Histoire du telescope

lundi 21 mai 2012

N°21- HISTOIRE DU TÉLESCOPE
Yaël NAZE - Vuibert - 01/09 - 153 pages - Tout lecteur.

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RÉSUMÉ : Sur le thème de la contemplation de l’univers d’hier à aujourd’hui, l’auteur nous retrace avec clarté et rigueur la mise au point pratique et théorique de ces lunettes et télescopes qui prolongent l’œil humain jusqu’à remonter l’espace et le temps de notre univers historique.

MOTS CLÉ : verres, montures, coupoles, atmosphère, projets.

L’AUTEUR : Yaël Nazé est ingénieur en télécommunication, chercheuse en astrophysique et se consacre aussi à la diffusion des sciences. Plume d’or du prix J.Rostand-06 et prix Verdickt-Rijdam 07.

« Tout peut-être autre chose ». Telle était la devise des Dada. Il s’agissait de (re)construire le bateau tout en navigant et c’est bien ce que l’astronome fait au fur et à mesure où son œil remonte l’espace et le temps au foyer de son morceau de verre poli.

Yaël Nazé remet un peu d’ordre sur certaines légendes qui émaillent l’utilisation des lentilles et de leur agencement pour en faire une lunette, pour la pointer ensuite vers le ciel, amorçant en moins de 5 ans le grand chamboulement en astronomie. Giambattista della Porta et sa lunette semble devancer Galilée et Nicolas Zucchi, le grand Newton, avec son télescope. « Mais où s’en vont ces idées rejetées ? Ces croyances ruinées ? ». On appréciera dans cette dentelle historique tout à la fois la précision du détail et la rigueur d’un commentaire, complété d’encadrés qui feraient le bonheur de nos étudiants tant « ils viennent à bout de ce qu’ils éclairent ». Dissipées les attentes sur les aberrations et leurs corrections, sur les configurations aux foyers divers, sur les montures et les rotations de champs, tant « le regard se perd sur les choses offertes ».

La course aux gros, réfracteurs et réflecteurs, ouvre la nuit à la lumière et « ces grands cieux qui s’ignorent s’unissent dans l’œil de l’homme », accroché à l’araignée de son oculaire. On suivra avec plaisir l’aventure du doublet achromatique qui conduit le millionnaire James Lick à pointer sa grande lunette de 91cm sur le Mont Hamilton (1888). On accompagnera George Ellery Hale, cet « autre fils de bonne famille », à préférer la réflexion sur un disque de verre (Blank) argenté ou aluminé par devant et dont on pouvait augmenter le diamètre à condition de résoudre les problèmes liés à la déformation du dit disque, posé sur les leviers astatiques de Lassell. C’est précisément avec le Hooker de 2,50m sur son berceau, planté tout au haut du Mont Wilson (Californie) que Edwin Hubble montre (1923) le caractère extragalactique de la « nébuleuse » d’Andromède par l’étude de quelques Céphéides résolues par le télescope. L’analyse spectrale de Slipher apporta ensuite la réalité d’un univers en expansion apte à satisfaire les équations de la gravitation, où contenu et contenant se donnent des idées tordues. Et puis ce fut le 5 mètres du Palomar (47), le 6 mètres de Zélentchouk (BTA-75) où l’on découvre les problèmes liés à ces gros miroirs qu’il faut d’abord fondre, polir et entraîner, et dont seule une optique active, puis adaptative s’aura apporter une solution quasi idéale. Dissipées encore nos attentes sur les divers tests (Foucault, Ronchi, Hartmann, interférométrie) destinés à contrôler la qualité du miroir.

Au bout du chemin optique, l’œil humain fait son nid et pose ses questions au prix d’une résolution limite d’une minute d’arc et d’une fréquence de 15 images seconde. Pour cumuler on fait d’abord appel aux réactions photosensibles et à diverses techniques destinées à contourner le défaut de réciprocité. (23 mars 1840 : première photo de la Lune). Puis vinrent (1970) les CCD (Charges Coupled Device), leur réponse linéaire et leur rendement quantique proche de 100% permettent de décupler le diamètre du miroir. Ils ont permis aux astronomes amateurs de rivaliser parfois avec les professionnels dans bien des domaines de l’astrophysique. Ils équipent à ce jour la nouvelle génération de télescopes dotés de miroirs ménisques extra fins ou de miroirs segmentés dont l’optique adaptative permet à la fois d’assumer les corrections de la surface réfléchissante ou l’ajustement des segments, mais aussi celles imposées par les turbulences de l’atmosphère. Les européens ont ouvert la voie avec le NTT (3,5m) puis le VLT (4x8,2m) plantés sur les sommets arides de la Cordillère chilienne. Les miroirs segmentés équipent le MMT (Mt Hopkins-79-7m), puis les 2 Keck (93/96-10m) et permettent d’envisager des miroirs de 30m (TMT-492 segments de 1,4m) ou le E.ELT européen de 42m avec 906 éléments.

Sites, coupoles, montures suivent aussi l’évolution où la résolution angulaire théorique fonction de l’atmosphère (paramètre de Fried) et la sensibilité fonction des dimensions du miroir primaire deviennent les paramètres essentiels. Photomètres, spectromètres, polarimètres finalisent aussi le chemin optique, et permettent à l’astrophysique d’offrir à la cosmologie un fondement scientifique incontesté. L’interférométrie radio (VLA/VLBA/VLBI) et optique (VLTI), en ajustant la phase des signaux reçus sur des antennes, éloignées sur leur base, par des lignes retard, permet d’accroître encore la résolution (0,2ms d’arc) !

Un mot pour évoquer les procédés de focalisation des photons IR, UV, X et gamma, où les rapports entre longueur d’onde et structure de la surface réflectrice, conditionnent les diverses techniques. Avec l’information contenue dans les neutrinos et les rayons cosmiques, le lecteur saura tout de l’outillage destiné à lever prochainement le voile sur les exoplanètes du type Terre, sur la matière noire et l’énergie sombre, c’est-à-dire sur les 95% de l’univers ! A moins de se jeter dans les miroirs liquides avant qu’ils ne réfléchissent….

« Tout ce qu’on voit pourrait bien être autre chose. Un autre tout. Que faire de tous ces incidents de lumière et d’obscurité ? De ces masses et de ces détails infinis, suspendus, hérissés ? » (Paul Valéry).

Beaucoup de plaisir à ce suivre ce chemin tracé par Yaël Nazé, entre les étoiles et nous.

Ici, quand le miroir se regarde, c’est le ciel qu’il boit. Voilà notre fontaine. Manque encore « le chant de la poulie ».

Jacques Cazenove



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