Le télescope et le microscope — Des progrès spectaculaires
LES télescopes des observatoires modernes sont des mastodontes en comparaison des lunettes de 44 millimètres de diamètre employées par Galilée. Ces instruments primitifs étaient des appareils réfracteurs. Une lentille convexe de belle taille montée à une extrémité de la lunette formait l’image, tandis qu’une petite lentille concave (par la suite ce fut aussi une lentille convexe) assurait son grossissement. D’une façon tout à fait remarquable, le grossissement de sa lunette (33 fois) permit à Galilée d’observer quatre lunes de Jupiter et les phases de Vénus.
Aujourd’hui, les télescopes sont équipés d’immenses miroirs concaves (leur diamètre peut atteindre six mètres) destinés à capter la luminosité des corps stellaires très éloignés. Ces instruments sont en mesure de détecter des objets dix millions de fois moins lumineux que ceux visibles à l’œil nu. C’est pourquoi on a prétendu qu’un télescope installé en Australie pourrait détecter une flamme de bougie à plus de 1 500 kilomètres.
Cependant, il convient de noter que les astronomes de notre époque se heurtent au même problème que Galilée. Celui-ci remarqua que lorsqu’on observait les étoiles (avec un appareil grossissant), elles augmentaient en nombre, mais pas en dimension. Galilée en conclut que les étoiles doivent se situer à des distances incroyablement éloignées pour demeurer de simples points de lumière sous le grossissement. Les astronomes d’aujourd’hui semblent connaître les distances qui nous séparent des objets éloignés, mais ils continuent à les voir sous forme de points lumineux, malgré les lentilles de précision et les miroirs polis dont ils disposent. Cela rejoint le constat fait par un ouvrage; nous citons: “Si vous observiez une étoile dans le plus grand télescope du monde, vous la verriez comme un point minuscule, sans diamètre apparent. Aucun instrument actuel ne permet de “grossir” une des étoiles parce qu’elles sont toutes fantastiquement éloignées.” — Le ciel de vos vacances, Collection ciel et espace, Hachette.
Cela n’empêche pas les astronomes d’essayer de voir les étoiles de plus près. La NASA (Agence spatiale américaine) envisage pour 1986 le lancement d’un grand télescope spatial qui sera mis sur orbite au delà du voile atmosphérique. Les scientifiques estiment qu’il détectera des objets 50 fois moins lumineux que ceux observés depuis la terre.
Par bonheur, il existe d’autres moyens de ‘voir’ l’univers. Dans un passé récent, on a découvert que certains corps célestes émettent des ondes radioélectriques. Lorsque ces signaux parviennent sur terre, il arrive que leur puissance n’excède pas un picowatt (10-12). Des radiotélescopes géants ont donc été construits pour capter et amplifier ces signaux, de sorte que les astronomes ont pu observer les quasars, les pulsars et d’autres phénomènes fascinants.
Les astronomes ne passent plus de longues heures les yeux rivés sur l’oculaire d’un télescope comme le fit Galilée. L’Encyclopædia Britannica en fournit la raison: “La presque totalité de la recherche astronomique est effectuée par des moyens photographiques et photoélectriques plutôt que par l’observation visuelle (...). Il est possible de photographier des objets de plus faible magnitude [éclat] que ceux visibles en mettant l’œil à l’oculaire. Une plaque photographique peut renfermer une moisson d’informations (...): un million d’images d’étoiles et cent mille images de galaxies.”
Les scientifiques réalisent des prouesses avec ces photographies. Une revue (Ciel et télescope [angl.]) a expliqué qu’une technique, l’interférométrie des tachetures, peut faire apparaître les disques de certaines super-géantes rouges alors que les autres étoiles, même celles qui sont les plus proches, demeurent de simples points lumineux.
L’étoile la plus proche du soleil, quand on la voit à l’œil nu, devient triple quand on l’observe au télescope. L’une est Proxima Centauri. Les deux autres forment un couple d’étoiles ou étoile double qui tournent l’une autour de l’autre avec une période de quatre-vingts ans pour décrire un tour complet; on les connaît sous le nom d’Alpha du Centaure. À l’exception du soleil, ces trois étoiles sont celles qui sont les plus proches de nous. Pourtant, elles se trouvent à 4,3 années-lumière (plus de 40 billions de kilomètres) de la terre! Aussi peut-on lire dans l’ouvrage Astronomy (angl.): “Si le soleil était représenté par l’un des points de cette page, l’étoile voisine la plus proche du soleil, l’étoile double Alpha du Centaure, serait représentée (en conservant la même échelle) par deux points situés à 16 kilomètres du premier.”
Aux environs du pôle céleste austral apparaissent deux amas nuageux. Au quinzième siècle, les navigateurs portugais les appelaient les Nuages du Cap. Par la suite, on leur donna le nom du célèbre explorateur Fernand de Magellan. Avec le télescope, on a découvert que ces deux Nuages sont des galaxies de grande taille indépendantes de notre galaxie. À lui seul le Grand Nuage de Magellan contiendrait cinq milliards d’étoiles.
L’homme revient ainsi à son point de départ. Bien que son télescope ait mis au rebut les notions empreintes de superstitions relatives à l’univers, l’homme se retrouve néanmoins les yeux tournés vers le ciel avec un sentiment d’effroi mêlé de respect.
Voir le monde caché
Le monde de l’infiniment petit est lui aussi fascinant. Animé par une curiosité insatiable, Van Leeuwenhoek observa tout ce qu’il parvenait à placer sous sa lentille. Un jour, il prit un peu de sa salive et l’examina au microscope. À sa grande surprise, il vit “de très nombreux animalcules [animaux microscopiques] en mouvement”. En 1683, il envoya une description (accompagnée d’un dessin) de ces bactéries buccales à l’Académie des Sciences de Londres. Plus tard, Van Leeuwenhoek eut ces mots: “Qui dirait qu’il y a plus d’animaux vivants dans une bouche qu’il n’y a d’hommes dans tout un royaume?” Selon des estimations plus récentes, il y aurait des milliards de microorganismes vivants dans la bouche d’un individu.
Les scientifiques qui scrutent ce monde caché ont fait des découvertes qui auraient laissé pantois ce chercheur néerlandais. Aujourd’hui, ils peuvent voir par exemple qu’une seule goutte de sang peut contenir 35 millions de globules rouges. Chacun des globules peut contenir à son tour plus de 280 millions de molécules d’hémoglobine. “Imaginez le travail que représente l’organisation des 10 000 atomes composant une seule molécule d’hémoglobine”, a souligné le professeur Coppedge dans son livre L’évolution: possible ou impossible? (angl.).
Les microorganismes — bons ou mauvais?
Beaucoup d’entre nous éprouvent de la répugnance à l’idée du mot germes. Et il est vrai que certains microorganismes engendrent la maladie et la mort. Cependant, un tel phénomène apparaît comme une exception plutôt que comme une règle.
Aimez-vous le lait? Saviez-vous que l’estomac d’une vache contient des milliards et des milliards de microorganismes qui lui permettent de digérer le fourrage et de produire du lait? Des germes inoffensifs sont aussi installés dans les intestins d’un humain. C’est pourquoi on lit dans l’ouvrage Éléments de microbiologie, (angl.): “De nombreuses bactéries de l’intestin peuvent synthétiser les principales vitamines B, ainsi que les vitamines E et K. Cette production de vitamines comble pour une part les besoins en vitamines de l’organisme.”
Ces microorganismes minuscules assurent un service d’hygiène efficace. Ludovici, un auteur scientifique, n’hésite pas à écrire: “Si les microbes ne se chargeaient pas des déchets et des substances mortes, ceux-ci finiraient par occuper un tel volume que nous mourrions par manque de place. Il n’est pas du tout exagéré de dire que notre existence dépend des microbes, d’un monde invisible perçu seulement au microscope.”
Un équipement élaboré offre aux biologistes une vision encore plus précise des microorganismes. Eux aussi sont étonnamment complexes. Certains microorganismes possèdent un flagellum ou fouet vibratile. L’œil collé au microscope, il est captivant de les voir s’élancer en direction d’une goutte d’eau. Une espèce de bactérie (Spirillum serpens) est munie de plusieurs queues animées d’un mouvement de rotation semblable à celui d’une hélice (leur vitesse de rotation atteignant 2 400 tours/minute). Et si ce ‘sous-marin de poche’ doit changer de direction, il se contente d’inverser son sens de fonctionnement.
Les microscopes — la gloire de la technique
Les instruments conçus par Van Leeuwenhoek pouvaient assurer un grossissement de 250, voire plus, ce qui constituait déjà un résultat exceptionnel. Aujourd’hui, les microscopes optiques assurent un grossissement voisin de 1 000. “La mouche commune grossie à la même échelle atteindrait neuf mètres de long”, explique le manuel Éléments de microbiologie, déjà cité.
L’année 1931 vit l’invention du microscope électronique. La projection d’un faisceau d’électrons sur un objet permet de produire une image visible sur laquelle le grossissement de l’objet peut atteindre un million. Cette technique présente un handicap: on ne peut l’appliquer à l’étude de spécimens vivants. Un nouvel instrument qui associe les techniques du microscope optique, de la caméra de télévision et de l’informatique, autorise désormais les scientifiques à observer l’activité biologique des cellules vivantes. À ce sujet, le New York Times a précisé: “On a pu observer des microfilaments d’une épaisseur de 200 angstrœms (deux millionièmes de centimètre) qui assurent en même temps le transport de particules de nourriture et de déchets dans des directions opposées.”
On voit donc que les télescopes et les microscopes sont des instruments puissants. Ils ont donné à l’homme un extraordinaire pouvoir de pénétration sur le monde et sur l’univers. Or, cette acuité nouvelle a-t-elle accru ou bien a-t-elle proscrit le besoin de foi?
[Entrefilet, page 4]
La Voie lactée, notre galaxie, compterait 200 amas globulaires, chacun d’eux étant composé de milliers, voire de centaines de milliers d’étoiles.
[Illustration, page 5]
Les télescopes ont révélé l’existence d’un univers rempli de milliards de galaxies, chacune d’elles comptant des milliards d’étoiles.
[Illustrations, page 6]
Une goutte de sang contient des millions de globules rouges; chaque globule renferme des millions de molécules d’hémoglobine, chaque molécule comptant 10 000 atomes.
Des milliards de microorganismes peuvent tenir dans une cuillerée de terre.
[Illustration, page 7]
Le flagellum de cette bactérie microscopique tourne comme une hélice. Certains flagelles atteignent une vitesse de l’ordre de 2 400 tours/minute.