DE L'ASTRONOMIE : distances et durées des âges géologiques

DE L'ASTRONOMIE : distances et durées des âges géologiques


















Il peut sembler étrange de vouloir mélanger des
durées et des distances qui, dans notre monde fini, relèvent de deux
concepts différents mais ce n’est pas le cas en astronomie. En effet,
la vitesse de la
lumière (environ 300 000 km par seconde), une constante
indépassable, est limitée :
dès lors, si l’on regarde en direction du ciel, les objets observés
sont à la fois lointains et situés dans le passé (à l’exception
relative de notre environnement proche mais nous y reviendrons). Très
vite, ces distances et ces durées relèvent de chiffres qu’il
est bien difficile pour notre cerveau habitué à notre planète (un
monde fini et minuscule) d’appréhender véritablement : que peut bien
signifier 100 millions d’années-lumière (al) d’éloignement
ou un milliard d’années dans le passé ? C’est la raison pour
laquelle, afin de relativiser ces nombres pharamineux, l’esprit humain a
souvent cherché des comparaisons qui lui « parlent » mieux :
nous en verrons quelques unes.










Les âges
géologiques




Aux
dernières estimations actuellement en vigueur, notre Univers est âgé de 13,6
milliards d’années
tandis que notre Soleil et son cortège de planètes (dont notre Terre)
se sont créés il y a 4,5
milliards d’années. Intéressons-nous dans un premier temps à
l’histoire de notre bonne vieille Terre. Grâce aux diverses méthodes de
datation des roches, nous pouvons subdiviser son âge en
différentes périodes : pour plus de commodité, appelons temps 0 la création de notre
planète à partir du nuage protosolaire et +
4.5 milliards d’années aujourd’hui (Evidemment, pour être
plus proche

de la réalité, les scientifiques comptent, eux, en temps négatifs). Nous
trouvons alors
:
• le précambrien
qui s’étend de 0 à + 3,96 milliards d’années,
• l’ère primaire (ou paléozoïque) de +
3.96 à + 4,255 milliards d’années, cette ère étant
elle-même subdivisée en plusieurs périodes allant du cambrien au
permien,
• l’ère
secondaire (ou mésozoïque) de + 4,255 à + 4,435 milliards
d’années et comprenant
trois périodes, le trias, le jurassique et le crétacé,
• l’ère tertiaire (à présent
regroupée avec le quaternaire dans une ère unique appelée
cénozoïque) allant de + 4, 435 à + 4,498 milliards d’années
• Et l’ère quaternaire (cénozoïque
également) allant de + 4,498 milliards d’années à
aujourd’hui.
Dit de
cette manière, c’est vrai, ce n’est guère parlant. On peut donc
proposer une autre lecture, plus facile à comprendre : essayons de
rapporter l’histoire de la Terre à
une seule année et voyons ce que donnerait la précédente
description. Dans notre nouveau modèle, la création de la Terre se
situerait autour du premier janvier de cette année fictive et
:
• Le précambrien s’étendrait
alors jusqu’à la mi-septembre
(il s’agit, bien sûr, d’approximations). C’est durant cette ère que
sont apparues les premières créatures pluricellulaires
vivantes, à savoir des invertébrés (dont les corps mous nous ont
laissé peu de traces) et, selon notre nouvelle approche, cela se situait
aux environs de la fin du mois d’août-début du mois de
septembre…
• Vient ensuite
l’ère primaire, de la mi-septembre
à la mi-novembre : c’est à la fin du permien (mi-novembre) qu’a
eu lieu la grande extinction qui détruisit 95% des espèces
marines alors vivantes et « seulement » 70% des espèces terrestres
(voir le sujet les extinctions de
masse)…
• L’ère
secondaire, de la mi-novembre
aux derniers jours de décembre voit la domination des grands
sauriens qui disparaissent à la fin du crétacé, c'est-à-dire
quelque part vers le 20 décembre ;

• Le cénozoïque occupe la fin de l’année : les premiers hominidés
(Toumaï) sont datés d’il y a 7 millions d’années ce qui les situe
d’après notre modèle vers les tout
derniers jours de décembre. Et l’Homme « moderne » dans tout cela
? Eh bien, son apparition et son extension fulgurante comme actuel
animal dominant de la planète
trouvent place le 31 décembre,
une heure peut-être avant la nouvelle année…
Une
autre métaphore pour comprendre ces
abîmes du temps est de comparer la vie sur Terre à la hauteur de la tour Eiffel : en
pareil cas, la présence de l’Homme ne représenterait (en taille) que
l’épaisseur de la couche de peinture située sur un des parapets du
troisième étage du monument…
Ces
façons différentes (mais peu
scientifiques, je le reconnais) de dater les événements sont
certainement plus parlantes : elles ont, en tout cas, le mérite de nous
montrer de manière frappante combien nous sommes les héritiers
d’une longue, très longue histoire qui nous a vu précédés par des
millions de générations d’animaux qui ont vécu, souffert, se sont
reproduits pour, le plus souvent en fin de compte, disparaître
sans laisser de traces. Cette pensée devrait nous rendre modestes…


















Les distances astronomiques




Nous
venons d’évoquer les durées de temps écoulées depuis l’apparition de la
Terre : elles sont, comme on l’a vu,
colossales. Pourtant, l’Univers est approximativement plus de trois fois plus vieux que notre
système solaire ! Or, chose remarquable, quand on observe les
objets du ciel, on voit le passé : observée, par exemple, par le
télescope spatial Hubble, une galaxie qui serait située à, disons, 8
milliards d’années-lumière, se présente à nos yeux comme elle
était il y a 8 milliards d’années, c’est-à dire avant la création de
notre Soleil… Comment se présente-t-elle réellement aujourd’hui ?
Comment se fait-il que sa lumière ait mis si longtemps à
nous parvenir ?
C’est que
l’univers est gigantesque, s’étendant sur des distances que le
cerveau humain a du mal à se représenter. Très tôt dans l’histoire
moderne de l’humanité, il a fallu se rendre à l’évidence : les
distances calculées en millions voire en milliards de km ne
représentent rien à l’échelle de l’univers. Le seul moyen pour
déterminer les distances auxquelles se situent les objets astronomiques
est de se référer à une autre
dimension d’échelle et c’est la raison pour laquelle les
scientifiques ont choisi la lumière.
Si cette dernière nous paraît se transmettre de façon instantanée dans
notre quotidien, il n’en est bien sûr pas de même entre les étoiles – et
plus encore les
galaxies – qui sont séparées par des distances à nos yeux
pharamineuses. C’est ainsi que, même à sa vitesse pourtant conséquente
de 300 000 km chaque seconde (en fait, plus précisément 299
792,458 km/s), il lui faut plus de quatre ans pour nous parvenir de notre voisine stellaire la
plus proche, justement appelée Proxima du Centaure… Voyons cela
de plus près (si j’ose dire).









La proche banlieue




Il
s’agit évidemment de notre système solaire. La Terre, seulement la troisième
planète du système, tourne autour du Soleil à une distance d’environ
150 millions de km ce qui, en vitesse lumière, représente
approximativement 8 minutes.
En
d’autres termes, si le Soleil venait brusquement à s’éteindre, sa
lumière nous éclairerait durant encore huit minutes… Cette distance de 8
minutes-lumière est d’ailleurs appelée unité astronomique (ou UA) et elle permet de situer de façon
plus aisée les différents éloignements de nos compagnes planétaires du
système.
La plus grande des planètes de notre
système,
Jupiter, cinquième par
le rang, est quant à elle située à 778 000 000 km ou 5,2 UA. C’est déjà

beaucoup plus loin puisque cela représente un peu
plus de 40 minutes-lumière
! La dernière véritable planète du système, Neptune (puisque Pluton a été récemment
rétrogradée en planète naine) se trouve à 30 UA, soit 4 heures-lumière. Toutefois, la
zone considérée comme appartenant au système solaire ne s’arrête pas là
: elle se situe à environ quatre
fois la distance Soleil-Neptune, soit 120 UA environ. Il s’agit
là d’un endroit aux limites finalement imprécises où le
vent solaire
(c'est-à-dire le flux plasmatique provenant de l’atmosphère solaire)
entre en contact avec les vents provenant du milieu
interstellaire.
Ces
chiffres peuvent paraître quelque peu abstraits. Prenons ici aussi
une image nous permettant de mieux réaliser ce qu’ils représentent.
Imaginons que nous posions sur le sol une orange sensée représenter le Soleil. La Terre
serait alors une bille minuscule de la taille
d’une tête d’épingle placée à 15
m de l’orange, Jupiter
une bille de la taille d’une olive à 77 m et Neptune
un petit pois à 450 m. La
zone d’influence du Soleil s’étendrait quant à elle
jusqu’à environ 1,5 à 2 km ! Et l’étoile la plus proche, Proxima du Centaure ? Eh bien,
elle serait à environ… 4000
km.









La Galaxie




Les
distances que nous venons de voir paraissent immenses ? Elles sont
pourtant minuscules à l’échelle de notre galaxie,
la Voie lactée. En
effet,

cette dernière (où le Soleil occupe une place relativement
excentrée, voir le sujet [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط])
est un disque oblong d’un
diamètre d’un peu moins de 100
000 al pour une épaisseur de 1
300 al et elle contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles ! Chacune de ces étoiles est
séparée par un grand vide cosmique (comme celui entourant le Soleil) à
l’exception – peut-être – du halo
central galactique où elles sont plus nombreuses et donc un peu plus
proches les unes des autres. Une image ? Eh bien disons que si le
système solaire est représenté par un grain de sable, la Galaxie est en proportion une petite plage…
La Voie
lactée appartient à ce que l’on
appelle le « groupe local
» qui est un ensemble d’une trentaine de galaxies dont les plus
importantes sont notre galaxie et la galaxie d’Andromède M31. Ces galaxies sont suffisamment
proches (tout est relatif, évidemment) pour subir leurs attractions
réciproques. C’est ainsi que dans un avenir
très lointain - 2 à 3 milliards d’années – la Voie lactée et
Andromède finiront par fusionner en un super ensemble mais, comme on l’a
déjà dit, les distances entre les étoiles sont si immenses
qu’aucune d’entre elles ne devrait en heurter une autre.









Au-delà




Il
existe des milliards d’amas de
galaxies (un amas en contient approximativement


une centaine) également organisés en superamas mais ces amas sont si
distants les uns des autres que,
contrairement à ce qui se passe pour le groupe local auquel nous
appartenons, leurs forces d’attraction ne peuvent jouer : de ce fait,
ces amas de galaxies s’éloignent les uns des autres à la
vitesse de l’expansion de
l’univers et cela dans toutes les directions (C’est ce qui avait
tant intrigué les premiers découvreurs de galaxies - comme Edwin
Hubble - qui voyaient bien que leurs spectres tiraient tous vers le
rouge signifiant la fuite – le redshift des anglo-saxons – au contraire
de celles du groupe local évidemment). Les distances
entre les amas de galaxies sont si incroyables que je ne peux vous
proposer de métaphores véritablement valides pour les exprimer…









Au bout du bout de l’univers (connu)




On
trouve partout le fameux rayonnement
fossile (voir le sujet [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط])
qui témoigne dans toutes les directions des premiers instants visibles
qui ont succédé au Big Bang.
Lorsqu'un de nos satellites

enregistre des images de ce rayonnement, il
regarde à 13,6 milliards d’années dans le passé, un chiffre qu’il me
semble impossible de saisir et de vraiment comprendre autrement
qu’intellectuellement…





Dans ce
bref exposé, j’espère vous avoir fait comprendre combien l’univers,
notre univers, est immense et, par contre
coup, combien notre planète et même le système solaire sont infimes.
Par ailleurs, la vie des hommes est si brève que, comparée à
l’ancienneté et à l’immensité de l'univers dans lequel ils se
trouvent, ils ne représentent rien de plus que de simples bactéries
par rapport à la taille et à l’âge de la Terre. Pourtant, les hommes,
ces infimes créatures, ont su – au moins partiellement –
décrypter leur environnement. Ce qui, en fin de compte, est loin
d'être négligeable.




Existe-t-il d’autres intelligences dans cette
immensité ? Les calculs statistiques nous disent que oui (voir le
sujet vie extraterrestre
2). Alors soit ! Mais, en réalité, le problème n’est pas
là : s’ils existent – et si nous pouvons arriver à nous comprendre –
comment faire pour passer outre aux limitations induites
par ces distances vertigineuses, alors que l’on sait qu’une
information ne pourra mettre moins de 4 ans pour atteindre Proxima du
Centaure (qui, naine rouge, n’est certainement pas susceptible de
voir se développer la Vie sur une de ses planètes, si elles
existent) et autant pour en revenir ? Comment communiquer avec les
étoiles plus lointaines tant est brève – à l’échelle de l’Univers –
la durée d’une civilisation humaine ? J’avoue que j’aimerais bien le
savoir.
















Images
:



1. le
système solaire (sources : [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط])



2. les
âges géologiques (sources : [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط])



3. Jupiter
(sources : [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط])



4. voilà à quoi doit ressembler la Voie
lactée vue de l'extérieur (sources :
addlaseyne.free.fr)



5. amas
de galaxies Abell 1689 (sources : [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]



6.
fond
diffus cosmologique photographié par le satellite WMAP, de la NASA, en
2003 (sources : [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]