Les Mystères Cachés de l'Univers - Documentaire Exclusif 2024
Les Mystères Cachés de l'Univers - Documentaire Exclusif 2024
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00:00Désert de l'Arizona, dans l'Ouest américain. Ce trou immense, c'est le célèbre météore
00:24cratère. Un cratère en forme de bol de plus d'un kilomètre de diamètre. La cause, la
00:31chute d'une météorite il y a cinquante mille ans. Les météorites, ces fragments
00:37de blocs rocheux qui errent dans le système solaire et pénètrent dans notre atmosphère.
00:41Jusqu'à présent, très peu de moyens existaient pour les surveiller. Pourtant, les chercheurs
00:48du monde entier s'inquiètent. Ils pensent que des météorites géantes pourraient provoquer
00:53la fin du monde. Ces phénomènes sont pris très au sérieux par la communauté scientifique
01:02internationale. En France, des astronomes ont lancé une grande chasse aux météorites. Sur
01:08les toits de l'Observatoire de Paris, des scientifiques viennent de mettre en place un
01:12réseau de caméras de surveillance. Une grande première. L'objectif de cette caméra, c'est
01:19d'observer toutes les chutes de météorites qui créent des grosses étoiles filantes.
01:22Ces grosses étoiles filantes étaient jusqu'à présent la seule trace de météorites dans
01:31l'atmosphère. À chaque fois qu'il y a un gros météore détecté par plusieurs caméras,
01:37on le sait instantanément et on est capable en quelques minutes de calculer la trajectoire. Et
01:42donc en faisant ça, on est capable de savoir où et quand les météorites tombent en France. Tout
01:48le territoire est quadrillé. Présentes dans tous les départements, les caméras fonctionnent
01:52jour et nuit. Il y en a environ 100 dans toute la France pour pouvoir faire ce qu'on appelle la
01:57triangulation, c'est-à-dire à partir de deux caméras, on a deux points de vue différents
02:01d'un même gros météore. Ces caméras vont peut-être enfin dévoiler les secrets que renferment ces
02:09énigmatiques corps rocheux. Même si les astronomes savent que la plupart des météorites viennent de
02:15la ceinture d'astéroïdes située entre Mars et Jupiter, ils ignorent de quel endroit précis.
02:21Désormais, ces caméras pourront pister la source de ces météorites d'après leur trajectoire.
02:26L'idée, c'est de faire le lien entre la composition des objets qui tombent au sol et leur provenance
02:31dans le système solaire. Grâce à ce réseau, notre espoir, c'est de savoir d'où viennent les
02:37météorites qui tombent sur la Terre. L'Observatoire de Paris est l'un des acteurs clés de cette
02:42recherche. Et plus largement, c'est ici que l'on tente de percer les mystères de notre univers.
02:47L'Observatoire de Paris. En France, c'est le plus grand centre de recherche en astronomie et en
02:55astrophysique. Le deuxième plus grand au monde derrière celui d'Harvard aux États-Unis. Fondé
03:02il y a 350 ans, cette institution continue de faire d'incroyables découvertes et travaille
03:07avec les plus grands laboratoires mondiaux. Les liens que nous avons avec l'Observatoire de Paris
03:13sont vraiment très importants. L'Observatoire de Paris a joué un rôle prépondérant au XXe siècle.
03:19Implanté sur trois sites, à Paris, Meudon et Nancy en Sologne, l'Observatoire est né d'une grande
03:26ambition scientifique. Les académiciens royaux ont convaincu Colbert puis Louis XIV qu'il était
03:32nécessaire de construire un grand lieu de science pour la gloire du Roi Soleil. De grandes découvertes
03:38ont été faites entre ces murs. C'est ici que l'on découvre que la vitesse de la lumière n'est pas
03:43infinie. Le verrier y démontre l'existence de la planète Neptune par les mathématiques. C'est là
03:49également que l'on réalise les premières cartes détaillées de la Lune. L'Institut de Recherche est
03:58prêt à relever de nouveaux défis en construisant des télescopes révolutionnaires ou en préparant
04:03de nouvelles missions spatiales. Ce sera la première fois que le léger travaillera sur un instrument qui
04:08atterrira sur Mars. L'une des premières choses qu'on doit rechercher c'est est-ce qu'il y a de l'eau
04:12liquide à la surface des objets qu'on va étudier. Sonder l'infiniment petit comme l'incroyablement
04:17grand pour mieux comprendre notre univers. L'objectif aussi c'est de comprendre comment la Terre est
04:22devenue ce qu'elle est devenue.
04:23Nous sommes à l'ouest de la capitale à Meudon sur les hauteurs de la ville de
04:52majestueuse coupole astronomique d'Aumine-Paris. Fondé en 1876 par l'astronome Jules Janssen,
05:00le site de Meudon est rattaché à l'Observatoire de Paris depuis le début du 20e siècle. A première
05:06vue l'endroit semble paisiblement endormi. En réalité il abrite les projets scientifiques les
05:13plus ambitieux d'aujourd'hui. Ici on ne se contente pas d'observer les étoiles. On prépare entre ses
05:20murs les grandes conquêtes spatiales de demain en collaboration avec les laboratoires les plus
05:24renommés au monde. La nouvelle approche que permet le spatial c'est à la fois un point de vue
05:32différent, d'être en dehors de l'atmosphère de la Terre ce qui permet d'observer certaines longueurs
05:37d'onde qui sont inaccessibles au sol, de sortir de l'enfermement sur Terre qui était le lot des
05:43astronomes précédents. Grâce à certaines missions spatiales on tente aussi de se prémunir de risques
05:50majeurs qu'encourt notre planète. Au LESIA, le laboratoire d'études spatiales, on participe
05:55justement au lancement d'un nouveau satellite Solar Orbiter. Il quittera la Terre pour une
06:01destination un peu particulière, le Soleil, notre étoile. Un grand projet international développé par
06:08l'Agence Spatiale Européenne et la NASA. Solar Orbiter est une mission qui va permettre d'observer
06:13l'activité du Soleil sur place directement avec l'observation du Soleil dans certains instruments
06:18mais aussi à distance avec les éjections de masse coronale, c'est-à-dire les éjections de
06:24matière solaire qui voyagent à travers le milieu interplanétaire et dont certaines
06:28peuvent arriver jusqu'à la Terre et perturber les télécommunications ou les satellites d'observation.
06:32En effet, notre étoile connaît d'impressionnantes éruptions. Des milliards de tonnes de matière
06:39solaire sont éjectées du Soleil à plus de 1000 km par seconde avec des répercussions directes sur
06:45la Terre. Ces éruptions peuvent mettre en danger la vie des astronautes et ont déjà causé des
06:50coupures d'électricité géantes.
06:57Nous sommes une société technologique qui utilise de plus en plus d'instruments qu'on envoie dans l'espace et qui est soumise à l'influence de cette étoile du Soleil.
07:05Ça peut endommager certains satellites, ça peut perturber les télécommunications, ça peut créer des coupures électriques généralisées à l'échelle de régions entières.
07:15Pour se prémunir de ces risques, l'Observatoire de Paris construit un instrument fondamental dans le cadre de cette mission.
07:21Le LESIA est impliqué dans le Centre Spatial Solar Orbiter par la production d'un instrument qui s'appelle RPW qui est en charge de mesurer les ondes émises par les plasmas interplanétaires.
07:34La conception de cet instrument est maintenant presque terminée. Une fois le satellite lancé, il mettra plusieurs années pour atteindre le Soleil.
07:42Cette mission durera entre 7 et 10 ans et les premiers résultats ne devraient être connus qu'en 2022.
07:54En attendant, les astronomes doivent s'assurer quotidiennement que le Soleil ne représente pas de danger pour notre planète.
08:00Ils ont mis au point un procédé pour surveiller le Soleil, mais cette fois-ci en restant au sol.
08:06Le même procédé depuis plus d'un siècle.
08:12Ce qu'on fait depuis 108 ans, c'est qu'on prend des images du Soleil avec les instruments qui sont présents ici.
08:19C'est-à-dire qu'on construit un catalogue de données que pourront exploiter plus tard, dans 108 ans, dans 350 ans, des chercheurs qui s'intéresseront à l'évolution à très longue durée du Soleil.
08:32Il s'agit véritablement d'un travail d'endurance qu'on essaye de donner aux générations futures.
08:37Tous les jours, sans exception, depuis plus de 100 ans, les astronomes prennent des photographies du Soleil.
08:44Un procédé relativement artisanal qui fonctionne grâce à ce que l'on appelle un spectrohéliographe.
08:53Sa mission ? Enregistrer les tâches et les protubérances du Soleil.
08:57Il est nécessaire d'avoir ces types d'observations qui sont faites au sol, qui sont faites de manière relativement simple par rapport à ce qu'on est capable de faire, mais qui sont irremplaçables.
09:10Là, vous avez la photo en direct du Soleil, en lumière blanche.
09:14Et là, vous avez la photo en direct du Soleil, en lumière blanche.
09:17On est en période de descente d'activité, donc on n'a absolument pas de tâches sur le Soleil aujourd'hui.
09:21S'il y a des tâches, il peut y avoir des éruptions. S'il n'y a pas de tâches, il n'y aura pas d'éruptions.
09:24Et là, on est vraiment en descente d'activité solaire.
09:29Aujourd'hui, la photographie ne prend que quelques secondes et les résultats sont immédiatement informatisés.
09:35Mais cela n'a pas toujours été le cas.
09:38Les chercheurs de l'Université d'Ottawa et de l'Université d'Ottawa de l'Université d'Ottawa
09:44Les résultats sont immédiatement informatisés.
09:47Mais cela n'a pas toujours été aussi simple.
09:50L'observatoire de Paris a 350 ans. Ça fait à peu près 350 ans que certains chercheurs s'intéressent à étudier le Soleil.
09:55Mais à l'époque, ils avaient des méthodes où ils remplissaient des cahiers où ils marquaient leurs observations.
10:01Pourception sur K, c'est la longueur d'onde. Surtout la longueur d'onde et l'ordre du cliché.
10:0822 juillet 1929.
10:11Donc ça, c'est marqué tous les jours d'observation. Les pauses aussi, trois minutes.
10:19Grâce à cette observation sur une très longue période, les astrophysiciens ont pu identifier avec précision
10:24différents cycles d'activité solaire extrêmement réguliers.
10:29C'est cette régularité qui leur permet de prévoir les fortes éruptions et les perturbations potentielles.
10:38Quand le Soleil est vivant, il y a des moments où il est plus actif et des moments où il est moins actif.
10:42Donc il y a un premier cycle, qui est très bien connu, qui est le cycle de 11 ans, où au début du cycle,
10:48petit à petit, il va y avoir de plus en plus d'éruptions, jusqu'à un maximum.
10:52Et puis à nouveau, pendant quelques années, la fréquence des éruptions va diminuer.
10:57Jusqu'à ce qu'on arrive à un minimum, il n'y aura aucune éruption.
11:00Et puis ce qu'on est en train de découvrir, c'est qu'il y a aussi un cycle plus long, qui aura une centaine d'années,
11:05où pareil, il y a une modulation de l'activité du Soleil.
11:08Mais pour cela, il faut arriver à étudier le Soleil sur des périodes qui sont très longues,
11:12qui dépassent même la vie humaine.
11:14C'est ce qu'on fait ici, à l'Observatoire de Paris.
11:17Donc ça fait seulement sur ces cycles de 100 ans, on n'en a vu que 3 à l'heure actuelle.
11:21Souvent, dans la recherche, il s'agit d'une course de vitesse, il s'agit de voir plus loin, voir plus petit.
11:27Ici, on est plus dans une course d'endurance.
11:29C'est-à-dire qu'il faut additionner des données, sur des années et des années,
11:33qu'on va transmettre aux générations futures,
11:35pour que plus tard, les chercheurs qui travailleront sur ces problèmes dans 350 ans,
11:39puissent eux comprendre mieux comment fonctionne notre étoile.
11:44Comprendre comment fonctionnent les étoiles et notre univers,
11:47repousser les limites de la connaissance,
11:49ont toujours été les raisons d'être des différents sites de l'Observatoire.
11:53Lorsqu'il est fondé en 1667,
11:56l'Observatoire de Paris devient rapidement un lieu fondamental pour la science,
12:00nourri par de grandes ambitions.
12:03Grâce à leur connaissance, les scientifiques établissent pour la première fois
12:06des cartes maritimes et terrestres.
12:09Un projet révolutionnaire pour l'époque.
12:18Sous le règne de Louis XIV, il était nécessaire de construire des cartes précises,
12:22et on avait demandé à l'époque aux astronomes,
12:24grâce à leur connaissance du ciel et des mesures de latitude et de longitude,
12:28de construire la carte, notamment la carte de France.
12:33Au XVIIe siècle, connaître l'étendue du territoire et savoir s'y repérer
12:38est en effet un enjeu essentiel pour le commerce et la guerre.
12:47Pour l'anecdote d'ailleurs, il s'est avéré que cette carte
12:50montrait que le territoire du royaume de France
12:53était en fait beaucoup plus petit que ce qu'on croyait à l'époque,
12:56ce qui a fait dire à Louis XIV que ses astronomes,
13:00qui l'avaient si bien soutenu financièrement,
13:03lui avaient fait perdre plus de territoire que ne lui avaient fait gagner toutes ses guerres.
13:09Cette carte, qui nécessite 60 ans de travail,
13:12représente une véritable innovation scientifique.
13:15C'est la première fois que l'on s'appuie sur la triangulation
13:18pour concevoir la représentation exacte du territoire.
13:22Et cette carte prend comme point zéro géographique
13:25une ligne méridienne, une ligne droite,
13:28scindant le territoire en deux.
13:31C'est d'ailleurs en suivant cette ligne nord-sud
13:34que l'Observatoire de Paris a été construit.
13:46Nous sommes ici dans la salle Cassini,
13:49qu'on appelle aussi la salle de la Méridienne de l'Observatoire de Paris,
13:52tout simplement parce qu'elle contient le Méridien de Paris,
13:55qui a été tracé par les académiciens le 21 juin 1667.
13:58Ces académiciens ont donné comme instruction
14:01à l'architecte Claude Perrault
14:04de construire un bâtiment symétrique par rapport à cette ligne.
14:07Cette salle majestueuse, en fait,
14:10est un gigantesque instrument de mesure.
14:15En haut, ici, vous avez une ouverture avec une petite optique
14:18qui permet de projeter l'image du soleil sur le sol.
14:21L'été, le soleil est très haut
14:25sur l'horizon et, par conséquent,
14:28l'image du soleil se projette de ce côté de la salle.
14:31L'hiver, il est très bas et l'image du soleil se projette
14:34complètement de l'autre côté de la salle.
14:37Entre les deux, l'image du soleil fait un aller-retour.
14:40Tous les jours, à midi vrai, on peut mesurer précisément
14:43à quel endroit cette image traverse le Méridien.
14:46En projetant l'image du soleil sur cette ligne,
14:49les astronomes de l'Observatoire ont pu démontrer
14:52que la position de la Terre s'inclinait sur son orbite.
14:55Ils ont également pu établir une mesure précise du temps
14:58grâce à cette ligne méridienne.
15:02Pendant presque tout le XVIIIe siècle,
15:05les astronomes ont mesuré précisément, jour après jour,
15:08année après année, la position du soleil sur le Méridien
15:11à chacun de ses passages.
15:14À la fin du XIXe siècle, les transports se développent fortement
15:17et une heure universelle doit être adoptée.
15:20La prématie anglaise dans le commerce maritime
15:23fait gagner le Méridien de Greenwich.
15:26Mais l'Observatoire reste l'un des maîtres incontestables du temps
15:29et définit encore l'heure légale française.
15:32La mesure du temps, c'est une des raisons majeures
15:35de la fondation de l'Observatoire de Paris.
15:38Dès la fin du XIXe siècle, les astronomes de l'Observatoire
15:41fabriquent le temps grâce aux horloges mécaniques.
15:44Et à l'époque, cela se passe dans les galeries souterraines
15:47de l'Institution.
15:51Nous arrivons tout en bas des cases de l'Observatoire
15:54et ici nous avons allé vers les salles où étaient
15:57entreposées les laboratoires.
16:00On stockait les horloges mécaniques, puis à quartz,
16:03au sous-sol parce qu'ici, la stabilité de température,
16:06comme on est très profond, est très bonne tout le long de l'année.
16:09Elle fluctue quasiment pas, beaucoup moins qu'un degré.
16:12Tous les systèmes mécaniques de précision, ou les systèmes à quartz,
16:15sont sensibles aux fluctuations de température.
16:18Ça change un peu la vitesse d'écoulement mesurée par l'horloge.
16:21Plus c'est stable, mieux c'est.
16:24Ici, personne ne passe, personne n'ouvre de porte, personne ne vient.
16:27Ça s'est terminé dans la deuxième moitié du XXe siècle,
16:30au moment où toutes ces horloges ont été remplacées
16:33par les horloges atomiques.
16:37Les horloges atomiques.
16:40Une véritable révolution scientifique développée dans les années 60.
16:43Dans des salles protégées comme des bunkers,
16:46à l'abri de la lumière et de la chaleur,
16:49l'observatoire définit le temps grâce à l'oscillation régulière
16:52de certains atomes.
16:55Ici, nous sommes dans une pièce où nous avons une horloge atomique.
16:58Elle sert à réaliser la définition de la seconde.
17:01Et cette définition est basée sur une définition par rapport
17:04à l'atome de césium qui est de exactement
17:079,192,631,770 milliards par seconde.
17:11Les atomes de césium ont la propriété de se mouvoir
17:14selon un mouvement de va-et-vient, une oscillation extrêmement régulière.
17:19Et nous, ce qu'on fait dans cette horloge,
17:22c'est qu'on va compter cette oscillation
17:25et donc être capable de réaliser exactement une seconde.
17:28Lorsqu'il passe d'un niveau d'énergie à un autre,
17:31l'atome de césium émet une fréquence immuable
17:34du rayonnement électromagnétique qui détermine la seconde.
17:37Et une fois qu'on sait très bien réaliser cette seconde,
17:40ensuite, il y a d'autres systèmes par ailleurs
17:43qui vont compter les secondes pour réaliser la minute,
17:46l'heure et le temps en continuant à compter.
17:49Pour mesurer cette seconde, on provoque cette oscillation
17:52dans cette pièce isolée de toute perturbation.
17:55Pour contrôler ces atomes, on les refroidit.
17:58Ça veut dire qu'ils sont très lents.
18:01On va les lancer et ils sont sous vide.
18:04Ils vont monter, retomber et pendant toute cette interrogation,
18:07presque une seconde, on va mesurer cette oscillation.
18:10On va faire des mesures répétitives
18:13et ça va nous permettre de parfaitement fixer l'intervalle de temps
18:16qui est à la base de la réalisation de l'ensemble d'une échelle de temps.
18:20C'est aussi à l'Observatoire qu'on invente l'horloge parlante
18:23en utilisant la référence de temps calculée dans ses laboratoires.
18:26L'idée est simple.
18:29Donner par téléphone la même heure sur tout le territoire
18:32à tous les Français par une même voie.
18:35À l'Observatoire de Pâques, on a une référence de temps calculée
18:38et on a une référence de temps calculée
18:41et on a une référence de temps calculée
18:44et on a une référence de temps calculée
18:48À l'Observatoire de Paris, chaque nuit,
18:51le service qui a mission de fabriquer l'heure
18:54vit de la sorte une perpétuelle course contre la montre
18:57entre les renseignements fournis par les étoiles
19:00et les pendules dont il faut régler les tops sur ceux de la pendule mère.
19:03Il suffit de composer un numéro de téléphone
19:06pour obtenir la voix que tout Paris connaît et l'heure exacte.
19:09Il sera exactement 9h40.
19:13Merci.
19:19Les astronomes de l'Observatoire ont une connaissance
19:22si poussée concernant le temps
19:25qu'ils peuvent répondre à toutes les questions que l'on se pose
19:28sur les éphémérides, sur le mouvement des astres dans le ciel,
19:31même très loin dans le passé.
19:34On a des personnes qui se posent des questions
19:37quand même un petit peu profondes
19:40sur l'espace qui nous entoure, sur le temps.
19:47On a des demandes très spécifiques
19:50d'historiens ou d'archéologues
19:53et ils ont découvert une inscription
19:56qui gravait dans la tour Eiffel
19:59et qui a été découverte par un astronome
20:03dans la tour même de la cathédrale de Nevers.
20:06A la Saint-Michel, 1606,
20:09fut éclipse à 1h après-midi
20:12et fut nucléaire.
20:15Par rapport à ça, j'ai fait des recherches,
20:18il n'y avait pas d'éclipse en 1606.
20:21Par contre, il y en avait une qui pouvait être favorable,
20:24c'était l'année précédente, en 1605.
20:27Actuellement, avec les théories dont on dispose,
20:30on n'arrive pas du ciel à un instant donné quelconque.
20:33Par exemple, remonter le temps jusqu'à 5000 ans en arrière.
20:36C'est pour ça qu'on a souvent des questions
20:39qui nous proviennent d'historiens ou d'archéologues
20:42qui travaillent sur du matériau aussi ancien que ça.
20:45Je reçois des demandes électroniques par mail
20:48et également du courrier.
20:51Celle-ci provient d'un monsieur
20:54qui s'est posé une question toute simple.
20:57C'est l'accélération égale à l'accélération de l'apesanteur,
21:00celle qui nous tient sur la Terre.
21:03A partir de ça, combien de temps va mettre ce vaisseau spatial
21:06pour atteindre une vitesse égale à la vitesse de la lumière
21:09et à quelle distance de la Terre cette vitesse sera atteinte ?
21:12Il a fait le calcul
21:15et me demande juste de vérifier si son calcul est correct.
21:18Il signe d'ailleurs par carpédième.
21:21Carpédième, on sait tout ce que ça veut dire.
21:24C'est un monsieur qui est connu.
21:27Il est en prison depuis les années 1970.
21:30C'est un tueur en série.
21:33Je reçois aussi des courriers de tueurs en série.
21:36J'essaie de répondre à tout et à tout le monde.
21:39Je lui ai répondu que son calcul était juste.
21:42C'est pour dire que dans ce service,
21:45on a de tout.
21:48On a du très sérieux, du loufoque, de l'insolite,
21:51de toutes sortes de choses.
22:16Le soir, Pascal Descamps s'offre
22:19un moment de nostalgie sur le toit de l'Observatoire de Paris.
22:27La lunette Arago, le plus célèbre instrument
22:30de l'Institut d'astronomie, marche toujours parfaitement.
22:34Cet instrument mythique, confiné dans une coupole tournante,
22:37est le témoin des progrès fulgurants de l'astronomie en France.
22:44Au moment de sa construction au XIXe siècle,
22:47c'était la plus grande lunette astronomique du monde.
22:5038 cm de diamètre et 9 m de focale.
22:54Cet instrument mythique, voulu par François Arago,
22:57a contribué aux recherches les plus célèbres de l'Observatoire de Paris.
23:06Voilà, parfait.
23:09Voilà, tout est bon.
23:13Il n'y a plus qu'à relancer le moteur.
23:18On contrecarre le mouvement de rotation de la Terre.
23:21La Terre tourne et on fait tourner la lunette autour du même axe,
23:24mais dans l'autre sens, de manière à contrecarrer ce mouvement,
23:27à l'annuler. Si je coupe l'entraînement, la Lune sort.
23:30En moins d'une minute, elle sort, puisque la lunette va rester
23:33sur une direction fixe pendant que le ciel tourne.
23:36Donc on perd la Lune tout de suite. Là, ça marche. Donc c'est bon.
23:48On sent vraiment le relief lunaire.
23:51De toute façon, c'est impressionnant.
23:54Et puis ça ne bouge pas.
24:12Depuis l'âge d'or de la Lune,
24:15des pas de géants ont été faits en astronomie.
24:18On observe encore les étoiles avec ce type d'instruments
24:21qu'à de rares exceptions.
24:24Désormais, ils sont beaucoup plus performants.
24:31Pour obtenir une meilleure vision des astres,
24:34on construit des réseaux de télescopes utilisés par des équipes
24:37de recherche de différents pays.
24:40Astronome à l'Observatoire de Paris, Vincent Coudé du Foresto,
24:44travaille justement depuis 15 ans sur un réseau de télescopes
24:47construit aux États-Unis.
24:55Ce réseau est situé dans l'un des observatoires
24:58les plus célèbres du monde, le mont Wilson,
25:01près de Los Angeles.
25:04C'est ici que l'on a découvert que l'Univers était en expansion.
25:07Chaque année, l'astronome français et ses collègues étrangers
25:10se réunissent en Californie pour faire avancer
25:13leurs projets communs.
25:16De grands projets internationaux qui donnent à la science
25:19plus d'envergure.
25:22Ce qu'il y a de terrible quand on travaille ici,
25:25c'est qu'on a beaucoup de collaborateurs français
25:28et qu'on est forcé d'aller en France régulièrement.
25:31Les liens que nous avons avec l'Observatoire de Paris et MEDON
25:34sont vraiment très importants.
25:38Nous ne serions pas capables de développer
25:41toutes nos recherches scientifiques sans ces collaborations
25:44parce qu'on ne peut pas être expert dans tous les domaines.
25:47Nous avons besoin de personnes qui viennent observer nos instruments
25:50et viennent enrichir ce que nous faisons avec leurs connaissances.
25:57L'Observatoire de Paris a joué un rôle prépondérant au XXe siècle
26:00en développant des technologies d'optique de précision
26:03qui sont capitales pour les télescopes modernes
26:06ou les instruments que nous utilisons aujourd'hui.
26:10Vincent Coudé du Foresto et ses équipes de l'Observatoire de Paris
26:13ont conçu un instrument, Fluor,
26:16qu'il n'est possible d'utiliser qu'ici au Mont Wilson
26:19grâce aux six télescopes placés en réseau,
26:22idéalement espacés les uns des autres.
26:25Ce que notre équipe à l'Observatoire de Paris a amené,
26:28c'est un instrument qui s'appelle Fluor
26:31qui recombine la lumière des télescopes de telle manière
26:34que l'on peut imaginer le comportement d'un télescope de presque 300 m de diamètre
26:37qu'on serait bien incapable de construire.
26:40Imaginez un télescope de 300 m de diamètre.
26:43Au lieu de le fabriquer,
26:46imaginez que vous ne construisiez qu'un télescope d'un mètre
26:49et le même juste à côté.
26:52Maintenant, imaginez que vous puissiez former une seule image
26:55à partir de ces deux télescopes.
26:58Là, vous vous demandez est-ce que c'est possible de récolter avec ces deux télescopes
27:01un télescope de 300 m ?
27:04Eh bien, la réponse est oui.
27:07Cette technique d'observation, c'est l'interférométrie.
27:10En combinant la lumière de plusieurs télescopes en réseau,
27:13il est possible d'obtenir une image d'une finesse équivalente
27:16à celle d'un télescope beaucoup plus grand.
27:19Fluor permet de combiner la lumière des télescopes du Mont Wilson
27:22par fibre optique et non plus avec des miroirs.
27:25Une révolution.
27:28Ici, nous avons construit le réseau de télescopes et toute l'infrastructure
27:31et Vincent a apporté Fluor son instrument et peut l'utiliser.
27:34En échange, il le met à disposition d'autres scientifiques.
27:37On ne pourrait pas faire le travail qu'on fait maintenant
27:40s'il n'y avait pas ces collaborations internationales.
27:43Les compétences, elles sont très complémentaires.
27:46Ici, il y a une infrastructure qui est complètement unique
27:49avec ces télescopes qui sont éloignés les uns des autres
27:52qui permettent vraiment de simuler un télescope géant.
27:55C'est des images avec une très grande précision
27:58et c'est justement de l'apport de ces compétences complémentaires
28:01qu'on peut obtenir des observations intéressantes.
28:13Quand on regarde une étoile avec un télescope, c'est un point.
28:16Toutes les étoiles apparaissent comme des points
28:19parce que même les plus grosses étoiles sont trop petites
28:23et donc il faut un interféromètre pour voir les étoiles autrement
28:26que comme des points, pour voir des choses à la surface des étoiles.
28:30L'interférométrie ouvre de nouvelles perspectives
28:33dans la connaissance des étoiles, mais aussi dans la découverte
28:36de nouvelles planètes.
28:42Parmi les projets qu'on a avec Fluor, il y en a un
28:45où on va regarder l'environnement des étoiles,
28:48ce qui se passe autour des étoiles.
28:51Quand il y a des systèmes planétaires, il y a des poussières
28:54qui restent en orbite autour de l'étoile et qui diffusent
28:57une sorte de lumière de halo. Et pour nous, ces lumières,
29:00c'est un peu la trace, c'est un peu la signature d'un système planétaire
29:03qui peut se trouver derrière.
29:06La signature d'un système planétaire comme celle d'exoplanètes,
29:09des planètes situées hors du système solaire
29:12et que les astronomes découvrent par centaines depuis 20 ans.
29:22Ces collaborations entre laboratoires permettent
29:25de faire accélérer les découvertes.
29:28Grâce aux technologies modernes, les astronomes peuvent observer
29:31les étoiles à des milliers de kilomètres du télescope
29:34ou du réseau de télescopes pointés vers le ciel.
29:37Des équipes françaises louent parfois du temps d'observation
29:40sur les télescopes de l'Observatoire du Mont Wilson.
29:43Chacun met à profit ses instruments et ses compétences.
29:46L'astronome me donne les informations nécessaires
29:49sur les sources qui l'intéressent, j'entre ces données,
29:52je pointe vers les étoiles qu'elle veut observer,
29:55je lui trouve les franges d'interférence et je les verrouille
29:58pour qu'elle puisse enregistrer ces données.
30:01Nous avons aussi des équipes qui viennent de Sydney
30:04et de l'Université du Michigan.
30:07Chacun apporte ses instruments, ce qui leur donne du temps
30:10dans le réseau pour bien observer. Cela rend le réseau
30:13plus performant que ce que nous avions originellement.
30:16Ces astronomes n'ont pas à construire de nouveaux interféromètres
30:19et l'interféromètre n'a pas à se fournir de nouveaux instruments.
30:22Dix minutes, c'est bon pour huit minutes de plus.
30:28Aujourd'hui, les scientifiques ne pourraient plus mener
30:31leurs grands projets sans ces aides extérieures.
30:47La recherche, c'est l'échange d'idées,
30:50et donc l'échange, la confrontation, la critique,
30:53et de la critique naît de nouvelles idées.
30:56Donc si on est tout seul dans son coin, en général,
30:59on n'arrive pas à grand-chose. En tout cas, on a besoin
31:02d'être à certains moments seul dans son coin pour réfléchir,
31:05mais si on ne confronte pas ses idées à la communauté
31:08à un moment ou à un autre, de toute façon, on n'avancera pas.
31:11Les découvertes futures nécessitent des moyens
31:14extrêmement importants qu'aucun pays au monde
31:17n'est capable de mettre sur la table tout seul.
31:20Donc on peut dire que tout ce qui était facile
31:23a déjà été fait, si vous voulez, et pour aller plus loin,
31:26maintenant, il faut développer ces grands projets
31:29beaucoup plus complexes et beaucoup plus coûteux.
31:35Aujourd'hui, de nombreux pays rassemblent leurs forces
31:38pour résoudre la grande question de l'humanité.
31:42Existe-t-il de la vie extraterrestre ?
31:45Une planète pourrait apporter des réponses
31:48et obsède les chercheurs du monde entier.
31:51C'est Mars, la planète rouge.
31:54Après le succès de la mission menée sur Mars en 2012
31:57et le lancement du rover Curiosity,
32:00les astrophysiciens espèrent que la planète rouge
32:03répondra enfin à leur question.
32:06Avec la NASA et une dizaine de laboratoires en France,
32:09les chercheurs de l'Observatoire de Paris
32:12participent à l'une des missions les plus attendues,
32:15la mission Mars 2020.
32:20La mission Mars 2020 est la mission qui va continuer
32:23d'explorer la surface martienne à la recherche de l'eau passée,
32:26de la minéralogie passée et de la biologie,
32:29de la possible existence de vie à la surface de Mars.
32:32L'une des premières choses qu'on doit rechercher,
32:35c'est est-ce qu'il y a de l'eau liquide
32:38dans la surface martienne.
32:41Pour répondre à cette question,
32:44les astrophysiciens de l'Observatoire de Paris
32:47conçoivent un petit instrument placé sur la caméra du rover.
32:50Nous travaillons ici sur une partie des détecteurs
32:53et sur toute l'ingénierie système de la caméra
32:56qui sera placée au bout d'un mât sur cette mission spatiale.
32:59On fabrique un petit instrument qui est un spectromètre infrarouge
33:02qui va nous permettre de faire la spectroscopie
33:05de la surface martienne en fonction des différentes couleurs
33:08qui seront présentes. On sera capable de dire
33:11quels sont les minéraux qui sont présents à la surface de Mars
33:14et éventuellement même en quelle quantité.
33:17On va aussi essayer de voir s'il y a de la matière organique
33:20à la surface de Mars.
33:26On a un défi qui est de faire un instrument très petit,
33:29beaucoup plus petit que ce qu'on n'a jamais fait.
33:32L'intégralisation est importante. On se confronte à des problèmes
33:35auxquels on n'avait jamais été confrontés
33:38en termes de place, d'intégration.
33:41Un vrai challenge. L'instrument doit être suffisamment petit
33:44pour se glisser dans la caméra du rover sans l'alourdir.
33:47Pour concevoir leur spectromètre infrarouge,
33:50les astrophysiciens font fabriquer sur place,
33:53dans l'atelier de l'Institut, leurs pièces miniatures
33:56construites sur mesure.
34:03Il a fallu trouver une place au sens physique.
34:06Où est-ce qu'on se met exactement ?
34:09Il a fallu aussi trouver comment on branchait nos fonctions
34:12de l'électronique, quelle masse on apportait.
34:15Il ne fallait pas apporter trop de masse,
34:18parce que sinon on aurait été trop lourd,
34:21on n'aurait pas pu être au sommet du mât du rover.
34:24Donc on a ce genre de contraintes qui nous empêchent
34:27de faire exactement tout ce que l'on veut
34:31Ce sera la première fois que l'ESA travaillera sur un instrument
34:34qui atterrira sur Mars et c'est pour nous un nouveau challenge.
34:39Un nouveau challenge que l'Observatoire doit remporter.
34:42Les équipes n'ont pas le droit à l'erreur.
34:45Maintenant que l'étape de fabrication de l'instrument est terminée,
34:48les chercheurs lui font subir une série de tests et de vérifications.
34:51L'instrument est placé dans les conditions extrêmes
34:54de l'espace et de la surface martienne.
34:57Sachant qu'il peut faire jusqu'à moins 133 degrés sur Mars,
35:00il doit résister à un univers hostile.
35:05Pouvoir se dire qu'un petit morceau de métal
35:08et d'optique qu'on a créé se retrouve dans l'espace,
35:11c'est quelque part quelque chose qui nous rend très fiers.
35:28Au-delà de la recherche de vie extraterrestre,
35:31les scientifiques s'emparent d'une autre question cruciale.
35:34Remonter aux origines du monde
35:37et comprendre comment les premières galaxies se sont formées.
35:40C'est l'objectif de la radioastronomie.
35:43En Sologne, à Nancy, dans le centre de la France,
35:46il existe un espace immense isolé en pleine forêt.
35:49150 hectares qui font partie de l'Observatoire.
35:52L'objectif, c'est d'obtenir des données
35:55sur les 150 hectares qui font partie de l'Observatoire de Paris,
35:58mais pourtant situés à plus de 200 km de la capitale.
36:01Et pour cause,
36:04le lieu doit rester protégé des ondes radio-parasites.
36:07Car ici, on développe la radioastronomie.
36:10Bien loin de la lumière que l'on perçoit,
36:13ces astronomes s'intéressent à une lumière invisible,
36:16les ondes radio, plus faibles encore que l'infrarouge.
36:19Il faut savoir que dans l'univers,
36:22il y a un tas d'astres qui vont émettre dans toutes les longueurs d'ondes.
36:25Donc la radioastronomie va s'intéresser à observer
36:28ces astres ou tous les phénomènes célestes
36:31inimaginables dans le domaine des ondes radio.
36:52Les ondes radio émises par les étoiles
36:55sont collectées par cet immense instrument métallique.
37:07C'est l'un des plus grands radiotélescopes du monde.
37:10Avec ses 40 m de longueur,
37:13il a une surface collectrice de 8000 m2.
37:16Il observe l'univers à basse fréquence
37:19et permet l'étude des galaxies, des enveloppes d'étoiles
37:22ou encore des comètes.
37:29Vous pointez le télescope vers une direction d'observation du ciel,
37:32c'est la source qui vous intéresse.
37:35Donc le rayonnement arrive sur ce qu'on appelle un miroir qui va être mobile.
37:38Il réfléchit ce rayonnement sur un miroir fixe
37:41qui lui-même va réfléchir ce rayonnement dans un chariot
37:44où se trouve le récepteur.
37:47C'est la qualité du ciel, bien sûr, de notre hémisphère.
37:51Les ondes à basse fréquence correspondent à celles d'astres très éloignés
37:54et qui ont mis beaucoup de temps à nous parvenir,
37:57donc très anciens.
38:00La radioastronomie permet de remonter le temps
38:03et d'accéder aux origines de l'univers.
38:06Quand vous avez un objet émetteur en ondes radio qui s'éloigne de vous,
38:09cette fréquence, ce signal caractéristique,
38:12va être décalé vers les basses fréquences.
38:15On va pouvoir étudier l'hydrogène dans l'univers lointain.
38:18C'est pour ça qu'actuellement il y a des projets qui se développent
38:21à très basse fréquence parce que ce qui permet d'étudier l'univers
38:24quand il était très très jeune, quelques centaines de millions d'années par exemple.
38:31C'est également grâce à la radioastronomie
38:34que l'on a découvert les pulsars issus de l'explosion d'étoiles en fin de vie.
38:37Les pulsars nous ont donné de nouvelles indications
38:40sur la structure de la voie lactée.
38:43Désormais, les chercheurs veulent aller encore plus loin
38:46dans l'observation des astres grâce à des radiotélescopes
38:49de nouvelle génération comme Nénufar.
38:57Contrairement aux grands radiotélescopes où vous pointez l'antenne
39:00pour observer votre source d'intérêt,
39:03Nénufar sont des antennes qui voient tout le ciel.
39:06C'est un peu une révolution en radioastronomie.
39:09C'est d'avoir des antennes qui voient tout le ciel
39:12et qui voient la direction.
39:21Ce réseau de 1824 antennes à très basse fréquence
39:24va permettre d'étudier l'univers quelques millions d'années
39:27après le Big Bang, la formation des galaxies.
39:30De nouvelles découvertes majeures en perspective.
39:43Fournir une vision renouvelée de la structure de notre univers
39:46pour en comprendre sa composition et son origine,
39:49c'est le défi quotidien que tentent de relever ces astrophysiciens.
40:02Depuis peu, l'Observatoire explore également le ciel
40:05dans l'univers de la Terre.
40:08Depuis peu, l'Observatoire explore également le ciel
40:11dans les plus hautes énergies,
40:14à l'autre extrémité du spectre électromagnétique,
40:17bien au-delà de la lumière visible.
40:22Le site de Meudon abrite un prototype de télescope
40:25unique en son genre.
40:28Il fera partie d'un futur grand réseau appelé CTA.
40:31Une nouvelle génération de télescopes
40:34dont l'objectif est d'explorer l'univers dans les plus hautes énergies,
40:37les rayons gamma.
40:40Ces rayons gamma sont situés au-delà de la lumière visible,
40:43au-delà des rayons X.
40:46C'est une lumière extrêmement énergétique.
40:54CTA va pouvoir observer des photons gamma
40:57qui ont des énergies de 10 puissance 10
41:00à 10 puissance 14 fois plus grandes
41:03que l'énergie de photons optiques.
41:06On voit qu'on touche là à un domaine
41:09qui est tout de même très loin
41:12de notre perception directe personnelle.
41:15Grâce à une technologie interposée,
41:18on va pouvoir imaginer des façons
41:21de mettre en évidence ces rayons gamma
41:24et de les étudier,
41:27de devenir sensibles en tant que civilisation technologique
41:30aux rayons gamma de très hautes énergies.
41:33À ce stade du projet,
41:36les chercheurs sont encore en phase de test sur le prototype.
41:39Mais bientôt, plusieurs dizaines de télescopes comme celui-ci
41:42collecteront partout dans le monde ces rayons gamma.
41:45Ce que les télescopes vont observer,
41:48ce sont des flashs de lumière émis par des gerbes de particules.
41:51Des particules produites par les rayons gamma
41:54lorsqu'ils pénètrent dans l'atmosphère.
41:57On va pouvoir faire l'image de ces gerbes atmosphériques.
42:00C'est une sorte de cascade de particules
42:03qui va descendre petit à petit vers le sol.
42:06Dans cette gerbe atmosphérique,
42:09il y a des particules très rapides
42:12qui vont émettre un flash bleuté très ténu
42:15qui va être détecté par les caméras des télescopes Tcherenkov.
42:18On voit les produits que son entrée dans l'atmosphère a généré
42:21et le rayonnement qui en résulte au bout du compte.
42:24Il faut avoir une résolution temporelle
42:27pour suivre l'évolution de ces flashs
42:30de l'ordre de la nanoseconde.
42:33La nanoseconde, c'est un milliardième de seconde.
42:39Lorsque la nuit tombe,
42:42les tests d'observation peuvent commencer.
42:45L'équipe est composée de chercheurs du monde entier,
42:48chacun étant spécialisé sur une partie du télescope.
42:52Au total, 30 pays et 1200 scientifiques
42:55sont engagés dans ce projet hors normes.
42:58Ils espèrent tous repérer des cascades de particules
43:01dans le ciel de Paris.
43:04...
43:07...
43:10...
43:13...
43:16...
43:19On va orienter pour identifier ces gerbes atmosphériques
43:22qu'on peut repérer.
43:25Il y en a partout dans le ciel.
43:28On peut chercher l'endroit qui nous paraît le plus dégagé.
43:31En l'occurrence, ça va être cette zone-là
43:34qui est bien indiquée parce qu'en plus,
43:37elle est assez protégée des lumières de Paris.
43:40Là, elle n'a pas de nuages,
43:43donc on va pointer dans cette direction.
43:46On voit des sites où il y a eu des phénomènes très énergétiques
43:49et même voire cataclysmiques,
43:52comme des explosions d'étoiles lors de supernovae.
43:55...
43:58...
44:01...
44:04...
44:07...
44:10...
44:13...
44:16...
44:19...
44:22...
44:26...
44:29Grâce à tous ces nouveaux instruments ultraperfectionnés
44:32et des connaissances toujours plus poussées,
44:35les astrophysiciens peuvent observer le ciel
44:38dans les plus basses fréquences comme dans les plus hautes énergies.
44:41Mais ils se confrontent toujours à une limite,
44:44celle de la formation de notre Univers.
44:47Aujourd'hui, on n'est pas capables de remonter
44:50aux premières sources, à nos origines.
44:53On a besoin d'observer des galaxies de plus en plus lointaines,
44:57ou plus distantes.
44:58Et pour cela, il faut des instruments de plus en plus puissants.
45:04L'instrument d'observation le plus puissant,
45:06c'est le projet futuriste ELT,
45:08Extremely Large Telescope.
45:10Un télescope européen géant.
45:12Le plus grand télescope au monde.
45:14Celui qui va peut-être réussir à remonter le temps
45:16jusqu'à l'origine de l'univers.
45:18Là, le but, c'est vraiment d'aller jusqu'au bout,
45:20d'aller vraiment étudier physiquement
45:23les premières sources d'univers.
45:25C'était quoi d'abord ?
45:26Est-ce que c'était des galaxies ?
45:27Est-ce que c'était des amas d'étoiles ?
45:29Est-ce que c'était autre chose ?
45:30Des étoiles même, simplement, en explosion ?
45:34C'est un télescope qui va être installé
45:36dans les années 2020.
45:38Ça consiste à prendre tous les grands télescopes
45:40existants sur la Terre aujourd'hui,
45:41c'est-à-dire 15 grands télescopes de 10 mètres,
45:43les mettre ensemble, combiner leur miroir
45:45et en faire un seul.
45:46Ces 39 mètres de diamètre,
45:48ils vont être installés sous une coupole,
45:50ce qui fait que la coupole représente à peu près
45:52l'équivalent de trois arcs de Trion superposés.
45:56C'est l'un des projets européens
45:58les plus ambitieux en matière d'observation au sol.
46:06Pratiquement tous les pays d'Europe
46:08sont impliqués dans cette construction.
46:10Et nous, à l'Observatoire de Paris,
46:11on est particulièrement impliqués
46:13dans la construction d'instruments
46:15qui se mettent au foyer du télescope.
46:17L'un, c'est un spectro-imageur
46:19qui travaillera dans le visible et l'infrarouge
46:21et dont un des enjeux principaux
46:23est de détecter des exoplanètes.
46:25Et l'autre, c'est un spectrographe multi-objet
46:28qui permet de faire simultanément
46:30le spectre d'un très grand nombre de galaxies.
46:40Il y a plus de 100 milliards de galaxies dans l'univers.
46:42Alors chacune de ces galaxies
46:44contient plus de 100 milliards d'étoiles.
46:46On ne peut pas analyser les 100 milliards,
46:48mais on veut au moins avoir un aperçu
46:51de comment elles sont constituées.
46:54Et pour ça, il nous en faut beaucoup plus qu'une.
46:57On en faut plusieurs centaines.
47:02On va pouvoir mesurer la composition des objets,
47:04de quoi ils sont faits.
47:06Dans le même temps, on va aussi voir
47:08comment ces objets se meuvent.
47:10Et on va regarder les mouvements de cette galaxie.
47:12Donc on va refaire un bilan complet
47:15de l'univers,
47:17mais surtout un bilan complet de l'univers
47:19et de son évolution,
47:20de comment il était dans le passé.
47:22C'est un enjeu pour toute la communauté d'astronomie,
47:24du point de vue du télescope et des instruments.
47:26Et puis pour un institut comme le Centre de Paris,
47:28c'est un sacré enjeu,
47:30parce qu'on n'a jamais fait ça.
47:32À l'image de la construction de ce télescope géant,
47:35il reste encore d'incroyables défis scientifiques à relever
47:38pour répondre à l'ultime question.
47:41D'où venons-nous ?
47:43L'objectif, c'est vraiment de comprendre
47:45comment les planètes viennent, ce qu'elles sont devenues,
47:48comment on peut relier leur histoire avec leur état actuel.
47:51Et évidemment, l'objectif aussi, c'est de comprendre
47:53comment la Terre est devenue ce qu'elle est devenue.
48:04Imaginez, par exemple, un archéologue
48:06qui pourrait étudier, par exemple, toutes les espèces d'évolution.
48:09Si on s'intéresse à l'évolution de l'Homme,
48:11vous auriez à votre disposition toutes les différentes étapes.
48:13Mais on peut, comme ça maintenant, remonter à des objets
48:15qui ont quelques centaines de millions d'années,
48:18c'est-à-dire un univers qui est très très jeune.
48:21On a exploré le ciel en radio,
48:24en infrarouge,
48:26en ultraviolet,
48:28en rayons X et en rayons gamma.
48:30Donc là, on a balayé tout le spectre électromagnétique
48:33et maintenant, l'astronomie moderne
48:36peut utiliser des informations sur le ciel
48:39venant de tous ces domaines.
48:42Et dans chacun de ces domaines,
48:44il y a eu un renouveau complet
48:46qui fait qu'aujourd'hui encore, l'astrophysique
48:48reste une science extrêmement active
48:50et en complet renouvellement.
49:09Il y a un point qui est important
49:11pour tout institut de recherche,
49:13c'est de toujours accroître sa capacité
49:16à initier des grands projets
49:18qui contribuent à structurer l'avenir.
49:21Son futur est tout à fait prometteur.
49:24Il a un potentiel humain de recherche,
49:28d'ingénieur, technicien, d'innovation
49:30qui est extrêmement fort.
49:33On est à bord de missions spatiales
49:37jusque dans les années 2030-2040.
49:39Donc au moins pour toute la première partie du XXIe siècle,
49:42je pense que l'Observatoire va continuer
49:44de se développer très fortement
49:46et d'être un acteur majeur de la recherche astrophysique
49:48en France et dans le monde.
49:52L'Observatoire de Paris,
49:54véritable citadelle des sciences.
49:57Plus de trois siècles après sa fondation,
49:59ce lieu, porté par un héritage scientifique inestimable,
50:03nourrit toujours les plus grands espoirs de recherche
50:06et de découverte.
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