Grandes controverses en astrophysique

Les controverses sont consubstantielles à la Science, et c’est grâce à elles que celle-ci progresse. La science se fonde en effet sur des faits, mais ces faits ne sont pas toujours faciles à interpréter. Elle procède donc par allers-retours entre vérités et erreurs.

Des histoires de controverses

L’astrophysicienne française Suzy Collin-Zahn présente une série de controverses qui ont opposé des scientifiques depuis deux siècles. Certaines de ces controverses ont même passionné le grand public, telle l’affaire Pluton en 2006.

Pourquoi ce livre

Dans l’avant-propos, l’autrice rappelle les découvertes marquantes survenues au cours de sa longue carrière et depuis sa récente retraite : la matière noire et l’énergie noire, les trous noirs, les derniers stades de vie des étoiles, les ondes gravitationnelles. Elle attribue ces avancées scientifiques au développement des instruments d’observation, la mise en service de très grands télescopes, l’invention de l’optique adaptative, la mise au point d’énormes programmes de simulations numériques et la constitution de gigantesques bases de données accessibles sur la Toile. Elle précise que les nombreuses controverses suscitées par nombre de ces découvertes ont motivé son désir de raconter certaines histoires épiques qu’elle a vécues.

L’introduction aborde deux thèmes

Le premier thème porte sur le fonctionnement de la méthode scientifique, cet outil permettant à tendre vers des vérités scientifiques par tâtonnements, essais et erreurs, formulations d’hypothèses, constitutions de modèles, observations, remises en question. Les causes et les manifestations des controverses sont illustrées ensuite par de nombreux exemples.

Le second terme traite de la spécificité de l’astrophysique. Celle-ci est détaillée après une rétrospective historique sur cette nouvelle science née au début du 19e siècle. Sauf exception, et contrairement à la méthode scientifique commune aux autres sciences physiques, l’astrophysique est basée sur l’observation plutôt que sur l’expérimentation.

Des remarques complètent l’introduction : le glossaire à la fin du livre, la possibilité de lire les chapitres dans un ordre arbitraire, les encadrés portant sur des explications supplémentaires, les dessins humoristiques de Paul-Émile Zahn, et les remerciements.

La table est mise : passons au menu

La table des matières propose la lecture d’une vingtaine de grandes controverses. Voici les sujets de ces discordes : la classification des étoiles, la source d’énergie du Soleil et l’âge de la Terre, la nature des nébuleuses et les Céphéides, l’expansion de l’Univers et la naissance de la cosmologie, les conceptions de l’Univers, pourquoi la nuit est noire, la matière noire, la mesure des distances, les décalages spectraux anormaux et les quasars, les trous noirs supermassifs, la température de la couronne solaire, les ondes gravitationnelles, les neutrinos solaires, les sursauts gamma, les canaux martiens, la météorite martienne et la NASA, la bataille de Pluton, les interprétations du principe anthropique, les fausses controverses, les extraterrestres.

Et la France

Dans un appendice, l’autrice formule quelques remarques sur le développement de l’astrophysique en France.

Une appréciation

Un livre fort intéressant. Un ouvrage instructif sur les recherches, les découvertes, les enjeux et les débats scientifiques.

Référence

Collin-Zahn, Suzy; Zahn, Paul-Émile (illustrations). – Grandes controverses en astrophysique. – Préface de James Lequeux. – Les Ulis (France) : EDP Sciences, 2021. –214 p. – (Collection SPOT Sciences). – ISBN 978-2-7598-2613-1. – [Citation : p. 13]. – BAnQ : 523.01 C6999g 2021.

Image

Color Image of Pluto (13 juillet 2015). – Crédits : NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute Image Addition.

L’année martienne de Farah Alibay

Avec ce livre, je vous propose de revivre non seulement cette année martienne avec moi, mais aussi les moments forts de ma vie et les apprentissages qui m’ont permis de vivre cette aventure extraordinaire.

Mission accomplie pour l’autrice Farah Alibay, ingénieure en aérospatiale d’origine québécoise. Son livre Mon année martienne est effectivement une autobiographie couvrant les étapes marquantes de sa vie et ses grandes réalisations professionnelles à la NASA.

Le style d’écriture est dynamique, les phrases s’enchaînent avec harmonie, les idées et les sentiments sont clairement exprimés, les figures de style sont appropriées, les termes scientifiques et techniques sont définis et souvent illustrés.

La structure du livre est aussi remarquable. Les chapitres sont numérotés et les titres sont évocateurs. Au début de chaque chapitre, une citation commentée. À titre d’exemple : « Fais de ta vie un rêve, et d’un rêve, une réalité. – Antoine de Saint-Exupéry, Le Petit Prince, mon livre préféré, que j’ai lu et relu à maintes reprises au cours de ma vie. » Des encadrés thématiques sont insérés dans plusieurs chapitres. Par ailleurs, 45 photos couleur sont insérées au milieu du livre, photos provenant presque toutes de la collection personnelle de l’ingénieure.

Les deux dimensions du volume sont abordées plus ou moins distinctement, bien qu’elles d’imbriquent tout au long du récit : vie personnelle aux chapitres 2-3, 5-7, 9-12,15 (39 % des pages); vie professionnelle aux chapitres 1, 4, 8, 13-14, 16-27 (61 % des pages). Le titre du volume est expliqué dans le prologue intitulé Une année martienne.

Tous les chapitres sont intéressants, mais j’ai aimé particulièrement ceux relatant l’enfance et l’adolescence de Farah Alibay : Une enfance joliettaine (5), Le pouvoir de l’amitié (7), Manchester (9). Et ces chapitres reliés à l’ingénierie : Les sept minutes de terreur (1), La mission InSight (16), La recherche de signes de vie sur Mars (19), Mes premiers pas martiens (23).

Soulignons une autre dimension majeure présente dans toute l’autobiographie de Farah Alibay : les conseils adressés à ses lectrices et lecteurs, tout spécialement aux jeunes, aux femmes et aux personnes de toutes les minorités.

Une vie trépidante, un livre captivant !

Référence

Alibay, Farah. – Mon année martienne. – Préface de Marie Eykel. – Montréal : Les Éditions de l’Homme, 2022. – 223 p. + 16 p. de photos). – ISBN 978-2-7619-5881-5. – [Citations : p. 12, 217]. – Bibliothèques de Montréal et BAnQ : 926.291 ALI et 629.1092 A3987m 2022.

Image

Cratère Jezero – Une image du cratère Jezero prise par le Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). – Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS/JHU-APL. – Image affichée sur la première planche du livre de Farah Alabay : « Les fausses couleurs nous donnent de l’information sur les sédiments et les minéraux de la région. »

Sur la Toile

Farah Alibay (Systems Engineer - NASA’s Jet Propulsion Laboratory)
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Jet Propulsion Laboratory (JPL)
In Sight Spacecraft (NASA)
Mars 2020 : Perseverance Rover (NASA)
Mars 2020 : Entry Descent Landing (simulation animée) (NASA)
Mars Perseverance Image of the Week (NASA)

À la découverte de l’Univers

Vous vous intéressez à l’astronomie à une époque fascinante où les astronomes sont en train de lever le voile sur l’Univers. Notre connaissance du cosmos – ou de l’Univers – et de son évolution s’accroît comme jamais auparavant.

Le livre encyclopédique du professeur Neil F. Comins saura satisfaire la curiosité des personnes intéressées à l’exploration de l’Univers. C’est aussi un manuel permettant d’accompagner un cours universitaire d’introduction à l’astronomie et à l’astrophysique.

La partie liminaire contient le sommaire, la table des matières détaillée, l’avant-propos et une notice biographique sur l’auteur. Le corps du manuel compte quinze chapitres pouvant être ainsi regroupés : Généralités (1-3), Système solaire (4-9), Étoiles (10-12), Galaxies, cosmologie et astrobiologie (13-15). La partie complémentaire contient dix-neuf appendices, les réponses aux questions numériques, l’index et quatre cartes du ciel nocturne.

Aperçu

Après avoir survolé le contenu du livre, consulté son sommaire et parcouru la table des matières, le lecteur trouve les clés d’utilisation de l’ouvrage en lisant l’avant-propos. Celui-ci présente les éléments suivants : le nouveau contenu de la nouvelle édition, dont les exoplanètes, les supports d’apprentissage (questions, illustrations, encadrés, résumés), l’approche pédagogique et les remerciements de l’auteur.

Les trois premiers chapitres portent sur la découverte du ciel nocturne, la gravitation et le mouvement des planètes, la lumière et les télescopes.

Les chapitres 4 à 9 sont consacrés au Système solaire : la formation du Système solaire, les exoplanètes, les planètes telluriques et leurs satellites (Terre, Mercure, Vénus, Mars), les planètes externes et leurs lunes (Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune), les astres vagabonds (planètes naines, astéroïdes, comètes, météoroïdes), le Soleil.

Les chapitres 10, 11 et 12 portent sur les étoiles au-delà du Système solaire. Les volets suivants sont tour à tour abordés : les caractéristiques des étoiles (distances, échelles de magnitude, températures, types, masses), la vie des étoiles (de la naissance à l`âge mûr), la mort des étoiles et leurs dépouilles.

Les chapitres 13 à 15 étudient les galaxies (Voie lactée; types de galaxies, amas et superamas de galaxies; quasars, trous noirs), la cosmologie (Big Bang, histoire, structure et destin de l’Univers), et l’astrobiologie.

Exemple

Les chapitres sont structurés d’une façon similaire. À titre d’exemple, voyons le chapitre sur les exoplanètes :

introduction
○ grande image légendée (nébuleuse d’Orion)
○ numéro (5) et titre du chapitre (Exoplanètes)
○ rubrique À votre avis ? (questions posées aux lectrices et lecteurs)

notions
○ exposé sous-titré en plusieurs séquences numérotées (5-1 à 5-10)
○19 illustrations accompagnent l’exposé (images, schémas, histogrammes, photo)
○ sous chaque image astronomique, une référence au spectre électromagnétique est indiquée par une lettre (R, I, V, U, X, G)

compléments
○ résumé des principales idées
○ Qu’en avez-vous pensé ? (réponses aux questions de la rubrique À votre avis ?)
○ Questions de synthèse, questions avancées, Compris ?

Outils graphiques

Parmi les très nombreuses illustrations contenues dans le livre, celles-ci peuvent être considérées comme des références générales (page et titre de l’illustration) :

5 – Sphère céleste et systèmes de coordonnées
23 – Différentes échelles de distance
24 – Grandes catégories d’objets astronomiques
28 – Méthode scientifique
37 – Parallaxe d’un objet astronomique
40 – Unités de distances astronomiques
56 – Spectre électromagnétique
80 – Cartographie de l’Univers dans différentes parties du spectre électromagnétique
101 – Formation du Système solaire
139 – Magnétosphère terrestre
185 – Planètes intérieures comparées
229 – Planètes externes comparées
304 – Diagramme de Hertzsprung-Russell
331 – Processus de formation stellaire
384 – Évolution stellaire
396 – Notre Galaxie
408 – Dynamique d’une galaxie spirale à structure parfaite
411 – Classification des galaxies
450 – Unification des quatre interactions fondamentales
461 – Géométries possibles de l’Univers
464 – Chronologie de l’Univers primordial
465 – Pourcentages des principaux constituants de l’Univers
A-2 – Échelles de température (Kelvin, Celsius, Fahrenheit)
A-14 – Tableau périodique des éléments

Appréciation

Un livre remarquable pour son contenu documentaire, son approche didactique et sa mise en page exemplaire.

Références

Comins, Neil F. – À la découverte de l’Univers. Introduction à l’astronomie et à l’astrophysique. – 2e édition. – Traduction de la 6e édition américaine de Richard Taillet et Loïc Villain. – Louvain-la-Neuve (Belgique) : De Boeck Supérieur, 2016. – xx, 480 p. + 32p. (appendices, réponses/questions, index, cartes du ciel nocturne). – ISBN 978-2-8073-0294-5. – [Citation : p. 2]. – BAnQ: 520 C7333a 2016.

Le volume ne contient pas de liste des crédits des illustrations, mais les sources sont indiquées en bas des illustrations. Le livre ne contient pas de bibliographie, mais ces sites sont recommandés par l’auteur :

National Aeronautics and Space Administration (NASA)
The Extrasolar Planets Encyclopaedia (EPE) (p. 120)
Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) (p. 145)

Plusieurs pages du volume À la découverte de l’Univers peuvent être feuilletées sur le site de l’éditeur : la couverture et les pages liminaires, le sommaire, la table des matières détaillée, l’avant-propos, la notice sur l’auteur et les dix-neuf premières pages du chapitre 1.

Image

Exoplanète HD 209458b – Crédits : European Space Agency, Alfred Vidal-Madjar (Institut d'Astrophysique de Paris, CNRS), NASA. – Version française. – [Description à la page 119 du volume].