Tout cela se passe au-dessus de nos têtes
Les Télescopes
L’œil rivé derrière le petit bout de la lorgnette.
Par Michel Gravereau
Depuis le début de mes parutions, je vous parle de télescopes, ces instruments capables d’admirer au plus près le ciel où l’on trouve la Lune, les planètes, les étoiles, les nébuleuses, les galaxies et autres.
Mais que sont ces instruments et qui en a inventé le principe ?
Avant 1 671, il existait la lunette astronomique, permettant d’agrandir les objets lointains. Elle était formée d’un tube comportant une lentille de verre à l’entrée (là où la lumière pénètre) et une autre à la sortie (là où l’observateur regarde).
En 1608, l’opticien hollandais Hans Lippershey développe une longue vue, qui permet de mieux voir des objets éloignés. Le problème est que le grossissement opéré alors déforme sensiblement les objets. L’année suivante, Galilée prend connaissance de cette invention, et entreprend de l’améliorer afin de la tourner vers les étoiles.
Les lunettes astronomiques de Galilée ne sont pas toutes d’une grande qualité, l’image est encore assez déformée, mais ces lunettes sont les plus puissantes de l’époque, grossissant les objets célestes jusqu’à 30 fois.
En 1 671, le grand savant anglais Isaac Newton, que certains scientifiques n’hésitent pas à considérer comme l’un des plus grands génies de tous les temps, présenta un tout nouvel instrument d’observation, utilisant non plus des lentilles de verre, comme la lunette astronomique, utilisée par Galilée en 1 609, mais des miroirs : le télescope était né.
Depuis le début de mes parutions, je vous parle de télescopes, ces instruments capables d’admirer au plus près le ciel où l’on trouve la Lune, les planètes, les étoiles, les nébuleuses, les galaxies et autres.
Mais que sont ces instruments et qui en a inventé le principe ?
Avant 1 671, il existait la lunette astronomique, permettant d’agrandir les objets lointains. Elle était formée d’un tube comportant une lentille de verre à l’entrée (là où la lumière pénètre) et une autre à la sortie (là où l’observateur regarde).
En 1608, l’opticien hollandais Hans Lippershey développe une longue vue, qui permet de mieux voir des objets éloignés. Le problème est que le grossissement opéré alors déforme sensiblement les objets. L’année suivante, Galilée prend connaissance de cette invention, et entreprend de l’améliorer afin de la tourner vers les étoiles.
Les lunettes astronomiques de Galilée ne sont pas toutes d’une grande qualité, l’image est encore assez déformée, mais ces lunettes sont les plus puissantes de l’époque, grossissant les objets célestes jusqu’à 30 fois.
En 1 671, le grand savant anglais Isaac Newton, que certains scientifiques n’hésitent pas à considérer comme l’un des plus grands génies de tous les temps, présenta un tout nouvel instrument d’observation, utilisant non plus des lentilles de verre, comme la lunette astronomique, utilisée par Galilée en 1 609, mais des miroirs : le télescope était né.
Il ne faisait que 2,5 cm de diamètre.
Par la suite, les télescopes se sont améliorés, mais tous ont gardé le principe inventé par le savant anglais.
Isaac Newton avait justement étudié le comportement des rayons lumineux et en avait élaboré de nouvelles lois sur la propagation de la lumière. Il avait compris que la lumière blanche provenant du Soleil était composée de la superposition de rayons de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Il avait également remarqué que, lorsque cette lumière traversait une lentille de verre, les différentes couleurs « se séparaient », comme à travers un prisme.
Et c’était bien là le problème avec la lunette astronomique : c’est cette séparation des couleurs dès la traversée de la lentille d’entrée qui brouillait les images à la sortie.
Appliquant directement ses connaissances théoriques, Newton décida de remplacer la lentille principale par un miroir. En effet, comme un miroir réfléchit la lumière au lieu de la laisser passer, il ne sépare pas les couleurs.
Mais pour que le miroir ait le même effet d’agrandissement qu’une lentille, il fallait lui donner une forme « concave », c’est-à-dire en creux, comme une cuillère. Cette solution éliminait les imperfections et évitait donc d’allonger démesurément le corps de l’instrument.
Le premier télescope que construisit Isaac Newton mesurait à peine 15 cm de long mais grossissait 40 fois, ce qui n’aurait pu être obtenu qu’avec une lunette de plus de 1,5 m de long !
Petit rappel historique. Outre ses avancées sur la dispersion des couleurs de la lumière et l’invention du télescope, on doit à Newton la découverte de la gravitation, en 1 687. Grâce à cette force qui fait s’attirer les masses dans l’univers, il put expliquer à la fois le mouvement des planètes autour du Soleil, celui de la Lune autour de la Terre et celui de tout objet chutant au sol.
La légende raconte que l’inspiration lui vint un jour dans un verger en voyant tomber une pomme d’un arbre.
D’autres grands savants vont améliorer avec le temps les télescopes jusqu’à ceux de notre époque : l’Anglais William Herschel, en 1 789 va construire celui qui détiendra le record pendant plus de 50 ans : 1,22 m de diamètre. Avec cet instrument, il découvrira la planète Uranus en 1 781.
Beaucoup plus tard, en 1 949, le record sera détenu par le Mont Palomar, en Californie, à 1 709 m d’altitude, avec un diamètre de 5,09 m. Avec lui, on découvre des quasars et des galaxies.
Encore plus tard, dans le désert de l’Atacama, au Chili, là où il ne pleut jamais, l’ESO construit le VLT (Very large télescope), constitué de 4 télescopes de 10 m. Au début des années 90, le projet prend forme. On croit avoir atteint le summum.
Mais vient l’ère des télescopes spatiaux en 1 990 avec le télescope Hubble, qui orbite à 585 km au-dessus de nos têtes. Avec un miroir de 2,40 m de diamètre et jamais un nuage devant lui, il a tout simplement révolutionné l’astronomie.
Par la suite, les télescopes se sont améliorés, mais tous ont gardé le principe inventé par le savant anglais.
Isaac Newton avait justement étudié le comportement des rayons lumineux et en avait élaboré de nouvelles lois sur la propagation de la lumière. Il avait compris que la lumière blanche provenant du Soleil était composée de la superposition de rayons de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Il avait également remarqué que, lorsque cette lumière traversait une lentille de verre, les différentes couleurs « se séparaient », comme à travers un prisme.
Et c’était bien là le problème avec la lunette astronomique : c’est cette séparation des couleurs dès la traversée de la lentille d’entrée qui brouillait les images à la sortie.
Appliquant directement ses connaissances théoriques, Newton décida de remplacer la lentille principale par un miroir. En effet, comme un miroir réfléchit la lumière au lieu de la laisser passer, il ne sépare pas les couleurs.
Mais pour que le miroir ait le même effet d’agrandissement qu’une lentille, il fallait lui donner une forme « concave », c’est-à-dire en creux, comme une cuillère. Cette solution éliminait les imperfections et évitait donc d’allonger démesurément le corps de l’instrument.
Le premier télescope que construisit Isaac Newton mesurait à peine 15 cm de long mais grossissait 40 fois, ce qui n’aurait pu être obtenu qu’avec une lunette de plus de 1,5 m de long !
Petit rappel historique. Outre ses avancées sur la dispersion des couleurs de la lumière et l’invention du télescope, on doit à Newton la découverte de la gravitation, en 1 687. Grâce à cette force qui fait s’attirer les masses dans l’univers, il put expliquer à la fois le mouvement des planètes autour du Soleil, celui de la Lune autour de la Terre et celui de tout objet chutant au sol.
La légende raconte que l’inspiration lui vint un jour dans un verger en voyant tomber une pomme d’un arbre.
D’autres grands savants vont améliorer avec le temps les télescopes jusqu’à ceux de notre époque : l’Anglais William Herschel, en 1 789 va construire celui qui détiendra le record pendant plus de 50 ans : 1,22 m de diamètre. Avec cet instrument, il découvrira la planète Uranus en 1 781.
Beaucoup plus tard, en 1 949, le record sera détenu par le Mont Palomar, en Californie, à 1 709 m d’altitude, avec un diamètre de 5,09 m. Avec lui, on découvre des quasars et des galaxies.
Encore plus tard, dans le désert de l’Atacama, au Chili, là où il ne pleut jamais, l’ESO construit le VLT (Very large télescope), constitué de 4 télescopes de 10 m. Au début des années 90, le projet prend forme. On croit avoir atteint le summum.
Mais vient l’ère des télescopes spatiaux en 1 990 avec le télescope Hubble, qui orbite à 585 km au-dessus de nos têtes. Avec un miroir de 2,40 m de diamètre et jamais un nuage devant lui, il a tout simplement révolutionné l’astronomie.
Depuis Kourou, en décembre 2 021, le télescope James Webb va prendre place sur un point d’équilibre (point de Lagrange) à 1,5 million de km de la Terre et apporter son lot d’images magnifiques en infra rouge de l’univers.
Depuis plus de 4 siècles, le génie humain a contribué à donner à l’Homme des outils pour améliorer sa pauvre vue et nous rapprocher ainsi du baldaquin de notre lit : le ciel.
Prochaine étape sans doute : Un observatoire sur la Lune.
Prochaine étape sans doute : Un observatoire sur la Lune.