Comprendre les galaxies avec l’astrophysicien François Hammer

Astrophysicien et astronome à l’Observatoire de Paris, François Hammer a le don de la vulgarisation. Ce spécialiste de la formation des galaxies, auteur de "Voyage de la Terre aux confins de l'univers" (éd. Odile Jacob, 2023), nous fait voyager à travers le temps et l’espace. Pour nous aider à comprendre où se situe notre planète dans l'espace, nous propose de changer de regard. Et de commencer par "dézoomer". D'abord, il nous faut considérer que notre planète, la Terre est "un débris". "Je pourrais même dire en exagérant un peu que c‘est une poussière", avance François Hammer. Une poussière au sens propre du terme car la Terre s’est formée à partir des débris formés pendant la formation des premières planètes. "C’est pour ça que notre Terre possède un noyau de fer et contient beaucoup d’éléments lourds."

Où s'arrête notre système solaire ?

Au-delà de notre Terre, se trouve l’atmosphère, si fine que sa limite se situe seulement à 6300 km de nous. Une fois cette strate passée, nous pouvons observer le système solaire. "99% de la matière du système solaire, c’est le soleil", qui n’est autre qu’une étoile, énorme comparée à toutes les autres planètes, présente le spécialiste. Dans ce système solaire d’une taille d’environ 20 milliards de kilomètres, huit planètes et au moins 21 satellites gravitent autour du soleil. Un ensemble de planètes dont ne font plus partie Pluton depuis 2006, après un vote de l’Union astronomique internationale.

"On a longtemps cru que le système solaire s’arrêtait à Pluton, puis on a découvert qu’il y avait plein d’autres systèmes qui étaient plus gros que Pluton et qui étaient bien au-delà", relate François Hammer. Ainsi, on découvre depuis des systèmes venant d’encore plus loin, comme certaines comètes venant du nuage d’Oort à l’extrémité du système solaire. Ces comètes représentent d’ailleurs un certain danger pour la Terre. "Parce qu’on pense que lorsque vous affectez gravitationnellement, vous allez envoyer plein de débris vers le centre et nous, nous sommes au centre du système solaire. Ça fait partie des choses qui expliquent peut-être l’extinction des dinosaures", explique-t-il.

La Voie lactée, une nébuleuse d’étoiles

Dézoomons encore pour passer du système solaire à la Voie lactée, une galaxie parmi plus des milliards d’autres dans l’univers. Là il faut changer de repère et parler non plus en kilomètres mais en années-lumière. "C’est la distance que met la lumière à parcourir dans une année, précise François Hammer, une année-lumière c’est 10.000 milliards de kilomètres." Notre galaxie ferait 100.000 années lumières, autant dire qu’elle est immense. Malgré de telles distances, la Voie lactée peut s’observer à l’œil nu pendant les nuits claires. "Elle coupe le ciel en deux parties, d’où son nom parce qu’elle contient tellement d’étoiles que la lumière des étoiles se mélange et on voit une espèce de poudre laiteuse", décrit-il. Lorsqu’on distingue des étoiles qui ne sont pas le long de cette ligne, c’est qu’elles sont plus proches de nous. 

L'univers, des milliards de galaxies... et du vide

Passons à l’échelle au-dessus : l’Univers, une immensité composée de milliards de galaxies et de vide. Si l’Homme, ou plutôt les télescopes, comme James Webb lancé en 2021, ont pu observer tous ces objets cosmiques, de nombreuses questions restent encore sans réponse. Y-a-t-il une autre forme dans notre galaxie ou dans l’univers ? Est-il possible de remonter jusqu’au Big Bang puisque l’on est capable de voir des étoiles à des millions d’années-lumière ?

À cette question, François Hammer répond en évoquant les limites de la connaissance : "Lorsque vous allez vouloir atteindre cette origine, vous allez avoir deux problèmes. Le premier, c’est un problème de physicien qu’on appelle la mécanique quantique, c’est qu’il y a un certain moment vous ne pouvez pas connaître en même temps la position et la vitesse ou la position et le temps. Le deuxième problème, c’est que notre univers pourrait parfaitement être imbriqué à l’intérieur de dimensions beaucoup plus grandes qui voudrait dire simplement que la dimension temps s’est repliée et que donc il n’y a plus de temps, donc la question n’est pas valide." Cette question d’espace-temps qui nous limite dans nos connaissances a de quoi donner du fil à retordre aux spécialistes.