Pour le curieux qui découvre le ciel, cet événement sera l’occasion de repérer facilement un amas incontournable du ciel d’hiver. Ce magnifique spectacle sera animé par deux acteurs bien différents.

La Lune

La Lune est l’astre céleste le plus proche de la Terre. Elle est bien banale pour la plupart des êtres humains. C’est une erreur. La Lune et la Terre ont une histoire commune, née d’une rencontre cataclysmique. Selon la théorie la plus en vogue, quelques dizaines de millions d’années après sa formation, la Terre aurait été percutée par un objet appelé Théia de la taille de Mars. La violence du choc aurait pulvérisé Théia et arraché une petite partie du manteau terrestre. Le nuage de matériaux résultant de cet impact se serait mis en orbite autour de la Terre, puis condensé pour former la Lune. Ce scénario est l’un des seuls capables de justifier deux anomalies de la Lune par rapport à tous les autres satellites planétaires : son diamètre anormalement élevé (environ 27 % du diamètre terrestre lorsque les autres satellites représentent moins de 5 % du diamètre de leur planète hôte) et son orbite très proche de la Terre, en moyenne à 400 000 km. Cette proximité nous permet de voir à l’œil nu la surface d’une petite planète rocheuse. La chose n’est donc pas banale. Dernière précision : cette proximité a stabilisé l’axe de rotation de la Terre, et provoqué le phénomène des marées, deux éléments qui ont pu aider à l’apparition de la vie.

Les Pléiades

Les Pléiades sont un amas ouvert constitué par une association d’environ 3 000 jeunes étoiles qui se sont formées ensemble il y a un peu plus de 100 millions d’années. Si cet âge peut paraître vénérable pour un homme, on rappellera que le Soleil a déjà vécu un peu plus de 5 milliards d’années et qu’il lui en reste autant à vivre. Situé à environ 440 années-lumière du Soleil, l’amas couvre environ 2° dans le ciel (4 fois le diamètre lunaire) et un œil humain peut distinguer entre 7 et 12 étoiles pour les plus aguerris. Point n’est besoin d’un gros télescope pour admirer ce bijou stellaire : les Pléiades sont absolument splendides dans de simples jumelles.

En tournant en environ 28 jours autour de la Terre, la Lune nous montre une portion de sa surface plus ou moins éclairée par le Soleil : ce sont les phases de la Lune. En ce mardi 1^er avril 2025, la dernière nouvelle lune ayant eut lieu le 29 mars 2025, notre satellite sera visible sous la forme d’un très fin croissant penché vers les lueurs du couchant. La Lune commencera à être visible environ 30 minutes après le coucher de Soleil. Elle sera à ce moment-là à 35° au-dessus de l’horizon ouest, donc encore très haute dans le ciel. Un degré (2 fois son diamètre) la séparera encore des Pléiades situées plus au nord (en haut à gauche). Dès ce moment aux lueurs du couchant, la Lune traversera l’amas et occultera la plupart de ses étoiles principales. Electra sera éclipsée la première, vers 22 h 53 TLF depuis Paris. Atlas le sera en dernier, mais à ce moment les Pléiades pourraient déjà être couchées, selon de votre lieu d'observation.

Ce spectacle aura un grand intérêt pour tout observateur, celui de mettre en évidence deux mouvements bien distincts de la mécanique céleste :

• Le premier sera la simple rotation de la Terre sur elle-même en 24 heures par rapport au Soleil et qui verra les acteurs se rapprocher lentement de l’horizon, puis se coucher. C’est l’un des mouvements les plus connus, puisque c’est celui qui provoque le mouvement du Soleil dans le ciel.
• Le mouvement de la Lune par rapport aux Pléiades sera beaucoup plus intéressant. On a compris dans le texte ci-dessus que la Lune traversera l’ensemble de l’amas. Ce mouvement est dû à la rotation de la Lune autour de la Terre en environ 28 jours. Lorsque la Lune est haute dans le ciel et située dans une région pauvre en étoiles, elle nous paraît immobile et semble simplement accompagner les étoiles d’est en ouest. Or, elle est bien douée d’un mouvement, certes lent, mais vrai, par rapport aux étoiles : celui de son mouvement autour de la Terre qui la fait bouger devant les étoiles. Cette conjonction du 1^er avril est une belle occasion de constater ce mouvement au fil des minutes, puisque l’arrière-plan devant lequel se meut la Lune sera parsemé des étoiles très rapprochées au sein des Pléiades.

Que verra-t-on ?

Les deux astres seront à rechercher assez haut dans le ciel au-dessus de l’horizon ouest 30 minutes après le coucher du Soleil.

Si le phénomène sera bien sûr observable à l’œil nu, il sera beaucoup plus intéressant et esthétique à observer dans de petits instruments : jumelles ou petite lunette astronomique seront idéales, car elles offriront un champ large permettant d’admirer le lent rapprochement. L’événement étant relativement long, il sera plus aisé et confortable si les jumelles sont installées sur un pied. De même, pour l’occultation des étoiles principales, un instrument – lunette ou petit télescope – sur une monture est souhaitable, car bien plus stable et permettant un suivi, qui, même s’il est manuel, sera suffisant.

Le phénomène ravira les astrophotographes qui auront l’occasion de multiplier les très beaux clichés, que ce soit avec des téléobjectifs (image grand champ) ou au foyer de leur lunette ou télescope (image resserrée).

Pensez à nous envoyer vos photos !

Le 2 mai, Vesta se trouvera à l’opposé du Soleil par rapport à la Terre. On dit alors qu’il est à l’opposition avec le Soleil. Cela se produit en moyenne tous les 504 jours, et c’est alors le meilleur moment pour l’observer, car il apparaît au maximum de son éclat.

Un astéroïde au bout des jumelles

Parmi les corps de la ceinture d’astéroïdes, seuls Vesta et Cérès atteignent régulièrement une magnitude visuelle inférieure à 7 (et bien plus rarement, Pallas et Iris), les rendant alors aisément observables. Bien que Vesta, avec 525 km de diamètre moyen, soit plus petit que Cérès, sa surface plus réfléchissante – 4,7 fois plus réfléchissante dans le visible – et son orbite plus proche du Soleil lui confèrent une magnitude plus intense en moyenne.

Ce printemps, Vesta sera particulièrement brillant avec un pic de magnitude à 5,7 ; cela permettra de le voir avec de simples jumelles, même en agglomération urbaine, et peut-être même à l’œil nu pour ceux qui observent sous un ciel sombre !

Opposition ou distance minimale ?

Pour être précis, ce n’est pas exactement lors de l’opposition que Vesta sera à sa plus petite distance de la Terre. En effet, l’opposition est atteinte lorsque, vue depuis la Terre, la direction de Vesta projetée dans l’écliptique est opposée à celle du Soleil. Certes, sur un schéma simplifié du Système solaire où les orbites sont circulaires et dans le même plan, cela correspondrait aussi à la situation à laquelle Vesta et la Terre sont au plus proche. Mais en réalité, non seulement les deux orbites sont légèrement elliptiques, mais l’orbite de Vesta est également inclinée de 7,1° par rapport à celle de notre planète.

Nos éphémérides prédisent une opposition le 2 mai à 6 h 28 UTC, tandis que Vesta passera au plus proche de la Terre trois jours plus tard, le 5 mai à 19 h 17 UTC, à une distance de 1,18 au.

Quand et où observer Vesta ?

Pour le repérer facilement, privilégiez une nuit autour de l’opposition du 2 mai dans une fenêtre d’un mois autour de cette date, durant laquelle sa magnitude sera inférieure à 6. Attention cependant à la pleine lune qui pourrait vous empêcher de trouver Vesta vers la fin de cette fenêtre, les nuits des 11, 12 et 13 mai.

Comme tout objet à l’opposition, il sera visible toute la nuit : vers l’est en début de nuit, pour ensuite monter en élévation vers le sud dans l’hémisphère nord (ou vers le nord dans l’hémisphère sud), puis vers l’ouest avant l’aube.

En avril et mai, on le trouvera entre les constellations de la Vierge et de la Balance. Comme c’est le cas pour la planète Mars, Vesta est rétrograde lors de son opposition : pendant ces deux mois, il se déplacera de la Balance vers la Vierge, c’est-à-dire dans le sens contraire au mouvement moyen observé dans l’écliptique pour le Soleil, la Lune et les planètes. En avril et mai, il se déplacera de 30 arcsecondes par heure en moyenne.

Vesta reste trop éloigné de nous ou trop petit pour pouvoir résoudre sa forme avec du matériel amateur : son diamètre angulaire restera inférieur à 0,7 arcseconde. Pour référence, la résolution d’un œil humain descend jusqu’à environ 60 arcsecondes, et le grossissement d’un télescope amateur, limité par la qualité du ciel, peut permettre de résoudre des angles d’environ 1 arcseconde. Vesta a alors l’apparence ponctuelle d’une étoile, quoiqu’un peu moins scintillante : le terme astéroïde signifie d’ailleurs « semblable à une étoile ». Heureusement, une carte du ciel et des jumelles permettent de le distinguer des étoiles environnantes en identifiant « l’étoile » du champ apparent qui ne figure pas sur la carte.

Lire le 3^e épisode : « Temps sociétaux, temps mesurés – III »

Cette mesure a très vite permis d’organiser la société. Pour cela, les hommes ont créé des dispositifs de plus en plus ingénieux pour mesurer le temps à l’aide de phénomènes physiques bien choisis. Les liens entre la mesure du temps et l’astronomie sont d’ailleurs des plus anciens. C’est pour cette raison que la mesure du temps et la mesure de l’espace ont souvent été regroupées dans les observatoires astronomiques. Et cette intrication de l’espace et du temps est encore plus prégnante dans le cadre de la théorie de la relativité d’Einstein. Ce feuilleton est donc dédié à la mesure du temps, à la suite de celui consacré à la mesure du ciel.

Nous vous invitons à voir et à écouter cet entretien au cours duquel Christophe Le Poncin-Lafitte et Alain Cirou abordent ensemble des sujets aussi larges que les équinoxes, le lancement à venir de la mission ACES-PHARAO, la nécessité de précision, les travaux de l’équipe Histoire des sciences, ainsi que les différents domaines de recherche du LTE.

Apprendre et penser les sciences dans l’enseignement et la formation

Le monde contemporain doit relever de nombreux défis qui nécessitent un regain d’intérêt pour les métiers scientifiques, en particulier de la part des femmes. Ils requièrent également l’acquisition, par tout citoyen, d’une culture scientifique qui lui permette de penser et d’agir dans des contextes variés. Parmi les leviers envisagés pour l’enseignement des sciences par les textes ministériels français relatifs aux réformes de ces vingt dernières années figure l’introduction de l’histoire des sciences et d’éléments de nature épistémologique. Les attendus institutionnels de cette introduction restent peu explicités et opérationnalisés.

Ce volume vise à participer au développement, en France, de travaux sur l’introduction de l’histoire des sciences et de l’épistémologie dans l’enseignement et la formation scientifique (amplement documentée à l’étranger), tout en apportant un regard critique. Il discute des enjeux éducatifs et sociétaux de cette introduction et des questions qu’elle soulève quant aux objectifs d’apprentissage à poursuivre et des stratégies à mobiliser en classe, ainsi que des méthodologies de recherche à mettre en œuvre.

La réflexion est conduite dans le cadre d’un champ disciplinaire donné, la physique. Différents thèmes au programme d’enseignement du secondaire ou du début du supérieur (la vision, le principe d’inertie, le mouvement des planètes, le temps en mécanique relativiste, la dynamique des fluides) sont abordés. Divers objectifs d’apprentissage (appropriation des concepts scientifiques, raisonnement des élèves, représentations de la/des science(s), pensée critique) et deux stratégies d’enseignement (implicite et explicite) sont envisagés.

Les didacticiens, historiens et épistémologues des sciences réunis ici proposent des regards croisés et complémentaires, conduisant à simplifier ou au contraire à enrichir le discours historique, selon les objectifs d’apprentissage visés. Ils montrent ainsi la fécondité d’une réflexion interdisciplinaire.

Les éléments d’histoire des sciences convoqués nous révèlent une science plurielle, fondée sur un arrière-plan théorique qui n’échappe pas à un certain contexte socioculturel, contrainte par les ressources théoriques et techniques disponibles et se développant au travers des interactions entre scientifiques qui appartiennent à des communautés différentes. Les scientifiques apparaissent eux aussi pluriels, diversement attachés aux valeurs qui imprègnent les pratiques épistémiques de leur communauté et mobilisant des stratégies diversifiées sur le plan théorique et expérimental. Les enseignants sont invités, d'une part, à introduire l’histoire des sciences dans leur enseignement afin, entre autres, de remettre en question la vision naïve de la primauté des observations sur la théorie, et, d'autre part, à prendre conscience de l’existence de valeurs et de la charge théorique des observations, du rôle que joue l’expérience dans la construction des théories et des modèles, de la diversité des processus créatifs, ainsi que des liens entre sciences et sociétés.

Lire l’ouvrage sur le site de La Maison des Sciences de l’Homme Paris-Saclay.

Lettres à Einstein

La figure d’Einstein est devenue un véritable mythe qui éclipse sa personne. Pour le retrouver, avec son génie et ses failles, il faut conjuguer tous les points de vue possibles : scientifique, philosophique, historique, biographique, politique…

C’est la gageure que relève ce recueil de lettres fictives, qui abordent les multiples facettes de l’homme, de sa pensée et de sa vie, sans hésiter à en proposer des visions délibérément personnelles.

Le portait d’Einstein ainsi dessiné offre en même temps des pistes de lecture et un panorama de ses idées à un large lectorat.

Présentation de l’ouvrage sur le site web des éditions Thierry Marchaisse.

L’opération Temps du ciel, Temps des hommes a pour ambition de donner à voir, à s’émerveiller, à comprendre les grandes étapes, découvertes, avancées scientifiques et technologiques qui ont conduit les hommes à « maîtriser » le temps jusqu’à en faire la grandeur physique qu’on sait mesurer avec la plus grande précision. L’opération s’adresse au grand public ; cependant, une attention particulière est portée pour proposer des actions et animations à destination des publics jeunes : collégiens, lycéens, étudiants, enfants en temps de loisirs.

Synopsis de l’exposition Temps du ciel, temps des hommes

D’abord un enjeu de survie quand elle devait rythmer les semailles et les récoltes ou donner l’heure des rites et des prières, la maîtrise du temps a été une quête permanente des civilisations humaines. La volonté de suprématie des puissances maritimes en a fait un enjeu stratégique et économique. Avec le développement des échanges internationaux et le progrès des transports, le temps a cessé d’être local pour s’uniformiser à l’échelle de la planète entière. À l’aube du XX^e siècle, il a même cessé d’être absolu : il peut se dilater. Sans la maîtrise de cette singulière propriété du temps, il serait impossible de synchroniser les horloges des systèmes de géolocalisation par satellite, de gérer les télécommunications ou les transactions bancaires.

À l’origine, les instruments mis en œuvre pour déterminer « l’heure qu’il est » étaient bien rudimentaires : gnomons (simples bâtons fichés au sol) ; certains témoignent d’une incroyable expertise : cadrans solaires, astrolabes. Pendant des siècles, les hommes ont véritablement lu le temps dans les mouvements apparents du Soleil et des étoiles. Les derniers instruments utilisés à cette fin furent les lunettes méridiennes avant qu’on ne se rende compte que la rotation de la Terre sur elle-même, jusque-là utilisée comme « horloge de référence », n’était pas aussi uniforme qu’espéré. Au milieu du siècle dernier, les physiciens ont pris la relève des astronomes pour la fabrique du temps en mettant en œuvre des horloges atomiques de plus en plus précises (moins d’une seconde de dérive en un milliard d’années).

L’exposition donnera à découvrir les objets emblématiques de la détermination du temps et de sa conservation, et mettra le public en situation de les comprendre, voire de les utiliser : clepsydres et sabliers, pendules, horloges mécaniques, horloges à quartz, horloge atomique.

Cette horloge est un exemple d’horloge à césium commerciale de type HP5071A qui a participé aux calculs du Temps atomique français TA(F) et du Temps atomique international TAI pendant de nombreuses années. Le tube à césium devait être régulièrement changé, typiquement tous les cinq ans. Ces horloges étaient intercomparées localement entre elles (au LTE) ainsi qu’à distance par des méthodes satellitaires. Aujourd’hui encore, le LTE est en charge de la réalisation du Temps légal français généré par une vingtaine d’horloges HP5071A réparties dans une dizaine de laboratoires français. Il participe également au calcul du TAI (environ 400 horloges dans le monde). Il réalise l’échelle UTC(OP), obtenue depuis 2012 grâce à un maser à hydrogène et aux données des fontaines atomiques du laboratoire. Cette échelle de temps sert de pivot de comparaison des horloges françaises pour le calcul du TAI, réalisé par le Bureau international des poids et mesure (BIPM) à Sèvres.

Une information plus exhaustive sera fournie dans le livret-guide de l’exposition qui suggérera un itinéraire de visite entre posters, objets historiques et maquettes.

Des astronomes professionnels ou chercheurs spécialistes des sciences et techniques liées au temps seront invités pour donner des conférences à destination du grand public à trois reprises. À chaque fois, ils donneront également une conférence à l’intention de lycéens (notamment élèves de seconde) ou d’étudiants. Cette façon de faire, depuis longtemps éprouvée par le GAQ, plaît beaucoup aux conférenciers qui sont très motivés pour faire passer leur métier et leur passion à un public jeune en quête d’orientation, et aux élèves comme en témoignent la richesse des échanges suscités.

Les visites accompagnées

Des visites accompagnées de l’exposition seront proposées de façon à en faire découvrir les éléments de façon plus approfondie et permettre la manipulation d’objets et leur mise en situation.

Les ateliers jeune public

Plusieurs ateliers adaptés au jeune public seront préparés. Ils pourront être suivis sur réservation par des classes complètes ou des enfants en centre de loisirs. Il s’agira de construire des objets emblématiques de la mesure du temps et de découvrir leur fonctionnement et leur utilisation.

Le parrainage de l’Andra

En quoi la notion de temps occupe-t-elle une place privilégiée dans les missions de l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Andra) ? La notion de temps est primordiale dans la démarche de l’Andra qui a pour mission de conserver et transmettre les principales données sur le stockage des déchets radioactifs aux générations futures. Son parrainage s’inscrit pleinement dans les réflexions de l’Andra sur la préservation et la transmission de la mémoire, la sauvegarde du patrimoine ainsi que sur la diffusion de la culture scientifique et technique.

Cette machine de haute technologie est l’une des rares au monde à pouvoir numériser des plaques photographiques avec une précision inférieure au micron (un millième de millimètre). L’objectif in fine est de produire des images numériques de précision maximale pour pouvoir tirer toutes les informations astronomiques utiles de ce type de support.

Initialement créé pour assurer la suprématie de la marine britannique en mer, l’Observatoire royal de Greenwich est aujourd’hui un musée. Il n’en reste pas moins à la tête d’un patrimoine astronomique conséquent. Entre autres choses, plus d’une centaine de malles contenant chacune des centaines de plaques photographiques du ciel sont secrètement gardées. Or, ce patrimoine historique intéresse désormais les astronomes, tant britanniques que français. En effet, la numérisation de ces plaques alliée aux techniques informatiques modernes doit permettre d’obtenir des mesures des astres avec une bien meilleure précision que cela n’était possible à l’époque de leur première utilisation.

Si la machine NAROO est en service depuis 2019, l’arrivée des plaques de l’Observatoire royal de Greenwich est une étape importante. Tout d’abord, certaines plaques ont plus d’un siècle et portent des découvertes majeures, comme la première observation en 1908 de Pasiphaé (une lune de Jupiter). D’autre part, les modèles dynamiques des systèmes de satellites naturels développés au LTE vont pouvoir bénéficier de ces nouvelles données.

Disposer d’observations photographiques si anciennes et bien conservées permettra de tester la qualité du catalogue astrométrique Gaia, voire de mettre en lumière certaines imperfections de celui-ci qui pourront être prises en compte durant la réalisation des futurs catalogues.

Le satellite européen Gaia, en orbite depuis fin 2013, observe l’ensemble de la voûte céleste pour réaliser une cartographie complète de celle-ci avec une précision pouvant atteindre 10 microarcsecondes (quelques milliardièmes de degré).

L’analyse des positions observées de plusieurs milliers d’étoiles aidera aussi à tester la précision de ce catalogue sur les objets du Système solaire. Pour cela, il faudra comparer la position prévue par Gaia pour un corps un siècle plus tôt, comme une lune de Jupiter par exemple, avec la position effective de ce corps que l’on connaît grâce aux plaques. Si une différence est constatée, le programme de calcul pourra être ajusté.

Enfin, l’arrivée de ces plaques photographiques rappelle l’importance de la machine NAROO au niveau international via la renommée de l’Observatoire royal de Greenwich et la richesse de sa collection de plaques.

Néanmoins, plusieurs défis seront à relever rapidement. En premier lieu, le prêt de ces plaques photographiques est limité dans le temps. Ainsi, l’équipe NAROO n’a que six mois pour numériser l’ensemble des 2 500 plaques photographiques. Le plus difficile sera l’analyse de l’ensemble de ces plaques pour fournir des données scientifiques d’une précision inégalée pour cette époque (première moitié du XX^e siècle).

Les premiers résultats sont attendus pour la rentrée 2025, l’équipe NAROO faisant le maximum pour que la série des plaques de Philibert Jacques Melotte (le découvreur de Pasiphaé) soit entièrement analysée.

Nous reviendrons donc vers vous le moment venu.

Depuis Saint-Gilles Croix-de-Vie (Vendée)

« J’ai fait ces deux photos sans trop de préparation, il avait gelé et on a dû gratter la voiture un bon quart d’heure avant d’aller à la plage. On est donc arrivé un peu en retard sur notre planning, il faisait un petit degré avec un petit vent bien frais… Les deux photos ont été prises depuis la grande plage de Saint-Gilles Croix-de-Vie. La première à 7 h 02 min 41 s (heure du boîtier de l’appareil photo) et la seconde à 7 h 09 min 21 s. Les deux photos sont traitées avec le logiciel Digital Photo Professional 4. »

Depuis le mémorial de Thiepval (Somme)

Depuis Saint-Dolay (Morbihan)