"Tant que tu vivras, cherche à t'instruire: ne présume pas que la vieillesse apporte avec elle la raison" Solon

Une preuve sans précédent vient de changer ce que nous savons à propos de la naissance des étoiles après le Big Bang


250 millions d’années après le Big Bang : c’est à ce moment-là que l’Univers ne représentait que 2% de son âge actuel, et une récente découverte bat le précédent record concernant la preuve de la formation précoce des étoiles. Ce record bat également celui de l’oxygène le plus ancien jamais détecté, à 13.28 milliards d’années-lumière (soit 500 millions d’années après le Big Bang).

Les toutes premières années de l’Univers sont très difficiles à étudier. Nous avons une idée approximative de ce qui s’est passé, mais c’était il y a très longtemps et tout rayonnement est difficile à détecter par notre instrumentation actuelle, en particulier avant que l’Univers ait environ 300 millions d’années. Après cette période, les objets de l’Univers sont devenus progressivement plus faciles à détecter et à observer avec nos instruments. C’est l’un de ces objets qu’une équipe internationale d’astronomes, dirigée par Takuya Hashimoto, astronome à l’Université Osaka Sangyo et à l’Observatoire Astronomique National du Japon, avait pour but d’observer.

Au Chili, ils ont utilisé l’ALMA (Grand réseau d’antennes millimétrique/submillimétrique de l’Atacama) sur l’un des objets les plus connus de l’Univers, une galaxie appelée MACS1149-JD1. Et même si c’était un signal plutôt faible, les chercheurs ont détecté la présence d’oxygène dans le spectre de la galaxie. Sur la base de la longueur d’onde de la lumière, étirée de l’infrarouge aux micro-ondes par l’expansion de l’Univers, l’équipe a constaté que la galaxie se trouvait à 13.28 milliards d’années-lumière : cette découverte a été vérifiée de manière indépendante par la détection d’une émission d’hydrogène neutre de la galaxie, rendue possible par le Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire européen austral. « J’ai été ravi de voir le signal de l’oxygène lointain dans les données d’ALMA. Cette détection repousse les frontières de l’Univers observable », a déclaré Hashimoto.

Pourquoi l’oxygène est-il si important ? Parce qu’au début de l’univers, il n’y en avait pas. Il faut des étoiles pour le créer : et non seulement leur existence, mais également leurs morts ! En effet, l’oxygène se forme dans les étoiles, et il est ensuite libéré dans l’espace environnant lorsqu’elles meurent.

Là, il est alors ionisé par le rayonnement des autres étoiles, brillant dans l’infrarouge. Pour que l’oxygène produise un rayonnement infrarouge au sein de la galaxie MACS1149-JD1, cette dernière devait déjà avoir produit une génération d’étoiles qui ont vécu et qui sont mortes précédemment. « Cette galaxie est vue à une époque où l’Univers n’avait que 500 millions d’années et pourtant, elle a déjà une population d’étoiles matures », explique l’un des membres de l’équipe, le cosmologiste Nicolas Laporte de l’University College London, au Royaume-Uni. « Nous sommes donc capables d’utiliser cette galaxie pour explorer une période antérieure, complètement inconnue, de l’histoire cosmique », ajoute-t-il.

L’étape suivante consistait donc à déterminer comment exactement la galaxie aurait pu générer l’oxygène observé. L’équipe a utilisé les données infrarouges de deux télescopes spatiaux, le télescope spatial Hubble et le télescope spatial Spitzer. Ils ont découvert que la luminosité de la galaxie pourrait très bien être expliquée par un modèle dans lequel les premières étoiles se seraient formées 250 millions d’années auparavant. En effet, selon ce modèle, cette première explosion de formation d’étoiles a détourné le gaz de la galaxie, ce qui aurait empêché la formation d’étoiles. Mais alors, le gaz aurait déclenché un second éclat de formation d’étoiles au moment des observations d’ALMA, 500 millions d’années après le Big Bang.

Ce sont les étoiles massives issues de cette deuxième explosion de formation d’étoiles qui auraient ionisé l’oxygène, laissé par la première génération d’étoiles. Ceci implique que les étoiles se sont formées plus tôt que nous ne pouvons le voir avec nos télescopes. Cela signifie également que nous sommes plus proches de découvrir ce que l’on appelle l’aube du Cosmos, lorsque les toutes premières étoiles ont émergé. « Déterminer quand l’aube cosmique s’est produite est semblable au ‘Saint Graal’ de la cosmologie et de la formation des galaxies », a déclaré Richard Ellis, astrophysicien à l’University College de Londres, et co-auteur de l’article.

Une vague de 23,8 mètres de haut vient d'être recensée au sud de la Nouvelle Zélande, un record pour l'hémisphère Sud


C'est près de Campbell Island, à environ 700 kilomètres au sud de la Nouvelle-Zélande, que la vague de 23,8 mètres de haut a été mesurée. (Photo d'illustration) (Photo: AFP)


Les scientifiques ont mesuré ce qui pourrait être la plus haute vague jamais recensée dans l'hémisphère Sud, un monstre de 23,8 mètres de haut, soit l'équivalent d'un immeuble de huit étages.

La vague a été enregistrée mardi dans l'océan Austral, réputé pour la violence de ses tempêtes, près de Campbell Island, à environ 700 kilomètres au sud de la Nouvelle-Zélande, a annoncé MetOcean Solutions, un consultant en océanographie.

L'océanographe Tom Durrant a déclaré que cette vague, mesurée lors d'une tempête féroce à l'aide d'une bouée, pulvérisait le record précédent pour l'hémisphère Sud, établi à 22,03 mètres en 2012.

En Californie dans une semaine

«A notre connaissance, c'est la vague la plus haute jamais enregistrée dans l'hémisphère Sud». L'océan Austral, a-t-il expliqué, fait office de «salle des moteurs» générant des vagues qui se propagent dans toute la planète. «De fait, les surfeurs de Californie peuvent s'attendre à ce que l'énergie dégagée par cette tempête arrive sur leurs rivages d'ici une semaine environ».

Le chercheur a jugé que la tempête qui a secoué la région avant de partir vers l'est avait probablement provoqué des vagues dépassant les 25 mètres. Mais la bouée des scientifiques, installée en mars afin d'enregistrer les conditions météorologiques extrêmes de l'océan Austral, n'était pas au bon endroit pour les mesurer, a-t-il ajouté.

De plus, afin de ménager ses batteries, elle n'enregistre les données que par épisodes de 20 minutes toutes les trois heures. «Il est très probable qu'il y ait eu des vagues plus importantes pendant qu'elle n'enregistrait pas».

La plus grande vague jamais recensée fut un tsunami généré en 1958 par un séisme, à Lituya Bay en Alaska, mesurant 30,5 mètres de haut, d'après le Smithsonian magazine, la publication de l'institution américaine de recherche scientifique.

AFP

L’échelle de Kardachev, qui mesure l’avancée des civilisations


La beauté mystérieuse de l’univers qui nous entoure


Les disciplines scientifiques, dans leur ensemble, ont pour but de comprendre les lois qui régissent l’Univers. Mais elles ont aussi une autre utilité : établir des catégories et des outils de mesure pour mieux appréhender les choses. Un scientifique russe, dans les années 60, a même mis au point une échelle de mesures des civilisations, selon leur degré d’avancée : l’échelle de Kardachev.

C’est dans le contexte particulier de la Guerre Froide et de la course à l’espace que l’échelle de mesure civilisationnelle a vu le jour. Elle est l’oeuvre de Nikolaï Kardachev, un astrophysicien russe. Il a donné son nom à cette échelle de mesure de l’avancement d’une civilisation en partant de la civilisation terrestre (et en extrapolant). Il faut savoir que Kardachev a fait de nombreuses recherches sur l’existence possible de vie extraterrestre et la création de cette échelle de mesure s’inscrit dans cette voie (on parle du projet SETI, Search for Extraterrestrial Intelligence).

En 1964, Kardachev publie donc un article où il présente cette échelle de mesure de l’avancement d’une civilisation. Selon lui, le statut d’une civilisation découle de deux facteurs primordiaux : l’énergie et la technologie. Concrètement, plus le niveau technologique est bon, plus on peut exploiter d’énergie. Et de fait, plus on exploite de l’énergie, plus on peut créer des technologies évoluées. Kardachev pensait qu’une civilisation pouvait aller aussi loin que sa technologie et sa capacité à utiliser l’énergie pouvaient l’emmener. Dans son papier « Transmission of Information by Extraterrestrial Civilizations », le russe identifie trois niveaux de classification.


Un schéma représentant les trois niveaux de base de l’échelle


Cette première mouture de l’échelle de Kardachev définit donc trois niveaux distincts : la civilisation planétaire, la civilisation stellaire et enfin la civilisation galactique. Bien évidemment, à l’époque, la Terre rentrait dans la première, mais la classification ne prenait en compte que les technologies de communication. Et il faut se rappeler qu’en 1964, le XXIe siècle était de la science-fiction. Depuis, plusieurs scientifiques ont repris l’idée de Kardachev en étoffant la classification (notamment l’astronome Carl Sagan et le physicien Michio Kaku). L’échelle comprend dans sa version modifiée six paliers, tous plus impressionnants les uns que les autres.

On retrouve d’abord le niveau zéro, une culture sous-globale qui obtient son énergie de matériaux bruts tels que les plantes mortes ou les animaux. Cette civilisation ne peut pas quitter sa propre planète : sans surprise, c’est ici que nous nous situons. En 1973, Carl Sagan estimait que nous étions à 0.7 (en partant du principe que notre croissance est exponentielle), soit un score correct. Le niveau un est une culture planétaire (une demi-étape au-dessus de nous). Cette civilisation peut exploiter toutes les ressources énergétiques de sa planète. Selon les conjectures, l’humanité devrait y arriver dans environ 100-200 ans. Le niveau deux bascule vers l’exceptionnel : c’est une culture stellaire où la civilisation est capable d’exploiter l’énergie d’une étoile. Les plus optimistes pensent que nous y serons dans quelques milliers d’années. C’est à ce niveau qu’une sphère de Dyson pourrait exister.

Ce schéma en coupe représente la sphère de Dyson


Plus on avance dans la classification, plus on se rapproche d’un monde à la « Star Wars » où les civilisations extraterrestres dominent en maîtres. A l’étape trois, on parle d’une culture galactique où la civilisation peut exploiter l’énergie de toute sa galaxie. Selon des scientifiques, le niveau trois est environ 10 milliards de fois plus puissant en énergie que le niveau deux et a environ 100 000 à un million d’années d’avance sur nous. Au niveau quatre, on passe dans la culture universelle. Sans surprise, une telle civilisation pourrait exploiter l’énergie de tout l’univers, ce qui est faramineux. A un tel palier, nous serions capables de changer la forme de l’espace-temps et nous pourrions devenir immortels… Les niveaux cinq et six sont difficilement compréhensibles pour nous : le palier cinq serait une culture multiverselle où la civilisation a transcendé son univers d’origine ; quant au sixième, on parlerait d’une civilisation assimilable à des Dieux. Nous n’avons probablement pas les mots pour le décrire.

Cela va sans dire que malgré tous les calculs et les études faites par des experts, nous ne sommes pas en mesure de prouver que cela existe et que de telles civilisations pourraient vivre dans l’Univers. Ce qui en revanche est certain, c’est que par rapport à l’âge de la galaxie et de l’Univers, la civilisation terrestre n’est encore qu’au stade de l’adolescence en terme de développement. Si des civilisations extraterrestres existent quelque part, il est probable qu’elles soient plus anciennes que nous et donc plus avancées.

Fascinante, effrayante ou farfelue ? L’échelle de Kardachev ne laisse certainement pas indifférente. Elle a en tout cas le mérite de pointer du doigt notre manque de connaissance de ce qui nous entoure et d’affirmer qu’à l’échelle cosmique, nous sommes très jeunes et infiniment petits.