L'astronomie au quotidien

L'astronomie peut sembler une science éloignée de nos préoccupations de tous les jours, mais elle a mené à de grandes inventions qui ont ensuite fait leur chemin jusque dans notre quotidien. Voici quelques exemples.

Télécommunications

En Australie, dans les années 1990, des astronomes qui utilisaient les ondes radio pour étudier les trous noirs ont contribué à l'invention du Wi-Fi. Ils ont créé une micropuce qui a amélioré le transfert sans fil des ondes radio. Au départ, ils voulaient détecter l'explosion de mini-trous noirs. Pour cela, il fallait résoudre des équations mathématiques pour filtrer le bruit et produire des images claires. En fin de compte, les astronomes n'ont pas trouvé de trous noirs, mais on a pu raffiner cette technique et l'utiliser pour connecter des dispositifs portables à des réseaux sans fil.

Calculs

Les astronomes collectent une quantité impressionnante de données pour étudier l'Univers. Une des méthodes de traitement de données les plus efficaces est le « calcul distribué ». Ce type de calcul permet à des ordinateurs répartis sur de grandes distances, mais raccordés en réseau, de traiter ensemble des données le plus efficacement possible. Des astronomes ont contribué largement à raffiner et à populariser le calcul distribué, dont ceux de l'institut SETI de recherche d'intelligence extraterrestre qui travaillent au projet SETI@home.

Des méthodes de calcul perfectionnées seront essentielles pour traiter les volumes extrêmes de données qui seront recueillies à l'observatoire Vera-C.-Rubin au Chili. Une fois en service en 2025, le télescope observera l'entièreté du ciel austral environ deux fois par semaine et collectera 20 téraoctets de données chaque nuit. En tout, 60 000 cédéroms seraient nécessaires pour sauvegarder une telle quantité d'information.

Sciences de l'environnement

L'étude d'autres planètes du Système solaire est riche d'enseignements sur les changements climatiques. C'est en étudiant le climat de Vénus que des spécialistes du climat ont créé des théories et des modèles du réchauffement planétaire, comme le professeur James Hansen de l'Université Columbia. On pense que l'atmosphère de cette planète ressemblait avant à l'atmosphère actuelle de la Terre. En étudiant comment le rayonnement traverse les couches gazeuses externes de Vénus, les scientifiques ont pu mieux modéliser les effets des gaz et des aérosols sur le climat de notre planète.

La planète Vénus ressemble à la Terre en taille et en composition, mais son atmosphère est 90 fois plus épaisse. Cette atmosphère crée un effet de serre massif et les fortes températures sur Vénus.

Prise d'images

Un appareil photo à haute résolution est intégré à la plupart des téléphones cellulaires. Les petits capteurs de ces téléphones sont des CCD (pour charge-coupled device). Les astronomes ont commencé à les utiliser dès 1976.

On a mis au point des CCD extrêmement sensibles pour le télescope spatial Hubble et plusieurs autres télescopes en orbite ou sur Terre. Au fil du temps, on a miniaturisé ces CCD. Ils sont ainsi devenus des dispositifs idéals pour les appareils photo personnels, les blocs-notes et les téléphones cellulaires.

Médecine

Certaines des retombées des technologies astronomiques les plus utiles sont dans le domaine la médecine. On applique à l'imagerie médicale une technique servant à l'étude des ondes radio appelée interférométrie pour l'examen des organes internes et d'autres tissus mous de l'être humain. Par exemple, l'interférométrie est utilisée en imagerie par résonnance médicale, la tomodensitométrie et la tomographie par émission de positrons.

Puisque les instruments sensibles des télescopes spatiaux doivent demeurer extrêmement propres (sans aucune poussière ni particule), on a perfectionné de nouveaux dispositifs et techniques de non-contamination, comme des filtres à air et des combinaisons de salles blanches. Ces technologies et protocoles sont également utilisés dans les hôpitaux et les laboratoires pharmaceutiques.

Les scientifiques utilisent la technique de l'interférométrie pour combiner les signaux de plusieurs télescopes répartis sur de grandes étendues afin de simuler les effets d'un unique télescope de grand diamètre. Cette manière de combiner les données est appelée synthèse d'ouverture. Elle a été mise au point par Martin Ryle, un radioastronome. Il a reçu le prix Nobel en 1974 pour cette innovation.

Mesure du temps

Les humains utilisent les étoiles depuis des milliers d'années pour mesurer le temps, mais les méthodes pour ce faire ont été grandement améliorées par l'astronomie moderne. Au 21e siècle, le temps est mesuré avec précision à l'aide de centaines d'horloges atomiques dispersées sur l'ensemble du globe. Les satellites du système de positionnement global (GPS) emportent leur propre horloge atomique. Toutes leurs mesures doivent être synchronisées par rapport à la rotation de la Terre et à la révolution de celle ci autour du Soleil. Ces mouvements célestes sont mesurés avec grande précision par rapport à des astres distants et immobiles qui émettent des ondes radio, par exemple les galaxies.

Les horloges atomiques utilisent la fréquence de transitions atomiques pour « compter » le temps. Ces transitions atomiques surviennent lorsque les électrons reçoivent de l'énergie et sautent d'un niveau d'énergie à un autre dans un atome. L'horloge atomique est l'instrument le plus précis pour mesurer le temps.

Inspirer la prochaine génération de scientifiques

Notre curiosité nous porte à nous poser des questions sur l'Univers et sur la place que nous y occupons. L'astronomie est une démarche scientifique formelle qui vise à trouver des réponses à des questions fondamentales, comme celles-ci :

• Qui sommes-nous?
• Où sommes-nous?
• Quelle est l'origine de tout ce qui nous entoure?
• Quel est l'âge de l'Univers?

Bien des enfants en viennent à s'intéresser à la science en se posant ces mêmes questions que les astronomes se posent depuis des siècles. D'importantes découvertes ont beaucoup approfondi nos connaissances, mais plusieurs questions demeurent sans réponse. L'exploration spatiale et l'étude des étoiles sont un moyen unique d'inspirer la prochaine génération d'astronomes, d'ingénieurs, de scientifiques et de leaders.

Poursuivez l'exploration

• Une brève histoire de l'astronomie
• Le télescope spatial James Webb
• La Station spatiale internationale