Vacances d’hiver à Fontenay, suite : L’astronome et la matière noire
On part peu en vacances, on roule moins en voiture, les radars routiers sont en chômage partiel, mais connaissez-vous les radars optiques (spectrocopes) ? C’est le moment d’en profiter, et de découvrir la matière noire, dans les pas de Vera Rubin*.
Il était une fois une grande astronome du milieu du 20ème siècle, Vera Rubin*, qui a passé au radar optique (spectroscope) un bon nombre de galaxies, pour s’apercevoir que non contentes de s’éloigner les unes des autres (Big Bang et redshift établi par Hubble 50 ans plus tôt), les galaxies tournent sur elles-mêmes comme des patineuses artistiques, mais des patineuses dont les bras seraient freinés par une « matière » invisible, inconnue, appelée « matière noire »*. Cela se traduit, sur l’image ci-dessus à droite, par un « décalage radar optique » (effet Doppler, enseigné en terminale scientifique) » très particulier entre les traits verticaux du haut et les traits verticaux du bas, de part et d’autres de la ligne horizontale. Ce décalage permet de calculer ce que peut être la masse de la matière noire. Depuis cette découverte, les modèles pour comprendre la matière noire sont nombreux, mais aucun encore n’est validé.
Vera Rubin (1918, 2016), mère et grand-mère astronome
Comme beaucoup de femmes, l’astronome Vera Rubin eut beaucoup de mal à se faire admettre dans le milieu scientifique. A ses débuts notamment, les femmes n’étaient pas admises à l’Observatoire du Mont Palomar ; il a fallu qu’elle en appelle au président des Etats-Unis ; elle fut la première femme à être admise à cet Observatoire, en 1965.
Elle raconte ses tribulations avec beaucoup d’humour en reprenant un conte populaire **:
Une jolie princesse porte secours à un prince, et ce faisant, salit ses beaux habits. Quand le prince la vit, il dit : « Vous êtes dans un triste état, vos cheveux sont en grand désordre, votre visage est sale, et vous êtes fagotée comme un sac à papier. Quand vous serez propre et ressemblerez à une princesse, je vous épouserai. ». A quoi la princesse répondit : Ronald, vous ressemblez à un prince, mais vous êtes minable. Tout compte fait, je ne vous épouserai pas ».
Elle aurait fait une grande scientifique, commente Vera Rubin.
Les quatre enfants de Vera Rubin sont tous scientifiques, deux géologues, une astronome et un mathématicien.
En 1978, Vera Rubin reçut le télégramme suivant : « Chère Madame, vous serez heureuse d’apprendre que quatre femmes astronomes sont en train de faire des observations à Cerro Tololo (Grand Observatoire situé au Chili, dans la Cordillère des Andes) cette nuit, sur les quatre plus grands télescopes ! Nous sommes M.H.Ulrich, M.T.Ruiz, P.Lugger , and L.Schweizer ».
J’espère que le ciel fut clair cette nuit-là, commente Vera Rubin.
Le télescope spatial Hubble *** contribue activement à la recherche sur la matière noire, grâce aux images récentes qu’il a réalisées. Il s’agit d’images montrant la déviation de la lumière par de très grandes masses « cachées » de l’Univers, on appelle cela des lentilles gravitationnelles****. La recherche continue, car il existe de la matière noire, mais aussi des trous noirs, de l’énergie noire, trois sujets « opaques » mystérieux. Une extraordinaire « danse » des galaxies *****.
Suzanne Bourdet Michel Faye
** Paper bag Princess, de Robert Munsch, traduction française La princesse dans un sac
*** http://www.pourfontenay.fr/blog/vacances-dhiver-fontenay-lastronome-et-l...
Images : Vera Rubin, https://massivesci.com/articles/vera-rubin-science-heroes/ et Elément d’enregistrement récent du spectre d’une galaxie, l’écart entre les traits verticaux de part et d’autre de la ligne horizontale , effet radar optique, permet de mesurer l’effet « matière noire » Hands-On-Universe.
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