Texte en partie inspiré des documents de la
Cité des Sciences.
BREF COMPTE RENDU
«
Le grand récit de
l'univers » est la nouvelle exposition permanente de la cité des
sciences et de l'industrie. Cette dernière entraîne ses visiteurs dans une
enquête passionnante pour découvrir la généalogie de la matière, en
remontant le temps jusqu'à la formation des tout premiers atomes, voilà
13,7 milliards d'années
Cette exposition de 1900 m2 est une enquête
sur l'histoire de la matière.
Exposition sous la responsabilité technique
des célèbres astrophysiciens :
·Roland
Lehoucq
·Marc
Lachièze-Rey
·Étienne
Klein
Bien qu'ayant choisi un jour autre que
le mercredi, comme d'habitude la Cité est très courue par les
jeunes , c'est bon signe!
L'affiche de l'expo avec dans le hall
de la cité un hommage à la Deudeuche!
Dans une scénographie immersive, venez découvrir
les étapes de notre Univers, en expansion depuis plus de 13 milliards d'années…
Quel
âge a la Terre ? D’où vient la matière ? L’Univers a-t-il une fin ?
Ces questions sur les origines du monde, chacun
se les pose un jour ou l’autre.
Concernant l’Univers et son histoire, les
avancées de la science sont magistrales.
Il y a 2 000 ans, les anciens imaginaient la
Terre au centre d’un cosmos ordonné et clos. Depuis Galilée et Copernic,
les théories scientifiques se sont succédé et l’on sait aujourd’hui
que la Terre, le Soleil et même notre galaxie ne constituent qu’une
infime partie d’un Univers en expansion qui contient des milliards d’étoiles.
Présentée sur deux niveaux, le premier consacré à l’explication des origines de la
matière, le second dédié à la présentation des grandes lois physiques
qui ont permis de comprendre cette histoire, l’exposition s’appuie sur
une proposition scénographique forte, pour éclairer ce récit fascinant et
en faciliter la compréhension.
Le décor joue sur les couleurs, les matières
et les densités. Sur le parcours s’alternent des moments d’observation
à la recherche d’indices et des moments plus calmes où la mise en
perspective des informations invite le visiteur à continuer sa quête.
À
LA RECHERCHE DES ORIGINES DE LA MATIÈRE
Ici, des échantillons de roches bavardes nous
racontent leur histoire.
Elles parlent d’un temps, il y a 400 millions
d’années, où la Terre tournait plus vite qu’aujourd’hui et où une
année durait 400 jours.
Si ces échantillons permettent d’expliquer
le magnétisme, ils ne sont toutefois pas suffisants pour découvrir
l’origine de la matière. C’est alors que des chondrites, roches
extraterrestres qui n’existent pas sur Terre, viennent relancer l’enquête
Les
indices de départ sont les roches de la croûte terrestre, mémoires de
notre planète, témoins de la formation des paysages, de l’évolution
climatique, de l’apparition de la vie. Les unes (volcaniques) révèlent
la matière des entrailles de la Terre.
D’autres (sédimentaires) traduisent les
effets de l’érosion ou de la dégradation de matières organiques,
racontent les vies, les environnements et les climats du passé.
D’autres enfin (métamorphiques), témoignent
des mutations de la matière.
L’exposition donne à voir des « roches
records » : les plus voyageuses (du basalte né dans l’hémisphère Sud
voilà 65 millions d’années, expulsé récemment d’un volcan de la Réunion)
ou les plus anciennes (de microscopiques minéraux découverts au Groenland,
les zircons, vieux de 4,2 milliards d’années).
Le visiteur apprend à les dater (datation radioactive avec instrumentation).
Leur composition le renseigne sur chacun des épisodes
de l’histoire de la Terre.
Attention aussi aux apparences trompeuses. Une
vitrine montre, par exemple, trois roches, l’obsidienne, la rhyolite et le
granite.
Elles ont la même composition chimique, mais
leur couleur et leur aspect diffèrent : l’une est vitreuse, l’autre
cristalline, la dernière grenue. La raison ? Elles n’ont pas refroidi de
la même façon quand elles sont passées de l’état de magma à celui de
roche.
Puis on entre dans une salle avec différents types de météorites, ces roches
"extra terrestres" qui tombent régulièrement à la surface de
notre planète.
Leur examen minutieux montre que ces roches
extraterrestres (les chondrites notamment) sont les cousines de celles de la
Terre.
La salle des météorites.
Deux météorites exceptionnelles : à
gauche une Pallasite (mixte fer-roche) à droite une chondrite
(rocheuse) énorme découverte en Égypte.
La Terre s’est formée en même temps que le
système solaire à partir d’une matière qui existait précédemment.
Cette matière a-t-elle été fabriquée dans
les étoiles ?
Afin de prendre contact avec les étoiles, une
maquette de la Grande Ourse en perspective nous fait toucher du doigt l'illusion des constellations, en effet ce
que l'on voit qui a la forme d'un grand chariot, n'est en fait qu'une
illusion d'optique vue de la Terre. Avec cette maquette en 3D on perçoit la
position exacte des étoiles qui forme cette constellation.
Ce que l’on voit dépend du lieu où l’on
se trouve comme on le remarque sur ces deux photos des étoiles de la Grande
Ourse.
Mais la lumière des étoiles n'est pas
toujours visible à nos pauvres yeux limités de Terriens, il faut chausser
d'autres lunettes afin d'étendre notre spectre de vision.
Une salle est dédiée à la lumière au sens général
du terme et à la lumière émise par les étoiles.
Nombreuses vidéo au choix avec écran tactile
nous donnant à voir notre Galaxie sous différentes longueur d'onde.
Mais pourquoi une étoile brille-t-elle
durablement ? Grâce à des réactions de fusion nucléaire qui agrègent
des noyaux légers en noyaux plus lourds comme il nous est expliqué
clairement par de nombreuses vidéos.
On découvre aussi l’Univers d’avant les étoiles
: la lumière très discrète du fond diffus cosmologique (CMB) porte le
signal ténu de la formation des atomes primordiaux.
Remontant toujours plus loin dans le temps, on
découvre alors les premiers moments de l’Univers : il y a 13,7 milliards
d’années et des poussières, quand l’Univers
n’était rempli que d’hydrogène et d’hélium.
Un
spectacle audiovisuel invite à contempler une carte des galaxies et
explique le rôle du vide dans l’expansion de l’Univers.
Le
vide est trompeur : un petit cube
de 1cm3 à une masse différente suivant son origine.
Une étoile à neutrons a une densité de 1015
g/cm3.
Notre Soleil : 1g/cm3.
Une géante rouge : 10-5 g/cm3.
Une galaxie de milliard d'étoiles : 10-23
g/cm3!!! Plus vide que le vide!
On attaque maintenant la deuxième partie de
l'exposition (à l'étage) : les grandes lois de la physique.
LES
LOIS PHYSIQUES DE L'UNIVERS.
Toute
matière est énergie, nous enseigne la fameuse formule E = mc².
Eh bien ! elle s’applique aussi au corps
humain.
Démonstration : le visiteur place sa main sur
un pupitre.
Cette action déclenche une vidéo où
apparaissent des images aux rayons X d’un squelette de main. Des
scintillements se produisent.
Ces rayonnements traduisent un phénomène de désintégration
de certains atomes de potassium en atomes de calcium.
Au cours de cette transformation, une infime
partie de la masse du corps humain est ainsi émise sous forme d’énergie.
Plus loin, d’autres dispositifs vont
permettre au visiteur de comprendre les principes
de la relativité.
Il découvre l’invariance de la vitesse de la
lumière dans le vide. Pourquoi la matière – et l’énergie qu’elle
contient – courbe-t-elle l’espace localement et pourquoi la lumière se
propageant à proximité d’une masse, est-elle déviée par rapport à une
trajectoire rectiligne.
Pourquoi n’y a-t-il pas de temps absolu,
identique pour tous, en toutes circonstances, mais des temps relatifs,
propres à chacun des observateurs.
Le visiteur progresse ensuite dans sa compréhension
de l’Univers avec la physique relativiste, celle d’Einstein et le monde
quantique de Schrödinger.
On expose (sous grillage!) le passeport
d'Einstein.
L'expérience par la pensée du célèbre
chat de Schrödinger, qui peut être à la fois mort ou vivant!
Si vous n'avez rien compris aux anneaux
d'Einstein ainsi qu'aux lentilles
gravitationnelles, une très belle expérience nous permet de nous
rendre compte pratiquement de ces effets "loupe".
On y voit comme sur les différents clichés de
la photo les différents aspects que peut prendre une galaxie lointaine qui
passe derrière une masse important servant d'amplificateur de lumière.
Impressionnant!!
Mais
une des animations les plus intéressantes est la représentation de ces
nombreuses particules
qui traversent notre corps à chaque instant, comme dans cette
coupole aménagée où l'on apparaît sur un écran avec vision de ces
particules invisibles.
En se déplaçant sur un plateau circulaire, on
voit et on entend ces particules cosmiques qui, par myriades, traversent nos
corps, à des vitesses voisines de la lumière.
L’effet est saisissant.
On peut se voir sur un écran, où sont matérialisées
les trajectoires des muons. Le son est aussi présent.
La visite se termine par le monde des particules, ces briques qui
constituent la matière de tous les corps.
Nombre de questions restent aujourd’hui sans
réponses :
Qu’est-ce que la masse cachée ? Pourquoi y
a-t-il aussi peu d’antimatière ?
Comment remonter plus loin dans le passé de
l’Univers, avant la nucléosynthèse primordiale ?
Les chercheurs se livrent à des conjectures,
sous forme d’approches très spéculatives : grande unification, théorie
des cordes, gravité quantique...
Cette exposition recense la plupart de leurs
interrogations, leurs différentes pistes de réflexion.
On prend ainsi conscience des limites de la
science et de l’évolution de ses théories.
Ce qui est réconfortant c'est de voir que
beaucoup de jeunes s'intéressent à toutes ces interrogations comme le démontre
la photo ci-contre.
Signalons que c'est Patrick Maury qui est le
Commissaire et chef de projet de cette superbe exposition.
Beau livre illustré, 232 pages, 45 €, paru
en novembre 2007
Livre également publié en format de poche,
362 pages, 13 €, sortie le 21 février 2008 par Bénédicte Leclercq,
Laurent Jolivet, Étienne Klein, Marc Lachièze-Rey, Roland Lehoucq, préface
de Michel Serres
Editeurs : le Pommier / Cité des sciences et
de l’industrie