchit l'Aigle pour atteindre sa partie la plus lumineuse, plein Sud, dans la constellation du Sagittaire (assez bas sur l'horizon).

Admirez-la d'abord, en la parcourant à loisir. Le meilleur instrument pour un premier aperçu, après l'oeil nu, reste la paire de jumelles, un grossissement de 7 étant parfait. Il sera bon, comme il faut pouvoir pointer vers le zénith, de vous installer confortablement dans une chaise-longue ! L'observation vous révèlera que la Voie Lactée est une fantastique accumulation d'étoiles recelant une quantité insoupçonnable d'astres de toutes luminosités et couleurs. Vous découvrirez au hasard de la promenade des étoiles multiples, des regroupements plus ou moins étendus d'astres dessinant les formes les plus variées (l'imagination y verra le dessin de tel ou tel objet ou animal), avec de vrais amas d'étoiles physiquement liées entre elles (notamment dans la direction du Sagittaire). Vous verrez aussi des régions plus sombres, témoins de la présence d'immenses nuages de poussières masquant les étoiles situées derrière. Un régal pour les yeux !

LA VOIE LACTÉE, C'EST QUOI ?

Qu'est-ce donc que la Voie Lactée? C'est en 1609 que Galilée, premier être humain à observer le ciel à travers une lunette astronomique (celle qu'il avait conçue), découvrit que cette lumière diffuse était en fait l'addition d'une myriade d'étoiles. Expliquons-nous. Les étoiles que nous voyons dans le ciel et en particulier celles concentrées dans cette coulée laiteuse constituent un gigantesque amas d'une ou deux centaines de milliards d'étoiles. Cet amas forme ce que l'on appelle une galaxie, en l'occurrence ici la nôtre, celle qui abrite notre Soleil. On sait de nos jours qu'elle a la forme d'un immense disque à la partie centrale renflée. De l'endroit d'où nous regardons notre Galaxie, forcément de l'intérieur (!), la Voie Lactée représente la vision de ce disque par sa tranche. En effet dans les directions contenues dans le plan du disque, le nombre d'étoiles le long d'une ligne de visée est plus grand que dans les autres directions de sorte que les images de toutes ces étoiles se confondant sur notre oeil produisent cette impression d'un fond uniforme plus brillant que le reste du ciel. En revanche, perpendiculairement au plan galactique, c'est-à-dire dans la direction des « pôles galactiques » (le pôle Nord galactique est situé dans la direction de la constellation de la Chevelure de Bérénice), les étoiles, en moindre nombre, restent à l'oeil nu séparées les unes des autres dans une région noire du ciel.

Notre voie lactée est plus concentrée vers le Sud, dans la région du Sagittaire. C'est dans cette direction que se situe le bulbe central galactique, à une distance de l'ordre de 30 000 années de lumière. À cause de la plus forte concentration d'étoiles, c'est également dans cette zone du ciel, entre le Scorpion et le Sagittaire, que l'on peut découvrir aux jumelles plusieurs amas d'étoiles et nébuleuses de gaz interstellaire. En tournant nos yeux vers ce champ céleste, nous visons le noyau central de notre Galaxie : on peut rêver...

Il est à coup sûr prodigieux de prendre conscience qu'en contemplant le chemin laiteux céleste, nous n'avons rien moins qu'un aperçu de notre Galaxie, cette immense roue cosmique faisant tournoyer dans l'espace la multitude des soleils qui la composent, le nôtre n'étant, parmi la centaine de milliards d'autres, que l'un des plus ordinaires.

ON CALCULE ET ON RÉFLÉCHIT

La voie lactée serait donc comme une véritable superposition d'étoiles créant ce fond lumineux diffus ? Tout faux ! Les étoiles sont incroyablement distantes les unes des autres (dans les amas elles sont certes plus proches, mais encore à distance respectable relativement à leur rayon) et il s'en faut de beaucoup que leurs images se recouvrent le long de la ligne de visée. Faisons le calcul ensemble ! Les distances entre étoiles se mesurent en années de lumière, les plus proches du Soleil se trouvant à trois ou quatre années. Mais comme le diamètre du Soleil vaut 4,6 secondes de lumière, il en résulte que des soleils placés à une année de lumière de distance mutuelle les uns des autres sont, en proportion, comme des oranges situées à, chiffre incroyable, 700 kilomètres les unes des autres !! Oui : 700 kilomètres. Ahurisssant ... On comprend pourquoi l'observation de la surface des étoiles est encore, sauf pour les plus grosses et les plus proches, inaccessible à nos instruments.

(Entre parenthèses, lorsqu'on parcourt les échelles successives de l'Univers, il existe dans la progression un autre « vide » que ce vide interstellaire, c'est le vide du noyau atomique. En effet, entre le diamètre d'un noyau atomique et celui de l'atome lui-même existent quatre ou cinq ordres de grandeur. Comme le monde des étoiles, mais à un moindre degré, la matière est essentiellement vide.)

La leçon à tirer de ces considérations numériques, c'est que des milliards d'étoiles resteront en pratique des points, jamais des disques se chevauchant les uns les autres en créant un fond diffus. Autrement dit, entre elles, les étoiles laissent des trous. Par conséquent, en cette nuit d'été, notre Galaxie, c'est certes cette merveilleuse arche lumineuse au-dessus de nos têtes, et donc une accumulation fantastique d'étoiles, mais aussi, ce qui est très éloigné de notre impression, beaucoup beaucoup beaucoup de vide.

AU-DELÀ

Le concept de "galaxie" n'a pas cent ans. Au début du XX° siècle, la communauté astronomique débattait encore de la nature des objets constituant l'Univers et des limites de ce dernier. Pour les uns, tous les objets célestes étaient regroupés dans la Voie Lactée, pour les autres celle-ci ne constituait qu'une parmi une multitude d'autres "univers-îles". C'est une mesure de distance qui trancha la question, quand Hubble, vers 1925, montra que les étoiles de la nébuleuse d'Andromède étaient situées à une distance de l'ordre du million d'années de lumière, distance "extra-galactique", puisque largement supérieure à la taille de notre voie lactée, évaluée à environ 100 000 années de lumière (la distance de la galaxie d'Andromède est estimée de nos jours à près de trois millions d'années de lumière). On sait donc depuis que l'Univers est peuplé de galaxies plus ou moins semblables à la nôtre.

Comme vous êtes attentifs, vous remarquerez que, contrairement au cas stellaire, les galaxies, relativement à leur taille (disons 100 000 années pour fixer les idées), sont proches les unes des autres (puisque les distances mutuelles s'évaluent en millions d'années, un ordre de grandeur au-dessus). Conséquence: les images des galaxies peuvent se "recouvrir" plus facilement et tapisser le ciel de façon uniforme.

Or, par cette nuit d'été, vous pouvez constater vous-même que ce n'est pas le cas: le ciel, aux fâcheux éclairages publics et domestiques près, est noir.

En vérité, cette noirceur est le signe que la partie visible de notre Univers est bel et bien limitée, et qu'est limité du même coup le nombre de galaxies accessibles à notre vue. En effet, la portion visible est restreinte aux seules galaxies dont la lumière a eu le temps, dans la douzaine de milliards d'années d'existence de l'Univers, de parvenir jusqu'à nous. Les objets situés au-delà sont trop lointains pour être visibles, car leur distance est telle qu'il faudra à leur lumière plus de douze milliards d'années pour nous atteindre(s'ils sont impossibles à voir à l'heure actuelle, ils deviendront visibles plus tard... à condition d'attendre les milliards d'années supplémentaires nécessaires).

CONCLUSION

En contemplant la voie lactée et le noir du ciel, nous sommes en train de visualiser la structure de l'Univers et de percevoir, en quelque sorte, ses limites. La première limite, celle marquant le bout de notre Galaxie, nous conduit à des centaines de milliers d'années de lumière, la seconde, marquant le bout de la portion visible de notre Univers, nous transporte à une douzaine de milliards d'années.

Ma dernière réflexion de cette nuit d'été sera la suivante : nous contemplons l'Univers dans sa finitude, laquelle est l'essence de la réalité. Les milliards que nous évoquons, ce sont certes des nombres « astronomiques », mais ce sont non moins certainement des nombres bien finis. L'infini, quant à lui (dont une mode artistico-lyrico-poético-scientifico-mystico-cosmique particulièrement polluante nous pilonne de ses œuvres, avec la complicité et le soutien des scientifiques eux-mêmes) vous ne le verrez jamais, car ça n'existe pas. Plus simplement, l'infini ne peut se « manifester » en aucune façon, ni à nos yeux, ni aux instruments, alors qu'au contraire nous nous émerveillons de ce que l'Univers se montre à nos yeux en cette nuit étoilée dans le concret de son existence.

L'infini ? J'enrage contre ceux qui le mentionnent comme un attribut du monde réel. N'est-il pas absurde et irrationnel pour un physicien de faire référence à une structure avec laquelle il sait pertinemment qu'il ne peut établir aucun rapport ?


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Dernière modification : 29 juillet 2016