Des nouvelles de l'univers

Spécialiste de la matière sombre, Claude Carignan donne aussi un cours d'introduction à l'astronomie destiné à une clientèle issue de toutes les disciplines.

L'âge de l'Univers et ses dimensions infinies, la théorie du bigbang et le possible «bigcrunch», la formation des galaxies, la vie sur d'autres planètes, autant de sujets qui passionnent non seulement les astrophysiciens, mais quiconque réfléchit sur les origines, la nature et la destinée de l'être humain. Claude Carignan, professeur au Département de physique, nous livre ici les dernières réponses apportées par la science à ces grandes interrogations. Une entrevue de Daniel Baril.

Comment est «né» l'Univers et quel âge lui donne-t-on?

C.C. Il y a un consensus autour de la théorie du bigbang qui fixe le début de l'Univers connu à 13,7 milliards d'années. Lorsque j'étais étudiant, on disait que l'Univers était vieux de 10 à 20 milliards d'années. Les précisions sont venues grâce au télescope Hubble, qui a permis, par l'observation des étoiles géantes à luminosité variable, les céphéides, de préciser la constante de Hubble, c'est-à-dire la proportionnalité entre la distance et la vitesse des galaxies, et de là l'âge de l'Univers.

La théorie du bigbang prédisait par ailleurs l'existence d'un rayonnement fossile issu des premiers instants de l'Univers; ce rayonnement a été découvert et l'on a évalué qu'il remontait à environ 400 000 ans après le bigbang.

Peut-on aller au-delà de cette limite et même avoir une idée de l'état de la matière d'avant le bigbang?

C.C. Avant 400 000 ans, l'Univers était trop chaud et trop dense pour permettre aux photons d'exister; s'il s'en formait, ils étaient aussitôt réabsorbés, ce qui fait qu'il est impossible d'avoir de l'information sur cette période; entre 0 et 400 000 ans, tout repose donc sur de la théorie. Quant à l'instant du bigbang, il est considéré comme le point de densité infinie au-delà duquel aucune extrapolation ne pourra être vérifiée mathématiquement; toutes les hypothèses sont possibles, dont celle d'un univers cyclique.

Que disent les données de l'heure sur cette inversion de l'expansion qui finirait dans un «bigcrunch»? Y a-t-il assez de matière pour soutenir cette hypothèse?

C.C. Il y a une trentaine d'années, on croyait que l'expansion était en décélération et que la gravité allait amorcer une contraction de l'Univers. À présent, les supernovas très éloignées montrent au contraire que plus on s'éloigne, plus l'expansion s'accélère. La densité de l'Univers serait juste à la limite de celle nécessaire pour provoquer une contraction et nous croyons que l'expansion va se poursuivre.

Dans les années 70, on s'est rendu compte qu'il fallait plus de matière que celle que nous voyons – soit la matière barionique – pour expliquer la force de gravité des galaxies; cette matière «sombre» était estimée à 25 % de la masse de l'Univers. Aujourd'hui, la matière telle que nous la connaissons ne représente que 4 % de l'Univers, la matière non barionique ou exotique tels les neutralinos 23 % et l'énergie sombre, qui est aussi de la matière, 73 %. Ce sera surement différent dans 10 ans.

Les trous noirs risquent-ils de finir par «dévorer» toute la matière barionique?

C.C. Non. S'il y a un trou noir au centre des quasars et de chaque galaxie, il n'absorbe que la matière qui est à proximité. La rotation des galaxies établit un équilibre entre la force centrifuge et l'attraction du trou noir.

Quels sont les grands enjeux actuels des recherches en astronomie?

C.C. L'observation de la formation des premières étoiles et galaxies. Ce sera possible avec la prochaine génération de télescopes spatiaux, qui nous permettront de voir dans la zone actuellement inconnue située entre 400 millions d'années et 400 000 ans après le bigbang. Les grumeaux observés dans le rayonnement fossile sont sans doute ce qui a donné naissance aux galaxies.

La recherche d'exoplanètes, marquée par une découverte majeure l'année dernière, est-elle un thème marginal?

C.C. Pas du tout; c'est même plus important que de déterminer l'âge de l'Univers. L'intérêt est de savoir si nous sommes seuls ou non. Les conditions qui ont permis à la vie de se développer sur la Terre doivent bien exister ailleurs et j'espère que nous pourrons un jour déceler un signal par radiotélescope.

Vous croyez à une communication avec des civilisations extraterrestres?

C.C. Il ne faut pas penser à une «discussion», mais détecter quelque chose serait déjà une victoire. Cela pourrait être un signal électromagnétique comme ceux que nous émettons depuis 70 ans par nos télécommunications et qui sont rendus aujourd'hui à 70 années-lumière de la Terre. Étant donné que l'émission de ce rayonnement varie selon les régions de la Terre, quatre pics seraient repérables sur une période de 24 heures par un observateur qui se trouverait dans ce rayon de 70 années-lumière, qui comprend une douzaine d'étoiles. C'est ce genre de signal qu'on espère capter un jour.

À quoi servent en définitive les recherches en astronomie?

C.C. La production de connaissances est le propre de l'être humain et toutes les civilisations se posent ces questions: d'où venons-nous, où allons-nous? Faire avancer les connaissances en astronomie permet en outre de faire progresser la technologie. Les capteurs photosensibles des appareils photo numériques et des téléphones cellulaires, par exemple, ont été conçus par ces fous qui cherchent des objets de très faible rayonnement dans l'espace. Ces capteurs entrent aussi dans la composition des appareils de résonance magnétique utilisés dans les hôpitaux. Et, lorsque notre caméra infrarouge n'est pas en usage à l'Observatoire du Mont-Mégantic, elle est prêtée au Département de chimie, qui ne dispose pas d'appareil aussi sensible.

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