Interpreting What the Webb Telescope Sees

Interpreting What the Webb Telescope Sees

Le physicien Frank Wilczek, lauréat du prix Nobel et du prix Templeton, explore les secrets du cosmos. Lire les colonnes précédentes ici.

La beauté des premières images issues du télescope spatial James Webb est à couper le souffle. Et lorsque vous réfléchissez à ce que vous voyez réellement, les visuels sont également époustouflants.

Il faut beaucoup de créativité et d’art pour créer ces images. Pour de très bonnes raisons scientifiques, le télescope Webb est conçu pour fonctionner principalement avec le rayonnement infrarouge, fournissant une image qui complète la lumière visible, éclairant différentes caractéristiques. Voir le passé lointain de l’univers et attraper des galaxies dans leur jeunesse, voilà à quoi ça ressemble. La lumière de ces sources a été étirée par l’expansion de l’univers dans la région infrarouge du spectre électromagnétique. Pour le voir, il faut aller dans l’espace et éviter la lueur infrarouge des corps chauds les plus proches.

Pour combler le fossé sensoriel humain, les astronomes-artistes attribuent des couleurs visibles et fausses à différents types de lumière infrarouge.

Il existe un décalage entre les images infrarouges extrêmement détaillées produites par le télescope Webb et ce que les yeux humains peuvent percevoir. Nous ressentons normalement le rayonnement infrarouge sous forme de chaleur, mais nous ne le voyons pas. (Les pythons et les chauves-souris vampires le font, en l’utilisant pour se concentrer sur la chaleur générée par leur proie.) Pour combler le fossé sensoriel humain, les astronomes-artistes attribuent des couleurs visibles et fausses à différents types de lumière infrarouge. Le résultat satisfait notre vision naturelle et la transcende. Il y a un but scientifique dans cet exercice; les humains ont des pouvoirs de reconnaissance visuelle des formes que les ordinateurs ne peuvent toujours pas égaler. Il y a aussi, bien sûr, une finalité culturelle : rendre plus accessible la beauté cachée de l’univers.

Cependant, pour les scientifiques et les fans de science, l’important n’est pas les images traitées mais les informations sous-jacentes. Ces informations, détaillées et quantitatives, nourrissent la réflexion, tant pour les ordinateurs que pour les parties plus analytiques du cerveau humain. Le programme scientifique de Webb abordera de nombreuses questions, y compris probablement de nouvelles soulevées par ses propres observations. Personnellement, je suis particulièrement intéressé par deux “choses sûres” et deux longs plans liés.

Actuellement, deux façons différentes de mesurer l’âge de l’univers ne concordent pas tout à fait. Les méthodes basées sur l’étude des signaux de l’univers très ancien (en particulier, le rayonnement de fond diffus cosmologique) donnent une valeur plus élevée que les méthodes basées sur l’étude des signaux de l’univers relativement récent (en particulier, les galaxies lointaines et les supernovae). L’écart, connu sous le nom de « souche de Hubble », est d’environ 10 %, pas énorme mais supérieur à la précision revendiquée des mesures. Les observations de Webb devraient considérablement réaffirmer ou modifier le résultat récent de l’univers, qui implique une analyse des données plus compliquée.

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Les images infrarouges de Webb ouvriront également une nouvelle fenêtre sur d’autres objets astronomiques (relativement) froids et sombres. Particulièrement intéressante est la possibilité d’étudier les atmosphères de planètes extérieures à notre système solaire : les exoplanètes. Webb est sûr d’en identifier de nombreuses nouvelles, y compris de petites planètes semblables à la Terre qui ont jusqu’à présent été insaisissables. La vie sur Terre a radicalement changé son atmosphère, principalement par la photosynthèse, d’une manière que la chimie ordinaire pourrait avoir du mal à imiter. Les atmosphères inhabituelles des exoplanètes pourraient faire allusion à une vie lointaine.

Ce sont des paris assez sûrs. Voici deux longs plans intrigants. Premièrement : si la souche Hubble se réaffirme, cela pourrait indiquer qu’il y avait plus d'”énergie noire” (une substance censée accélérer l’expansion de l’univers) dans l’univers primitif qu’il n’y en a aujourd’hui. C’est contraire à la théorie existante, mais je ne parierais pas trop contre. Cela injecterait une énergie (sombre) bienvenue dans la physique fondamentale.

Deuxièmement : Remarquablement, la technologie humaine commence à modifier considérablement l’atmosphère terrestre. Les grands projets peuvent impliquer de grands flux d’énergie et de matière, il est donc plausible que l’ingénierie humaine modifie un jour le système solaire d’une manière qu’un instrument de type Webb pourrait détecter de loin. Ne serait-il pas poétique que notre propre intelligence agitée découvre ailleurs des signes d’intelligence agitée ?

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Il est paru dans l’édition imprimée du 30 juillet 2022.

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