Loin dans l’espace, loin dans le temps

Il n’est pas possible de voir les choses telles qu’elles sont au moment même où elles sont observées. C’est parce que la lumière a une vitesse finie, bien qu’incroyablement élevée. Cette vitesse est de 300 000 kilomètres par seconde et représente la vitesse maximale à laquelle les corps matériels peuvent se déplacer.

Comme chacun le sait, nous voyons un objet parce que la lumière qui part de cet objet nous frappe les yeux. Et comme il faut du temps pour que la lumière couvre la distance entre l’objet et nos yeux, il est clair que nous verrons toujours les choses non pas comme elles sont maintenant, mais comme elles étaient dans le passé.

Bien sûr, tout dépend de la distance à laquelle se trouve l’objet que nous observons. Si ce que nous observons est proche, comme n’importe quoi sur Terre, nous pouvons dire que l’objet que nous observons en ce moment est pratiquement identique à ce qu’il était au moment même où la lumière est partie de lui. Mais lorsque vous regardez des objets qui se trouvent dans l’espace loin de la Terre, le fait peut être d’un certain intérêt parce que la lumière, avant d’atteindre nos yeux, peut avoir voyagé pendant longtemps, et l’objet que vous observez à ce moment peut être très différent de ce qu’il était au moment où la lumière l’a quitté.

VOIR DANS LE PASSÉ
La lumière venant de la Lune, par exemple, met un peu plus d’une seconde pour atteindre la Terre, de sorte que lorsque vous regardez notre satellite naturel, vous le voyez comme il était une seconde auparavant. Le phénomène, dans ce cas, est sans conséquences importantes car nous savons que la Lune, une seconde avant, était exactement la même que celle que vous voyez une seconde plus tard, et il suffit d’attendre une seconde pour en être sûr.

Cependant, un fait curieux, dû à la distance entre la Terre et la Lune, s’est produit à l’occasion de la première expédition sur notre satellite d’une navette avec équipage à bord. À cette occasion, les astronautes et les techniciens de Cap Canaveral ont échangé des messages radio, qui ont également été regardés par les téléspectateurs. Il a alors été possible de constater que les réponses des astronautes ont été données avec un léger retard par rapport au moment où les techniciens avaient fini de formuler la question depuis la Terre. En effet, le message radio, qui voyage également à la vitesse de la lumière, a mis environ une seconde pour atteindre les oreilles des astronautes sur la Lune. Une autre seconde était nécessaire pour que le signal atteigne la Terre à partir de la Lune. Puis, après que les techniciens eurent fini de parler depuis la Terre, on pouvait voir à la télévision que les astronautes étaient, pendant quelques instants, silencieux et abasourdis avant de donner la réponse.

La lumière du soleil prend huit minutes pour nous atteindre et dans ce cas, le fait peut être d’un certain intérêt parce que nous voyons toujours le Soleil tel qu’il était huit minutes auparavant. Si le Soleil s’éteignait soudainement, voire disparaissait à cause d’un événement mystérieux, nous continuerions non seulement à nous réchauffer dans ses rayons pendant encore huit minutes, mais aussi à tourner autour de lui comme si de rien n’était : les ondes gravitationnelles qui attirent les corps massifs voyagent aussi à la vitesse de la lumière. Seulement huit minutes après la disparition du Soleil, nous plongerions dans l’obscurité totale, nous voudrions nous éloigner dans l’espace le long de la tangente et prendre conscience que le Soleil a disparu de sa position naturelle.

La lumière qui nous vient des étoiles peut prendre des centaines, voire des milliers d’années pour couvrir l’espace qui nous sépare d’elles. L’étoile polaire, par exemple, est à trois cents années-lumière de nous, et sa lumière met trois cents ans pour nous atteindre. (L’année-lumière est une unité de mesure fréquemment utilisée en astronomie : elle correspond à la distance parcourue par la lumière en une année, soit environ 10 billions de kilomètres.) Par conséquent, lorsque nous observons l’étoile polaire, nous voyons en fait un objet tel qu’il était il y a trois cents ans. Aujourd’hui, cet objet pourrait être complètement différent, certainement déplacé dans une autre partie du ciel, mais il pourrait aussi avoir disparu.

Les galaxies sont encore plus loin. Andromède, qui est la plus grande galaxie près de la Terre (et qui est aussi le corps le plus éloigné que l’on puisse voir à l’œil nu), est à quelques millions d’années-lumière de nous ; ainsi, aujourd’hui, nous la voyons comme elle était il y a deux millions d’années. Qui sait combien de choses ont changé en Andromède depuis le jour où c’était le point de départ de la lumière qui vient seulement maintenant sur Terre !

Il y a des galaxies qui peuvent être observées même à des distances de 10 ou 12 milliards d’années-lumière, à partir desquelles la lumière dirigée vers notre planète a commencé quand en réalité la Terre, qui n’a que 4,5 milliards d’années, n’existait pas encore. Parce qu’on estime que ces énormes amas d’étoiles se sont formés il y a des milliards d’années, nous, quand nous regardons les galaxies à de si grandes distances, nous les regardons comme elles étaient dans leur enfance. Malheureusement, la vision que nous avons des objets lointains est imparfaite et même pauvre en détails. Ce fait représente une forte limitation, car autrement, en observant les groupements d’étoiles en formation, nous pourrions tirer des informations très utiles sur les premiers moments de la vie des galaxies et de l’univers entier.