« Là où nous ne savons rien, nous pouvons spéculer sans craindre la contradiction. » Avec ces mots, écrits dans Scientific American en 1909, l’astronome anglais F. W. Henkel, membre de la Royal Astronomical Society, a décrit sans embarras apparent une grande partie de la culture de l’astronomie il y a un siècle. C’était une époque où les experts utilisaient des données très limitées pour faire des affirmations globales sur la formation et l’évolution du système solaire, l’existence d’une planète appelée Vulcain et la présence de la vie sur d’autres planètes.
Des idées captivantes, mais finalement incorrectes, sur notre système solaire sont évidentes dans nombre des premiers articles du Scientific American réunis dans ce numéro spécial. Les articles plus récents, nous aimons à le penser, présentent des affirmations plus solides, parce qu’elles sont fondées sur quelque chose plutôt que sur rien. Ensemble, cette collection illustre, merveilleusement, comment la science de l’astronomie a évolué au cours des 150 dernières années.
Aujourd’hui, les astronomes apprennent à boire à la lance à incendie. Le simple volume de bits collectés par les télescopes modernes inonde nos ordinateurs et dépasse notre capacité à stocker et à analyser l’information. Nous sommes entrés dans un âge d’or de l’information astronomique, et nous sommes extrêmement confiants quant à ce que nous prétendons savoir. Le passé nous enseigne cependant quelques leçons d’humilité.
Il y a un siècle, nos prédécesseurs en mal de données compensaient leur déficit par des conjectures déguisées en arguments sophistiqués. Dans ces pages, en 1879, un astronome non identifié écrivait : » Pendant la nuit la plus calme, il est presque impossible de réussir à faire un dessin passable d’une planète comme Mars, l’image vue dans le réflecteur étant ondulée, tremblante et confuse. » Un dessin ! Aujourd’hui, les astronomes utilisent des télescopes géants à miroir segmenté qui s’affaissent continuellement sous la force de gravité et sont remis en forme plusieurs fois par seconde par des centaines de moteurs commandés par ordinateur. Pendant ce temps, d’autres ordinateurs envoient des faisceaux laser vers le ciel, où ils se reflètent sur la couche de sodium de la stratosphère pour créer des « étoiles guides » qui permettent aux télescopes modernes de mesurer – et de corriger – les distorsions d’image causées par les turbulences de l’atmosphère terrestre.
Lorsque j’essaie de tirer une découverte de plus d’un ensemble de données rempli de découvertes non encore faites, je suis rempli d’un énorme respect et d’admiration, voire de crainte, pour ceux qui m’ont précédé, dont les découvertes impressionnantes ont été extrêmement durement gagnées, même si les conclusions qu’ils ont tirées de leurs données étaient souvent complètement fausses. Les astronomes que nous rencontrons dans ces pages étaient imaginatifs et extrêmement confiants. Prenez, par exemple, Charles A. Young, de l’Université de Princeton, l’un des plus grands astronomes de son époque ; son élève de prix était Henry Norris Russell, l’un des astronomes les plus importants de tous les temps. « De temps à autre, les journaux annoncent la découverte d’une nouvelle planète », écrivait Young dans Scientific American en 1877. (Aujourd’hui, nous appelons ces objets des astéroïdes plutôt que des planètes, mais c’est une autre histoire). Il informe ensuite ses lecteurs : « Actuellement, le nombre de ces corps connus est de 172 ; le nombre total doit probablement être compté par milliers. » Des milliers !
En 1928, nul autre que Russell, alors doyen des astronomes américains, écrit son propre article sur les astéroïdes. Qu’avaient appris les scientifiques au cours du demi-siècle écoulé ? « Si l’on définit une planète, comme les astronomes ont coutume de le faire, simplement comme un corps poursuivant une orbite indépendante autour du Soleil, la découverte d’une ou d’une douzaine de planètes n’est pas une nouvelle du tout », écrit Russell. « Plus d’un millier de ces petits corps sont déjà répertoriés … et il est probable qu’un autre millier ou plus sera encore ajouté avant que l’histoire ne touche à sa fin. » Aujourd’hui, le catalogue du Minor Planet Center de l’Union astronomique internationale répertorie plus d’un million d’astéroïdes, et les astronomes ajoutent chaque année plus de 50 000 nouveaux objets à cette base de données. Sans contrainte de données, Young et Russell ne faisaient que deviner. Tous deux se sont lourdement trompés.
Les articles des pages qui suivent révèlent d’autres exemples de certitude mal placée à la fin du 19e et au début du 20e siècle. L’auteur d’un article non signé de 1879, « Un autre monde habité comme le nôtre », écrivait que la végétation sur Mars était responsable de la teinte rouge de la planète et recommandait de faire des observations de Mars lorsque ses habitants « profitent du beau temps ».
Au début du 20e siècle, la présence de la vie sur Mars était moins évidente. Les attentes selon lesquelles la vie était abondante dans tout le système solaire restaient élevées, mais comme le rapportait un article de 1905 intitulé « La vie sur d’autres mondes », « Nous ne connaissons aucun autre monde adapté à la vie en dehors du système solaire…. notre système semble être absolument unique dans la création connue. » Aujourd’hui, les astronomes sont sur le point de découvrir des planètes de la taille de la Terre avec des températures semblables à celles de la Terre autour d’étoiles semblables au soleil. Voilà pour l’unicité absolue.
Quatre ans plus tard, Henkel observe : « Rien ne semble empêcher l’existence d’êtres totalement différents sur chacune des planètes. » Même les lunes de Jupiter et de Saturne devraient être peuplées, raisonnait-il : « Il n’y a aucune raison, pour autant que nous le sachions, pour que certains de leurs satellites, au moins, ne soient pas la demeure d’êtres vivants. » Quant à Vénus, Henkel écrit qu’elle « tourne une fois sur son propre axe » toutes les 23 heures et 21 minutes. Faux. « L’air, l’eau, les terres, les continents, les montagnes, les neiges polaires, etc. semblent tous présents. » Faux. « Ainsi, dans la mesure où nos connaissances limitées s’étendent, la preuve de l’existence d’êtres vivants , d’un caractère pas si différent de ceux avec lesquels nous sommes familiers, semble aussi complète que nous pouvons raisonnablement l’espérer. » Encore faux.
Et pour Mars ? Mars montre des « taches vertes et violettes ». Désolé, non. L’atmosphère est « chargée de nuages et de brouillards », et la surface est couverte de « nombreuses ‘mers’ étroites ». « Non. « Bien que certains observateurs enthousiastes soient convaincus de l’existence d’êtres rationnels, dans un état de civilisation avancé, habitant Mars, nous pouvons nous arrêter avant d’arriver à cette conclusion. » Nous devrions applaudir la note finale de prudence de Henkel.
Un autre article, « Le Dieu rouge du ciel », révèle qu’en 1909, des progrès ont été réalisés : un projet d’observation en cours au sommet de 14 501 pieds du Mont Whitney, en Californie, a révélé que « Mars n’a pas plus d’eau que la lune… les zones polaires ne peuvent pas être de la glace, de la neige ou du givre ; la suggestion la plus raisonnable est qu’elles sont faites de dioxyde de carbone solidifié ». Finalement, avec de bonnes données en main, les astronomes ont conclu que Mars était un terrain vague aride, avec une atmosphère très ténue composée de gaz carbonique s’attardant sur » un monde mort. » Il y a un siècle entier, les technologies du nouveau siècle commençaient à inhiber l’habitude des astronomes de spéculer sans craindre la contradiction.
Les progrès réalisés par la communauté mondiale des astronomes, tels que documentés dans ces pages, sont rassurants. La science s’autocorrige ; nos successeurs jetteront nos erreurs dans la poubelle que nous appelons l’histoire. L’expansion de l’univers s’accélère-t-elle à cause de l’énergie sombre ? Peut-être. 80 % de la masse de l’univers est-elle constituée de matière noire froide ? Peut-être. La vie microscopique existe-t-elle sous une roche près de l’équateur martien ? Peut-être. D’autres univers existent-ils dans un multi-univers à 10 dimensions ? Peut-être.
Nous avons des pétaoctets de données, mais nous sommes presque certainement pauvres en données par rapport à ce que les générations futures auront. Nous spéculons avec seulement une petite peur de la contradiction. La frontière entre la science et la conjecture est encore floue. Si nous sommes honnêtes avec nous-mêmes, nous reconnaissons que nous en savons moins que ce que nous prétendons savoir.
Ce numéro spécial de Scientific American ouvre une fenêtre sur notre passé scientifique, mais il nous offre bien plus que cela. Ces articles révèlent quelque chose d’extrêmement important sur l’entreprise scientifique : comme pour notre système solaire en évolution, la connaissance elle-même change avec le temps. Un regard en arrière nous rappelle sainement comment la science fonctionne lorsqu’elle est bien faite.