Comment les comparaisons nous aident à comprendre l'univers

L’autre soir, quelques minutes après 20 h 30, je suis sorti et je me suis attardé. Les environs étaient familiers: les signes de bodega fraîchement scintillants, les amas de gens et de chiens, les briques flamboyantes lorsque le soleil s'incline juste dans sa descente. Le ciel n'avait pas vraiment l'air extra-terrestre non plus. J'étendais souvent mon chemin à la maison pour apercevoir le monde lavé de la couleur d'une flaque boueuse, pour me retrouver dans l'obscurité bleu-noir qui commençait tout juste à tomber.

Mais ce soir-là, je n'étais pas dehors pour me prélasser à l'heure dorée de la bodega. J'essayais de me rapprocher de la sensation d'être à midi sur Pluton.

Cela va sans dire, mais: Pluto n'est pas Brooklyn. Il fait froid; il fait sombre; il est à 4,67 milliards de kilomètres. Ses différences sont légion et les plus nettes sont difficiles à imaginer. Quelle que soit l'image que je plisse les yeux pour créer un corps couvert de glaçons, la neige me laisse tomber - le concept d'une température descendant à -387 degrés Fahrenheit ne calcule pas.

Je n'ai jamais été aussi froid. Vous non plus. Mais nous avons tous deux vu le crépuscule, ou les moments juste après, et ce n’est pas une mauvaise approximation de ce à quoi Pluton ressemble le plus. Pour aider les habitants de la Terre à imaginer la vie là-bas, la NASA a créé un site Web intitulé «Heure de Pluton». Vous indiquez votre adresse. Elle indique le moment exact, à cette longitude et à cette latitude, que le ciel au-dessus de vous ressemble le plus à celui de Pluton. . N'importe quel autre nombre de sensations distinctement terrestres pourraient attirer l'attention, vous entendrez peut-être des bus sifflants ou sentirez la viande cuire sur un chariot de la rue, mais visuellement, vous aurez un proxy pour notre voisin solaire éloigné.

Michelle Nichols, du planétarium Adler de Chicago, établit souvent des parallèles entre les taches solaires (à droite) et le phénomène des dépôts de fer se déplaçant sous un aimant (à gauche). Welcome Images / CC BY 4.0 (dépôts de fer); NASA / SDO (taches solaires)

L'espace est vaste et étranger. C'est l'une des bases de sa romance, mais c'est également un obstacle cognitif pour quiconque tente de se ressaisir. «Le problème que nous avons habituellement avec l’espace est que, si nous essayons de comprendre quelque chose, nous n’avons qu’un exemple: notre propre planète», déclare Colin Stuart, membre de la Royal Astronomical Society et auteur du prochain article. Comment vivre dans l'espace: tout ce que vous devez savoir pour un avenir pas si lointain.

Une vision solipsiste n’est pas forcément une mauvaise chose, dit-il: Utiliser la Terre comme point de données est souvent utile, en particulier pour les enseignants en sciences qui tentent de nouer des liens avec des passionnés qui ne parlent pas couramment le jargon astronomique. «Nous essayons toujours de comparer les choses avec la Terre quand nous le pouvons», déclare Stuart. "Si vous commencez avec quelque chose qu'ils connaissent, vous ne le faites pas non plus." Il empile des volcans, des vallées et des tranchées dans l'espace contre le Grand Canyon ou l'Everest, "parce que les gens ont ce cadre de référence", même si les fonctionnalités sont à des échelles très différentes. (Olympus Mons, le plus haut sommet volcanique de Mars, est 2,5 fois plus grand que l'Everest et environ la largeur de la France.)

"Si vous ne faites pas partie de la science, je pourrais dire n'importe quel gobbledygook, mais cela n'a aucun sens pour personne", déclare Michelle Nichols, directrice de l'observation publique au planétarium Adler de Chicago. Nichols traduit souvent des caractéristiques de l'espace qui pourraient autrement être quelque peu impénétrables dans des scénarios familiers ou des jeux d'enfance. Elle compare les taches solaires, aperçues au télescope, aux limailles de fer dansant sous le balancement d'un aimant. «Les gens se souviennent de cela», dit-elle. "Ils vont, 'Ok, maintenant je le vois."

Les pentes de méthane gelé et balayé par les vents de Pluton (à gauche) rappellent des monticules de sable sur les déserts et les plages de la Terre (à droite). NASA / domaine public (Pluto); NASA / domaine public (bassin de Junggar, Chine)

Dans une certaine mesure, les scientifiques s’appuient également sur des analogues dans des articles évalués par des pairs. Dans un article récent en Science, une équipe de chercheurs comprenant Jani Radebaugh, spécialiste des sciences planétaires à l'université Brigham Young, et son collaborateur Matt Telfer, géographe physique à l'université de Plymouth, ont décrit les dunes de Pluto, qui ressemblent à celles situées dans les déserts ou les plages de la Terre. Un spectateur non averti jetant un coup d'œil sur les images capturées par la sonde New Horizons n'aurait peut-être pas établi la connexion, mais un analogue peut allumer une ampoule. "Ils peuvent ne voir qu'un fond blanchâtre avec quelques gribouillis", déclare Nichols. «Dès que vous dites:« C'est comme une dune de sable », ils disent:« Oh, attendez une minute! Je suis allé dans les dunes de l'Indiana, j'ai vu des images du Sahara. '' Les dérives de Pluton ne sont pas du sable - ce sont des pentes de méthane gelé - mais le vent les a sculptées dans des formes similaires, et cette connaissance peut donner les laïcs un pied.

Il en va de même pour les cartes radar de Titan, l'une des lunes de Saturne, dit Stuart. Les cartes révèlent un peu d'îles, d'archipels et de péninsules, et Stuart se dit «si vous placez une carte radar de Titan à côté d'une carte de la côte écossaise et que vous leur donnez les mêmes couleurs - aucun cadeau de ce qui était bleu ou vert - le Canada travaillerait aussi, ajoute-t-il, «partout où il y a des côtes déchiquetées avec des îles et des bras de mer.» Les analogies peuvent réduire une partie de la distance psychique entre la Terre et l'espace sans en faire paraître moins fascinante..

La surface de Titan, la plus grande lune de Saturne (à gauche), évoque la côte écossaise déchiquetée (à droite). NASA / JPL-Caltech / ASI / USGS (Titan); Avec l'aimable autorisation de l'équipe d'intervention rapide MODIS de la NASA GSFC (Écosse)

Pourtant, les analogues ne sont pas toujours aptes. «Il y a plusieurs décennies, nous ne savions pas à quoi ressemblait la surface de Vénus», déclare Nichols. À travers les télescopes, la planète semblait complètement enveloppée de nuages ​​et, comme les chercheurs ne savaient pas ce qui se passait sous eux, certains ont supposé que le paysage était embrumé - peut-être moucheté d'eau ou enchevêtré dans la jungle. La première moitié du XXe siècle a donné lieu à une série de romans et de bandes dessinées de science-fiction qui représentent Vénus, épaisses avec des plantes carnivores et rampant avec des lézards amoureux des marais. «Il s'avère que c'était à 100% incorrect», déclare Nichols. «Nous en apprenons plus, nous allons, 'Oh, attends, toute cette température de surface de 870 degrés, ça pourrait ne pas être aussi bon pour la vie là-bas.'

Pas de mal. Le véritable problème avec les analogues vient, dit Stuart, quand ils surestiment le cas puis gagnent en traction. Ensuite, ils courent le risque de sursaturer la curiosité des gens au point que, lorsqu'une comparaison vraiment frappante se produit, les auditeurs ne sont pas impressionnés. Il pense que c'est particulièrement dangereux avec les exoplanètes, ces orbes lointains que nous n'avons pas encore vus de près. «Il y a eu beaucoup de gros titres ces dernières années à propos d'astronomes découvrant des planètes semblables à la Terre dans d'autres systèmes solaires», déclare Stuart. Le phrasé suscite l’enthousiasme et pose les enjeux; Selon Stuart, les communiqués de presse et les articles sur la recherche sont parfois «corrigés» pour rendre les résultats intéressants et pertinents pour les lecteurs..

"Le problème, c'est que nous ne savons pas à quoi ressemblent ces planètes," ajoute-t-il. Les chercheurs savent que certaines planètes ont une taille comparable à la nôtre et qu'elles peuvent avoir des températures similaires. Ainsi, si de l'eau y était présente, elle serait probablement liquide. Mais c’est un grand «si», ajoute-t-il, et la distinction est cruciale. «Le danger est que, si nous continuons à faire ce que nous appelons une" planète semblable à la Terre "et que nous arrivons à l'endroit où nous trouvons une planète semblable à la Terre avec de l'eau liquide et une atmosphère contenant de l'oxygène, les gens ne vont pas nécessairement s'en soucier. autant qu'ils le devraient », dit-il. "Ils vont en avoir marre, je pense."

"Si vous commencez avec quelque chose qu'ils connaissent, vous ne partez pas du début."

Pour certains chercheurs et astronautes, les analogues vont bien au-delà du langage. Une poignée de stations de recherche sur notre planète recrée les conditions de divers environnements dans l’espace. Au cours des dernières années, des équipes terrestres ont installé des camps en forme de dôme au sommet de Mauna Loa, un volcan situé sur l'île d'Hawaï, dont le sol rouge ressemble à celui du terrain escarpé de Mars. Dans le cadre d'un programme organisé par l'Université d'Hawaï et soutenu par la NASA, l'équipe s'est efforcée de vivre comme des martiens humains. Ils ont mangé une nourriture médiocre, ils ont dormi et se sont soulagés dans des quartiers exigus, ils ont été isolés de leurs amis et de leur famille. Ici, la Terre était une répétition générale.

L'hiver dernier, l'un des essais a mal tourné. Après une urgence médicale, le tout a été suspendu, dans l'attente d'une enquête. «Nous avons appris tous les moyens de vous tuer sur Mars et d’empêcher ces choses-là», a déclaré à Marina Koren, Bill Wiecking, l'un des responsables du projet L'Atlantique. «Cela a donc été très précieux, car il est préférable de le faire ici, où vous pouvez aller et venir, oh ça alors, une vanne d'eau s'est ouverte et vous n'avez plus d'eau. Au lieu de sur Mars, où on dirait que vous n’avez pas d’eau, vous mourrez dans quelques jours. »Au lieu de mettre en évidence les similitudes entre nos mondes, l’expérience analogue a montré à quel point nous ne le savions toujours pas. sur la façon de fonctionner ailleurs.

Les scientifiques utilisent souvent l'île éloignée de Devon (à droite), dans la baie de Baffin, comme indicateur indirect de Mars ou de la Lune (à gauche). NASA / domaine public (lune); Anthonares / CC BY-SA 3.0 (Île Devon)

Même si les analogues nous permettent de donner un sens à l’espace, ils éclairent également la Terre. Lorsque nous nous racontons une histoire sur le cosmos, nous révélons quelque chose sur ce qui préoccupe notre propre planète à l’époque. Cela était particulièrement évident au 19ème siècle, quand Percival Lowell et d’autres astronomes, plongés sans doute dans la «folie des canaux» qui tourbillonnait autour des canaux d’Érié et de Suez, suggéraient que Mars avait été traversée par des cours d’eau artificiels creusés par une vie intelligente. «Compte tenu de ces développements, il n’est peut-être pas surprenant que Lowell et beaucoup de ses contemporains aient été assez ouverts à l’idée… que des canaux pourraient exister sur la planète la plus ressemblante du système solaire», écrit Klaus Brasch, professeur émérite de biologie à California State University, à Ciel et télescope magazine. La vue à travers le télescope reflétait quelque chose sur la vie ici sur le sol, parce que nous ne pouvions pas la perdre..

La curiosité mise à part, la plupart d’entre nous n’avons pas besoin de savoir exactement à quoi ressemblent Pluton, Mars ou la Lune. Nous n’avons pas besoin de pratiquer nos compétences pour survivre sur le terrain, car nous n’en aurons probablement jamais besoin. Si nos emplois ou nos vies ne dépendent pas de la compréhension des caractéristiques d'un monde lointain, les équivalences entre la Terre et une planète lointaine peuvent sembler être rien de moins que des pépites de futilités. Mais ils sont plus que cela: penser à un autre monde nous aide à trouver des réserves d'émerveillement cachées dans le nôtre. Les analogies nous rappellent que l’espace «est un endroit étrange», déclare Stuart. Mais "ce n'est pas si étrange, parce que c'est étrangement familier."

Mary Roach, l'écrivain scientifique et auteur de Emballer pour Mars: la science curieuse de la vie dans le vide, Elle était animée quand elle m'a parlé du reportage sur Devon Island, un autre analogue physique utilisé par les scientifiques pour simuler des missions hors du monde. Elle sautait sur un terrain accidenté et accidenté sur un terrain accidenté et isolé, alors que les équipages répétaient une expédition à deux véhicules. Les environs étaient fascinants, vastes et monochromes, avec quelques fleurs minuscules et un seul bourdon. «J'étais comme 'Yeehaw!'» Dit Roach. «C'était amusant de fouiller un VTT dans ce paysage et de se promener en se disant: je pourrais être sur la lune. C'était un peu grisant, amusant et d'une beauté frappante. »Simultanément familier et attrayant, merveilleux, agréablement étrange.