Frapper les livres : le premier homme à écouter la naissance des étoiles

Si les efforts des plus de 10 000 personnes qui ont développé et assemblé le télescope spatial James Webb sont une indication, l’ère du scientifique indépendant est bel et bien révolue. Newton, Galilée, Keppler et Copernic ont tous fondamentalement modifié la compréhension de l’humanité de notre place dans l’univers, et l’ont fait par eux-mêmes, mais avec la formalisation et la professionnalisation du domaine à l’ère victorienne, ces occurrences d’un astronome amateur utilisant un équipement homebrew d’autant plus rare.

Dans son nouveau livre, Le monde invisible : pourquoi il y a plus dans la réalité qu’il n’y paraît, astronome public de l’Université de Cambridge, Matthew Bothwell raconte comment nous avons découvert un univers entier, auparavant invisible, au-delà de la vue naturelle de l’humanité. Dans l’extrait ci-dessous, Bothwell raconte les exploits de Grote Reber, l’un des premiers (et pendant un certain temps, le seul) radioastronome au monde.

Extrait avec autorisation extrait de L’univers invisible de Matthew Bothwell (Un seul monde 2021).

Le seul radioastronome au monde

C’est un peu étrange de voir comment le monde astronomique a réagi aux résultats de Jansky. Avec le recul, on s’aperçoit que l’astronomie était sur le point d’être bouleversée par une révolution au moins aussi importante que celle déclenchée par le télescope de Galilée. La détection des ondes radio de l’espace marque la première fois dans l’histoire que l’humanité entrevoit le vaste univers invisible, se cachant au-delà de la fenêtre étroite du spectre visible. Ce fut une occasion capitale qui a été pratiquement ignorée dans les cercles universitaires d’astronomie pour une raison très simple : le monde de l’ingénierie radio était tout simplement trop éloigné du monde de l’astronomie. Lorsque Jansky a publié ses premiers résultats, il a tenté de combler le fossé, consacrant la moitié de l’article à donner à ses lecteurs un cours intensif d’astronomie (expliquant comment mesurer l’emplacement des choses dans le ciel, et exactement pourquoi un signal se répétant toutes les vingt-trois heures et cinquante-six minutes signifiaient quelque chose d’intéressant). Mais, finalement, les deux disciplines ont souffert d’un manque de communication. Les ingénieurs parlaient un langage de tubes à vide, d’amplificateurs et de tensions d’antenne : incompréhensible pour les scientifiques plus habitués à parler d’étoiles, de galaxies et de planètes. Comme l’a dit plus tard l’astronome de Princeton, Melvin Skellett :

Les astronomes ont dit ‘Ça c’est intéressant – tu veux dire qu’il y a des trucs radio venant des étoiles ?’ J’ai dit: « Eh bien, c’est à ça que ça ressemble ». ‘Très intéressant.’ Et c’est tout ce qu’ils avaient à dire à ce sujet. Tout ce qu’ils devaient croire des Bell Labs, mais ils n’en voyaient aucune utilité ni aucune raison d’enquêter davantage. C’était tellement éloigné de leur conception de l’astronomie qu’il n’y avait pas vraiment d’intérêt.

Après que Jansky soit passé à d’autres problèmes, une seule personne s’est intéressée à l’écoute des ondes radio de l’espace. Pendant environ une décennie, du milieu des années 1930 au milieu des années 1940, Grote Reber a été le seul radioastronome au monde.

L’histoire de Grote Reber est unique dans toute la science du XXe siècle. Il a développé à lui seul tout un domaine scientifique, prenant en charge la construction d’équipements, la conduite d’observations et l’exploration de la théorie derrière ses découvertes. Ce qui le rend unique, c’est qu’il a fait tout cela en amateur complet, travaillant seul en dehors de l’establishment scientifique. Son travail, la conception d’équipements électriques pour les émissions de radio, lui avait donné les compétences nécessaires pour construire son télescope. Sa fascination pour la littérature scientifique l’a mis en contact avec la découverte de Jansky de la statique cosmique, et quand il est devenu clair que personne d’autre au monde ne semblait s’en soucier beaucoup, il a pris sur lui d’inventer le domaine de la radioastronomie. Il a construit son télescope dans son jardin à l’arrière de Chicago en utilisant des équipements et des matériaux accessibles à tous. Son télescope, de près de dix mètres de diamètre, faisait parler de lui dans son quartier (pour une bonne raison – il ressemble un peu à un appareil apocalyptique de dessin animé). Sa mère s’en servait pour sécher son linge.

Il a passé des années à scruter le ciel avec sa machine artisanale. Il a observé avec son télescope toute la nuit, chaque nuit, tout en travaillant son travail de jour (apparemment, il aurait arraché quelques heures de sommeil le soir après le travail, et de nouveau à l’aube après avoir terminé au télescope). Lorsqu’il s’est rendu compte qu’il ne connaissait pas suffisamment la physique et l’astronomie pour comprendre ce qu’il voyait, il a suivi des cours à l’université locale. Au fil des ans, ses observations ont peint une belle image du ciel tel qu’il est vu avec les yeux de la radio. Il a détecté le balayage de notre Voie lactée, avec des points lumineux au centre galactique (où Jansky avait capté son étoile-statique), et de nouveau vers les constellations du Cygne et de Cassiopée. À cette époque, il avait appris suffisamment de physique pour apporter également des contributions scientifiques. Il savait que si le sifflement de la Voie lactée était causé par une émission thermique – le rayonnement thermique des étoiles ou des gaz chauds – alors il serait plus fort à des longueurs d’onde plus courtes. Étant donné que Reber captait des longueurs d’onde beaucoup plus courtes que Jansky (60 cm, par rapport aux ondes de quinze mètres de Jansky), Reber aurait dû être bombardé d’ondes radio invisibles des dizaines de milliers de fois plus puissantes que tout ce que Jansky a vu. Mais il ne l’était pas. Reber avait suffisamment confiance en son équipement pour conclure que tout ce qui produisait ces ondes radio devait être « non thermique » – c’est-à-dire qu’il s’agissait de quelque chose de différent du rayonnement standard des « objets chauds » dont nous avons parlé au chapitre 2. Il a même proposé la solution (correcte !) : que des électrons interstellaires chauds passant devant un ion – un atome chargé positivement – ​​seront projetés comme une voiture de Formule 1 prenant un virage serré. L’électron en coin émettra une onde radio, et l’effet combiné de milliards de ces événements est ce que Reber détectait depuis son jardin. Cela ne se produit que dans les nuages ​​de gaz chauds. Il s’avère que Reber captait les ondes radio émises par les nuages ​​contenant des étoiles nouveau-nées dispersées dans notre Galaxie. Il écoutait, littéralement, la naissance d’étoiles. C’était un son qu’aucun humain n’avait jamais entendu auparavant. À ce jour, les observations radio sont utilisées pour retracer la formation des étoiles, des petits nuages ​​dans notre propre Voie lactée à la naissance des galaxies dans les coins les plus éloignés de l’Univers.

À bien des égards, l’histoire de Reber ressemble à un anachronisme. L’âge d’or des scientifiques indépendants, capables de faire des découvertes révolutionnaires en travaillant seuls avec des équipements faits maison, remonte à des centaines d’années. Avec le passage de l’ère victorienne, la science est devenue une activité complexe, coûteuse et surtout professionnelle. Grote Reber est, autant que je sache, le dernier des scientifiques amateurs « étrangers » ; la dernière personne qui n’avait aucune formation scientifique, a construit son propre équipement dans son jardin, et par un travail minutieux et minutieux a réussi à changer le monde scientifique.