Depuis 200 ans, on se demande pourquoi la nuit est noire

Le jour se lève en ce 7 mai 1823. Du deuxième étage de sa maison, aménagé en observatoire amateur, Heinrich Olbers met un point un final à l’article qui laissera son nom dans l’histoire. À 65 ans, il se consacre entièrement à ses passions nocturnes : les étoiles, la lune, les astéroïdes et les comètes. Cette nuit-là s’achève par un magnifique lever de soleil. Elle se solde aussi par la mise au jour d’un paradoxe. Ce paradoxe captivera des générations de chercheurs et de néophytes pendant des siècles.

Comme de nombreux savants depuis Newton et Descartes, Heinrich Olbers ne pouvait se satisfaire d’un univers fini. Dans un monde limité et statique, l’attraction gravitationnelle entre les étoiles les conduirait à se rapprocher, jusqu’à ce qu’elles se rencontrent au centre de l’univers.

Au contraire, si la matière s’étendait à l’infini, la masse des étoiles lointaines contrebalancerait l’attraction gravitationnelle des étoiles plus proches. Ainsi, la vision d’un univers éternel et illimité, partagée par Olbers et ses contemporains, suggérait que les cieux soient peuplés d’un nombre infini d’étoiles.

De nombreuses étoiles et galaxies sur un fond obscur, telles qu’imagées par l’observatoire spatial JWST en 2023. Crédit : ESA/Webb, NASA & CSA, A. Martel.
ESA/Webb, NASA & CSA, A. Martel

Mais Heinrich Olbers s’est rendu compte que ce modèle du cosmos ne reflétait pas les observations. Si notre univers sans limites était peuplé d’un nombre infini d’étoiles, quelle que soit la direction vers laquelle nous dirigeons nos yeux ou nos télescopes, notre regard devrait intercepter la surface d’une étoile.

Dans son article soumis le 7 mai 1823, le docteur soulève une grave question : le modèle cosmologique de l’époque devrait conduire à ce que chaque point du ciel soit aussi brillant que la…

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Auteur: Jonathan Biteau, Maître de conférence en physique des astroparticules, Université Paris-Saclay