SVOM

Regard sur le passé : Ciel immuable et ciel transitoire

La réunion de deux visions du monde

Dans le passé, l’Europe et la Chine ont eu deux visions radicalement différentes du cosmos. Alors que la première a longtemps pensé le ciel fixe et immuable ne révélant qu’une perfection muette, la deuxième a au contraire traqué sans relâche les moindres changements célestes, parfois des phénomènes presque imperceptibles, trahis seulement par d’infimes manifestations. Ciel immuable ou ciel transitoire sont donc restés longtemps deux visions opposées. Aujourd’hui le ciel transitoire est devenu une source d’information irremplaçable pour les astrophysiciens et la Chine et l’Europe s’associent pour percer les secrets de ce monde en constant bouleversement où certains cataclysmes peuvent se dérouler en quelques fractions de secondes seulement.

La mission spatiale SVOM (pour Space-based multi-band astronomical Variable Objects Monitor ou Moniteur spatial multi-longueurs d’onde d’objets astronomiques variables), qui doit être lancée en 2021, sera la deuxième mission scientifique sino-française à partir de l’espace après le lancement de CFOSAT (China-France Oceanography SATellite) le 29 octobre 2018. Elle a pour but de détecter la fin de vie brutale des toutes premières étoiles, situées aux confins de l’Univers et contribuer également à localiser des phénomènes cosmiques surpuissants générés par la fusion d’astres compacts. Un tribut incontestable rendu ainsi à la longue tradition chinoise.

Ciel immuable et ciel transitoire

L’Europe, et plus largement le bassin méditerranéen, a majoritairement reçu sa tradition astronomique du monde antique des Grecs. A partir d’une observation souvent très limitée et superficielle des cieux, les penseurs grecs anciens avaient imaginé un monde cosmique séparé en deux domaines distincts. D’une part, le monde sub-lunaire proche de la Terre où étaient cantonnés tous les phénomènes cosmiques changeants (météores, comètes,..) et d’autre part le monde supra-lunaire où orbitaient en cercles parfaits les astres errants que sont les planètes. Ce monde était lui-même entièrement contenu dans une dernière sphère céleste, la sphère des fixes, immuable et éternelle qui portait les étoiles. Dans cette vision hautement idéalisée, il était donc impossible de penser découvrir quelque changement que ce soit dans cette dernière sphère étoilée, qui, selon l’expérience commune, semblait effectivement largement imperturbable.

Après l’effondrement de la culture grecque classique au début de l’ère moderne, cette même vision idéalisé a été reprise par les deux religions monothéistes, le christianisme et l’islam, qui allaient tour à tour se développer. Cette fois-ci, le caractère parfait et immuable des cieux n’était plus une simple vision esthétique issue de penseurs-philosophes mais devenait une prescription religieuse stricte qui entendait décrire ainsi la perfection du grand Créateur. Relever des éléments qui pouvaient mettre en question cette perfection cosmique devenait alors une opposition frontale aux puissance religieuses qui dominaient également le monde politique de l’époque. Ce dogme religieux a ainsi agit pendant près de 1500 ans comme une chape de plomb sur la science astronomique en Europe.

représentation des sphères célestes

La conception du ciel parfait et immuable en Europe pendant plus de 1500 ans est symbolisée par cette représentation des sphères célestes réalisée en 1549 par le mathématicien-astronome français Oronce Fine. Dans cette conception de l’univers, la Terre est au centre et chaque sphère porte les différentes planètes et le Soleil. La dernière sphère est celle des étoiles qui reste totalement inaltérée.

Par contraste d’autres partie du monde n’ont pas subi cette censure religieuse et dans le cas de la Chine ce fut au contraire le pouvoir politique lui-même qui favorisa depuis la nuit des temps, l’examen profond du ciel changeant, scrutant de façon permanente la voute céleste à la recherche de phénomènes transitoires
De façon prémonitoire, la Chine est la civilisation qui a accordé le plus d’importance aux changements des cieux. A l’origine de cette quête, le souci permanent de conserver l’harmonie entre le Terre et le Ciel. Les deux mondes terrestre et céleste étaient vus comme deux mondes complémentaires en constante interaction et toute rupture d’équilibre dans le ciel annonçait une rupture similaire sur Terre qu’il convenait d’identifier. Dans cette vision du Ciel comme miroir de la Terre, le rôle principal était dévolu au souverain lui-même, dénommé « fils du Ciel » (Tianzi), car sa responsabilité essentielle était de garantir cette harmonie Terre-Ciel. L’empereur chinois ne recevait pas son mandat et sa légitimité d’une simple lignée familiale ou même d’une conquête mais il devait avant tout justifier d’un « mandat céleste » (Tianming) qui lui était accordé s’il parvenait à prévoir et anticiper les phénomènes astronomiques. En ce sens, la Chine est le seul pays au Monde à avoir ériger l’astronomie au rang de science d’état.

représentation du ciel en Chine ancienne

La représentation du ciel en Chine ancienne place l’empereur céleste au centre, à la position du pôle céleste. Le Ciel chinois est divisé en cinq palais : le palais central autour du pôle Nord et les 4 palais le long de l’équateur céleste correspondant aux quatre directions géographiques, associées aux quatre animaux mythiques. Les nombreuses constellations (plus de 300) sont toutes associées à des éléments de l’empire. Le Ciel est conçu comme un miroir de l’Empire terrestre. © N. Mistry/O. Hodasava

Sur ordre de l’empereur et du pouvoir central, tout ce qui était en mesure de troubler l’harmonie des cieux était traqué, découvert et interprété. Des corps entiers d’astronomes et d’astrologues étaient mobilisés nuit après nuit dans des observatoires astronomiques impériaux regroupant des centaines de personnes (observateurs, gardiens du temps et des clepsydres, spécialistes du calendrier, mathématiciens,..) qui n’avaient rien à envier à nos grands instituts scientifiques modernes.
Dès le début des Hans, au deuxième siècle avant l’ère commune, le cahier des charges était clairement établi et il nous est rapporté par le grand historien-astronome de la Chine antique, Sima Qian, dans son ouvrage encyclopédique « les Mémoires historiques » : « Si dans tout le cycle du commencement à la fin et de l’antiquité aux temps modernes on a observé profondément les changements qui se produisent à époques fixes et si on en a examiné les détails et l’ensemble, alors la science des Gouverneurs du Ciel est complète. » Shiji, Mémoires historiques de l’historien astronome Sima Qian (l’an 109 à 91 BCE).

historien et astronome Sima Qian

L’historien et astronome Sima Qian (de -144 à -85), auteur de la première grande encyclopédie historique chinoise.

Cette organisation sans faille, qui a couvert plus de quarante siècles de civilisation chinoise, a fourni au monde des découvertes astronomiques fondamentales souvent encore largement minorées.
L’existence de taches à la surface du Soleil a été ainsi clairement établie dès la dynastie des Hans (206 BCE à 220 CE) alors que leur découverte en Europe est attribuée à Galilée (1613 CE). De façon plus spectaculaire encore, la première mention d’une explosion d’étoile, se traduisant par l’apparition transitoire d’une nouvelle étoile (novae ou supernovae), semble attestée en Chine dès le quinzième siècle avant l’ère commune et des catalogues et compte-rendus précis de ces évènements spectaculaires sont disponibles dès la période des Han. En Europe, la première description de tels phénomènes ne sera donnée que par l’astronome danois Tycho Brahé en 1573.

un des compte-rendus de la dynastie des Song décrivant l'apparition de la supernova du Crabe

L’un des compte-rendus de la dynastie des Song décrivant l’apparition de la supernova du Crabe. Le texte est tiré de la chronique « Essentiel de l’Histoire des Song ». Il décrit, sous le règne de l’empereur Renzong, l’apparition d’une nouvelle étoile aussi brillante que Venus, restée visible de jour durant 23 jours.
On lit (de haut en bas et de droite à gauche, surligné en rouge): « La première année du règne Jiayou, le troisième mois lunaire [du 19 mars au 17 avril 1056], le chef du Bureau d’astronomie a dit : “L’étoile invitée a disparu, ce qui est un présage du départ de l’hôte.” Plus tôt, durant le 5e mois de la première année du règne Zhihe [juillet 1054], cette étoile était apparue à l’Est, gardant Tianguan [天关- l’étoile ζ Tauri]. Elle était visible le jour comme Vénus. Elle pointait ses rayons dans toutes les directions et sa couleur était rouge pâle. Elle est restée visible [de jour] 23 jours. ». Rémanent de la supernova du Crabe, composition d’images en rayons X, lumière visible et infrarouge. Crédit : X-ray: NASA/CXC/SAO/F.Seward; Optical: NASA/ESA/ASU/J.Hester & A.Loll; Infrared: NASA/JPL-Caltech/Univ. Minn./R.Gehrz.

Aujourd’hui, les astronomes modernes savent que tout ce qui est changeant dans le ciel révèle les phénomènes cosmiques les plus extraordinaires.
Ainsi l’apparition d’une supernovae, nouvelle étoile transitoire, trahit un évènement capital pour l’histoire de l’univers : l’explosion d’une étoile massive qui va disséminer dans l’espace l’ensemble des éléments cosmiques complexes (carbone, azote, oxygène, …) fabriqués dans le cœur de l’étoile qui peuvent contribuer plus tard à l’émergence de la vie sur une planète.
Dans d’autres domaines de la lumière comme les rayons gamma, l’apparition de bouffées très brèves de rayonnement gamma marque également la fin de vie de très grosses étoiles, détectables ainsi, grâce à ce signal, jusqu’au plus lointain de l’Univers.
Enfin, au delà de la lumière même, la structure même de l’espace-temps peut être modifiée transitoirement lors de la fusion monstrueuse de trous noirs ou d’étoiles compactes et nous parvenir sous forme d’ondes de la gravitation, nouveaux messagers désormais détectables sur Terre grâce à des détecteurs à base de lasers. Bref, nous apprenons beaucoup plus aujourd’hui du ciel transitoire que du ciel permanent
Tous ces phénomènes transitoires constituent les objectifs principaux de la mission franco-chinoise SVOM. Leur détection, leur localisation et leur description précise vont être enregistrées pour mieux interpréter le Ciel tout comme le faisait déjà il y a plus de 2000 ans les astronomes de la dynastie Han. Ainsi se renoue à des siècles de distance la même préoccupation de mieux lire les changements du Ciel, une quête partagée aujourd’hui par la Chine et la France grâce à SVOM.

Références

Jean-Marc Bonnet-Bidaud, « 4000 ans d’astronomie chinoise », Ed. Belin, 2017.
Joseph Needham and Wang Ling. « Science and Civilisation in China, vol. 3, Mathematics and the Sciences of the Heavens and the Earth », Cambridge University Press, 1959.
Xiaochun Sun and Jacob Kistemaker, « The Chinese Sky during the Han – Constellating Stars & Society », Ed. Brill, 1997.
Zezong Xi, Shuren Bo, « Ancient Oriental Records of Novae and Supernovæ », Science, vol. 154, p. 597, 1965.