Chapitre 15 : Toute l’histoire en une journée de travail

Nuit 178 : Faire ses bagages pour rentrer

Le cent soixante-dix-huitième jour de la mission était la dernière journée complète de Noor sur la station. Le lendemain, Tomás, Ade et elle monteraient dans le petit vaisseau qui les avait amenés, fermeraient l’écoutille et commenceraient le voyage du retour. Un nouvel équipage était arrivé quelques jours plus tôt, et la station était plus pleine et plus bruyante que d’habitude. Chaque recoin semblait occupé par quelqu’un qui apprenait où les choses étaient rangées, posait des questions et riait de la façon dont les nouveaux venus se cognaient contre les parois, comme Noor l’avait fait pendant sa première semaine.

Noor passa la plus grande partie de sa journée à faire ses bagages et à transmettre son travail. Il y a très peu de place dans le vaisseau pour les affaires personnelles, si bien qu’elle n’avait qu’un petit sac. Elle y mit quelques photos, une lettre de Sami, un carnet rempli de petits dessins de la Terre et le chiffon doux dont elle s’était servie pour essuyer la grande fenêtre. Tout le reste, elle le laissa au nouvel équipage ou le rangea dans du fret destiné à un retour ultérieur. Elle passa deux heures avec la toute nouvelle ingénieure de bord, à lui montrer les expériences, le loquet capricieux d’un placard et l’endroit où le système d’eau fait un bruit étrange tout à fait normal.

En fin d’après-midi, Noor prit ses dernières photos de la Terre. Elle en avait pris des milliers pendant son séjour : des océans, des déserts, des fleuves, de la glace et les lumières des villes la nuit. Ce jour-là, elle ne chercha pas à faire de belles images. Elle voulait simplement se souvenir. Elle regarda un lever de soleil de plus s’étaler le long du bord de la planète, puis un coucher de soleil de plus, et elle remarqua qu’au bout de six mois, elle ne parvenait toujours pas à décrire correctement les couleurs. Personne n’y parvient peut-être.

Elle fit aussi son exercice physique, comme chaque jour. Il comptait encore davantage à présent. Après six mois en apesanteur, son corps s’était habitué à flotter. Ses os et ses muscles s’étaient un peu affaiblis, malgré tout le travail sur le tapis de course et la machine de musculation. De retour sur Terre, elle aurait besoin de semaines d’exercices prudents pour se sentir de nouveau chez elle dans la gravité. Les premiers jours seraient difficiles. Beaucoup d’astronautes racontent que, pendant un moment après l’atterrissage, même leur propre tête leur semble lourde.

Le soir, l’ancien et le nouvel équipage dînèrent ensemble. Tomás joua de la musique. Ade fit un petit discours composé surtout de plaisanteries. Puis, un à un, chacun s’éloigna pour aller dormir. Noor se rendit à la grande fenêtre pour le dernier long regard de son séjour. La Terre tournait sous elle, bleue, blanche et sombre, et les étoiles brillaient au-dessus de la fine ligne de l’atmosphère.

Plus tôt dans la journée, Sami lui avait envoyé un message. « Dernière nuit là-haut, écrivait-il. Tu m’as raconté tellement d’histoires. Tu peux me raconter tout ça d’un coup ? Du commencement jusqu’à maintenant. J’ai une courte pause ce soir. » Noor y réfléchit un moment. Puis elle décida de le raconter d’une façon que comprendrait quelqu’un qui travaille : comme une seule journée de travail.

De minuit au matin

Imaginez que toute l’histoire de l’Univers, environ 13,8 milliards d’années, soit ramassée en une seule journée de 24 heures. L’Univers commence à minuit, et le moment présent est le minuit suivant. À cette échelle, une heure représente environ 575 millions d’années, une minute environ 9,6 millions d’années et une seconde environ 160 000 ans. Tout ce dont nous avons parlé au fil de ces quinze nuits tient dans cette seule journée.

À minuit, l’Univers est extrêmement chaud et dense, et il commence à s’étendre et à se refroidir. Quoi qu’il se soit passé au tout premier instant, nous ne le savons pas ; comme nous l’avons vu, notre physique ne peut pas encore le décrire. Si l’inflation a eu lieu, elle était terminée au bout d’une infime fraction du tout premier instant. Dans la première fraction de seconde, les briques des protons et des neutrons se sont assemblées. Pendant les toutes premières minutes, l’hélium et un peu de lithium ont été fabriqués. Sur notre horloge, tout cela se produit en bien moins que la première seconde après minuit, un temps trop court pour être remarqué.

Un peu moins de deux secondes et demie après minuit, le brouillard se lève. C’est le moment, environ 380 000 ans après le commencement, où les atomes se forment et où la plus ancienne lumière commence son long voyage. Cette lumière arrive encore aujourd’hui dans nos télescopes, étirée en micro-ondes. Puis commencent les âges sombres cosmiques. Pendant un temps, il n’y a aucune étoile, seulement du gaz qui se rassemble lentement en amas sous l’effet de la gravité, guidé par l’attraction invisible de la matière noire.

Probablement dans la première demi-heure environ après minuit, les premières étoiles s’allument. Nous ne savons pas encore exactement quand, et nous n’avons pas encore vu avec certitude les toutes premières étoiles. Beaucoup d’entre elles sont probablement énormes et de courte vie, et leur lumière dissipe lentement l’obscurité de nouveau. Aux petites heures du matin, des galaxies se forment, grandissent et fusionnent. Les minuscules rides vues dans la plus ancienne lumière deviennent la grande toile des galaxies.

Il faut dire que cette horloge est une image, et non un horaire exact. Certains de ses moments sont très bien connus, par exemple l’âge de l’Univers, le moment de la plus ancienne lumière et l’âge du Soleil et de la Terre. D’autres, comme le moment où les premières étoiles se sont allumées ou celui où la vie est apparue, sont encore à l’étude, et ils pourraient se déplacer un peu à mesure qu’arrivent de nouvelles mesures. Mais la forme générale de la journée est claire, et elle a été vérifiée de nombreuses façons indépendantes.

Pendant le reste de la nuit et toute la matinée, l’Univers est très occupé. Des galaxies grandissent, dont notre propre Voie lactée. Des générations d’étoiles naissent et meurent. De grosses étoiles explosent et dispersent du carbone, de l’oxygène, du fer et d’autres éléments. Des étoiles à neutrons se percutent et fabriquent des éléments lourds comme l’or. Chaque génération laisse les nuages situés entre les étoiles un peu plus riches qu’avant. À midi, l’Univers travaille déjà depuis la moitié de sa vie, et il n’y a toujours ni Soleil ni Terre.

L’après-midi et le soir

L’après-midi, quelque chose change à l’arrière-plan. Pendant la première partie de la journée, l’expansion de l’Univers ralentissait, freinée par la gravité de toute la matière qu’il contient. Mais à mesure que l’espace s’étire et que la matière se raréfie, la mystérieuse énergie noire commence à prendre le dessus. À un moment de l’après-midi, l’expansion se met à accélérer. Elle accélère encore quand la journée se termine.

Vers quatre heures de l’après-midi, dans une galaxie ordinaire, un nuage de gaz et de poussière s’effondre. Il est rempli d’éléments fabriqués par de nombreuses étoiles antérieures. En son centre, le Soleil commence à briller. Autour de lui, un disque en rotation forme des planètes, et l’une d’elles est la Terre. Peu après, quelque chose de gros percute la jeune Terre, et la Lune naît des débris. La Terre est d’abord chaude, meurtrie et sans océans. Mais elle se refroidit, et l’eau s’accumule à sa surface.

Vers six heures du soir, ou peut-être un peu plus tôt, les premiers signes connus de vie apparaissent sur la Terre. Ils sont minuscules et simples, et les scientifiques discutent encore du moment exact et de la manière dont ils ont commencé. Pendant des heures de notre horloge, la vie reste petite. Au fil de la soirée, elle transforme lentement les océans et l’air. Tard dans la soirée, des êtres vivants plus grands apparaissent, et plus tard encore, les plantes et les animaux se répandent sur la terre ferme.

Environ sept minutes avant minuit, un grand corps venu de l’espace frappe la Terre, et l’ère des dinosaures prend fin. Les mammifères, qui avaient vécu aux côtés des dinosaures sous la forme d’animaux pour la plupart petits, commencent à se répandre et à se transformer. Dans la dernière minute de la journée, les ancêtres des êtres humains apparaissent.

Les humains modernes n’arrivent qu’environ deux secondes avant minuit. Toute l’histoire écrite, chaque livre et chaque journée de travail que quiconque a jamais consignés, tient dans une infime fraction de la toute dernière seconde. Les premiers astronomes qui ont noté avec soin la position des étoiles, ceux qui ont mesuré la vitesse de la lumière, la femme qui étudiait les étoiles pulsantes sur des plaques photographiques, les ingénieurs qui ont entendu le sifflement de la plus ancienne lumière, et Noor qui regarde par sa fenêtre ce soir, vivent tous dans ce dernier éclair de temps.

C’est une image qui rend humble, mais elle n’a pas à être triste. Dans cette dernière fraction de seconde, une partie de l’Univers, faite d’hydrogène venu des premières minutes et d’éléments venus de nombreuses étoiles, est devenue capable de regarder en arrière et de comprendre d’où elle vient. Nous sommes arrivés tard dans la journée. Mais nous sommes des retardataires qui savent lire l’horloge.

Ce qui vient ensuite

Le message de Sami demandait l’histoire « jusqu’à maintenant ». Mais une journée de travail est suivie d’une autre, et l’Univers a lui aussi un avenir. Que pouvons-nous en dire ? Certaines choses sont bien comprises. D’autres ne sont pas connues du tout.

Le Soleil est au milieu de sa vie. Dans environ 5 milliards d’années, l’hydrogène de son cœur viendra à manquer. Il gonflera pour devenir une géante rouge, beaucoup plus grande et plus froide qu’aujourd’hui, et les planètes intérieures seront brûlées ou englouties. Plus tard, il repoussera doucement ses couches extérieures dans l’espace et deviendra une petite naine blanche qui se refroidira lentement. C’est la vie normale d’une étoile comme le Soleil, et les astronomes peuvent observer ailleurs dans la galaxie des étoiles à chacune de ces étapes.

Dans environ 4 à 5 milliards d’années, la Voie lactée et la galaxie d’Andromède devraient passer très près l’une de l’autre, même si leurs trajectoires exactes sont encore en train d’être mesurées. Comme nous l’avons vu lors d’une nuit précédente, même si elles se rencontrent, les étoiles elles-mêmes ne se heurteront presque jamais, parce que les espaces qui les séparent sont immenses. Sur une longue période, les deux galaxies pourraient fusionner en une seule galaxie plus grande. Si quelqu’un observe le ciel depuis une planète à cette époque, la nuit aura un aspect très différent, avec de nouvelles bandes et de nouveaux nuages d’étoiles.

L’avenir lointain de l’Univers entier est moins certain. Si l’énergie noire reste telle qu’elle semble être aujourd’hui, l’expansion continuera d’accélérer. Les galaxies situées bien au-delà de notre propre groupe s’éloigneront de plus en plus vite, et sur des durées très longues, leur lumière disparaîtra de notre vue. Des étoiles continueront de naître pendant très longtemps, mais le gaz dont elles ont besoin s’épuisera lentement. Dans un avenir extrêmement lointain, l’Univers deviendra peut-être sombre et froid. Mais tout cela dépend de la nature de l’énergie noire, que nous ne comprenons pas. Il est donc plus honnête de dire que l’avenir lointain est une question ouverte que de le décrire comme une fin certaine.

Le plaisir des questions ouvertes

Au fil de ces quinze nuits, nous avons rencontré de nombreuses questions ouvertes. Que s’est-il passé au tout premier instant, et y avait-il quelque chose avant ? L’inflation a-t-elle vraiment eu lieu ? Pourquoi y avait-il un peu plus de matière que d’antimatière ? Qu’est-ce que la matière noire ? Qu’est-ce que l’énergie noire ? Pourquoi deux façons rigoureuses de mesurer l’expansion donnent-elles des réponses différentes ? Quelle est la taille de l’Univers entier ? Comment la vie est-elle apparue sur la Terre, et y a-t-il de la vie ailleurs ? Aucune de ces questions n’a aujourd’hui de réponse définitive.

Cela peut sembler une façon décevante de terminer un livre. Mais l’histoire de cette discipline suggère une autre façon de voir les choses. Il y a un peu plus de cent ans, beaucoup d’astronomes croyaient que la Voie lactée était l’Univers entier. Personne ne savait que l’espace s’étirait. Personne ne savait ce qui faisait briller le Soleil. Personne n’avait entendu la plus ancienne lumière ni ne savait d’où venaient les éléments de son propre corps. Chacune de ces questions a trouvé sa réponse grâce à des gens au travail, qui mesuraient, calculaient, vérifiaient et débattaient, souvent pendant des années.

Beaucoup de ces personnes n’étaient pas célèbres de leur vivant. Certaines étaient employées pour accomplir un travail patient et répétitif, comme mesurer l’éclat des étoiles sur des plaques de verre. Certaines cherchaient à résoudre un problème ordinaire, comme un bruit dans une antenne, et ont trouvé à la place quelque chose d’extraordinaire. Certaines ont mené leur réflexion la plus importante en parallèle d’autres tâches, comme l’enseignement. Le commencement de l’Univers n’a pas été découvert en un seul éclair de génie. Il a été reconstitué pièce par pièce au cours d’un siècle par de nombreux travailleurs, chacun ajoutant sa part.

Aujourd’hui, le même genre de travail se poursuit. Il y a des télescopes dans l’espace et au sol, des instruments qui perçoivent des rides dans l’espace lui-même, et des machines sur Terre qui recréent de minuscules gouttes de la chaleur de l’Univers primitif. Quelque part ce soir, des gens vérifient des données, réparent du matériel et prennent des notes soigneuses. Certaines des questions ouvertes d’aujourd’hui trouveront leur réponse de votre vivant. D’autres attendront peut-être des personnes qui ne sont pas encore nées. Ce n’est pas un échec. C’est ainsi que l’on mène un long travail.

Il y a là une forme de plaisir que beaucoup de travailleurs reconnaîtront. Les meilleures journées de travail ne sont pas toujours celles où tout est terminé. Ce sont parfois celles où un problème difficile commence enfin à prendre sens, ou celles où l’on aperçoit une nouvelle façon de l’aborder. L’astronomie a encore beaucoup de journées de ce genre devant elle. Une question qui n’a pas encore de réponse n’est pas une porte fermée. C’est un travail qui attend encore quelqu’un, et c’est une chose porteuse d’espoir.

Le dernier message pour Sami

Noor écrivit son message lentement, en flottant près de la fenêtre, la Terre tournant sous elle. Elle essaya de le faire assez court pour une pause entre deux livraisons.

« Voici toute l’histoire en une journée de travail, écrivit-elle. À minuit, l’Univers commence, chaud et dense, et se met à s’étirer. Dans la première seconde, les premiers éléments sont fabriqués. Dans la première demi-heure environ, les premières étoiles s’allument. Toute la matinée, des étoiles et des galaxies grandissent, meurent et fabriquent de nouveaux éléments. Vers quatre heures de l’après-midi, le Soleil et la Terre naissent d’un nuage de vieille poussière d’étoiles. Vers six heures du soir, les premiers signes de vie apparaissent. À sept minutes de minuit, les dinosaures disparaissent. Les humains arrivent deux secondes avant minuit. Et en ce moment même, tout à la fin de la journée, un chauffeur de camion et sa sœur parlent de tout cela. À bientôt. Continue de lever les yeux. »

À trois heures du matin, sur une route tranquille tout en bas, Sami se gara pour sa pause. Il lut le message lentement. Puis il descendit de la cabine, étira son dos fatigué et leva les yeux. Entre les nuages, quelques étoiles brillantes luisaient. Quelque part là-haut, cachée dans l’ombre de la Terre à cette heure-là, une station traversait le ciel avec sa sœur à son bord. Il ne répondit que par trois mots : « Reviens sans encombre. »

Noor lut sa réponse juste avant de s’endormir, pelotonnée dans son sac de couchage pour la dernière fois sur la station. Le lendemain, il y aurait l’écoutille, la longue chute à travers l’atmosphère, la chaleur derrière les petits hublots, les parachutes et enfin l’attraction lourde et merveilleuse de la Terre. Cette nuit-là, il n’y avait que le doux ronronnement des ventilateurs et le souvenir de cent soixante-dix-huit jours de levers de soleil. Elle ferma les yeux.

À présent, l’histoire se tourne vers vous. Demain, ou n’importe quel soir clair après le travail, sortez quelques minutes. Vous n’avez besoin ni d’un télescope ni d’une montagne bien sombre. Levez les yeux vers ce que vous pouvez voir : la Lune, quelques étoiles brillantes, peut-être une planète. Souvenez-vous que la lumière qui atteint vos yeux a voyagé pendant des secondes, des minutes ou des années pour vous rejoindre. Souvenez-vous que les atomes de votre corps ont été fabriqués pendant les premières minutes de l’Univers et au cœur des étoiles. Et souvenez-vous que des gens travaillent encore, nuit après nuit, pour comprendre le reste. Vous faites vous aussi partie de l’histoire, dans la dernière seconde d’une très longue journée.

Idées reçues

Beaucoup de gens pensent que l’astronomie et l’astrologie sont la même chose, ou deux faces d’une même discipline, parce que toutes deux regardent les étoiles et les planètes et qu’elles portent des noms semblables. Il y a longtemps, les deux étaient souvent pratiquées par les mêmes personnes. Mais aujourd’hui, elles sont complètement différentes. L’astronomie est la science qui étudie ce que sont les étoiles, les planètes et les galaxies et comment elles fonctionnent, et elle confronte ses idées à des mesures soigneuses. L’astrologie affirme que la position des planètes et des étoiles façonne le caractère et la vie des gens, et ces affirmations ne sont pas étayées par les preuves. Certains lisent leur horoscope pour s’amuser, et c’est leur choix, mais l’astrologie ne fait pas partie de l’astronomie.

Beaucoup de gens pensent aussi que l’Univers va bientôt prendre fin, ou que sa fin est un sujet d’inquiétude. Des films spectaculaires et des gros titres donnent parfois cette impression. En réalité, les changements décrits ce soir se déroulent sur des milliards d’années, et davantage. Le Soleil a encore devant lui environ 5 milliards d’années de vie régulière. Une éventuelle rencontre avec la galaxie d’Andromède est à des milliards d’années. Quel que soit l’avenir lointain de l’Univers, il est si éloigné qu’il n’a rien à voir avec la vie de quiconque vit aujourd’hui, ni avec celle de ses enfants ou de ses petits-enfants.

Enfin, certains pensent que la science a terminé l’histoire de l’Univers, ou, à l’inverse, que puisqu’il reste des questions ouvertes, la science ne sait rien du tout. Ni l’un ni l’autre n’est vrai. Certaines parties de l’histoire sont très bien connues : l’Univers a environ 13,8 milliards d’années, il est en expansion, il a été autrefois chaud et dense, la plus ancienne lumière remplit le ciel et les éléments les plus légers ont été fabriqués pendant les premières minutes. D’autres parties, comme la matière noire, l’énergie noire et le tout premier instant, restent inconnues. Connaître certaines choses très bien et d’autres pas encore, c’est l’état normal d’une science vivante. L’histoire est encore en train de s’écrire, et chaque nuit claire, elle attend au-dessus de votre tête.