Quand j'étais enfant, mon père me récupérait après l'école.
J'avais environ 11 ans, c'était à Genève, en Suisse.
On traversait la ville en voiture
jusqu'au site qui gère aujourd'hui le Grand collisionneur de hadrons
et qu'on nommait encore Centre Européen pour la Recherche Nucléaire.
C'est là qu'a été découvert le boson de Higgs, il y a quelques années.
J'y ai connu Rafael Carreras, un excellent enseignant,
qui donnait un cours hebdomadaire,
dont le titre était : « Science pour tous ».
Des personnes de tous horizons assistaient à ses cours :
des écoliers, des concierges du CERN, des professeurs, des femmes au foyer...
Des gens tous différents, et certains en sacrifiaient leur pause de midi,
parmi ceux qui travaillaient.
Deux choses me frappaient à propos de ces cours.
Premièrement, personne n'y assistait par bénéfice personnel.
Il n'y avait ni honneurs ni rémunérations à la clé.
On allait au cours juste parce qu'on s'y intéressait.
Je trouvais ça merveilleux, et je me suis dit, dans un déclic,
que dans la vie, il valait mieux poursuivre ses intérêts,
plutôt que de passer par l'ennuyant, pour atteindre l'intéressant.
Qu'on pouvait brûler certaines étapes. (Rires)
Deuxièmement, le Dr Carreras nous encourageait constamment.
Je lui posais souvent des questions.
Il ne m'a jamais considéré comme un simple enfant.
Il n'y avait pas de questions bêtes.
Vous pouviez lui demander n'importe quoi,
on en apprenait toujours.
J'adorais cet environnement.
Ça m'a ouvert la voie qui m'a mené jusqu'ici,
en tant que scientifique professionnel, devant vous.
Encore plus tôt,
mon père me lisait les histoires de Winnie l'Ourson.
Voici une image de Winnie et de Porcinet
sur les traces de l'Éfélant.
L'Éfélant est une créature très rare et très surprenante,
que sûrement personne n'a jamais vue.
Mais ils tiennent une preuve indirecte qu'elle existe,
à savoir des empreintes dans la neige.
Et ça les encourage.
En poussant leur travail plus loin,
ils trouveront peut-être cette chose.
La différence principale entre moi et Winnie sur cette image,
c'est qu'il regarde en bas, alors que mon job est de regarder en haut.
En tant que scientifiques (c'est le sujet de cette conférence),
nous traitons de la recherche des premières étoiles
et galaxies formées après le Big Bang.
Ce sont des objets rares et surprenants, qui diffèrent beaucoup
des étoiles et galaxies observables aujourd'hui.
Mais nous pensons qu'ils existent.
Des preuves indirectes nous mettent sur la voie.
Alors ça vaut la peine de se lancer dans cette quête.
Je vous ai raconté ces deux anecdotes, peut-être certains aspects de ma vie
pour vous donner l'idée d'une chronologie.
Je suis là, à contempler mon passé,
comme nous le pouvons tous, jusqu'à ma naissance,
et à observer des moments clés, qui ont fait ma vie.
Ce qui est fascinant est que cette idée vaut aussi pour l'Univers.
L'Univers est donc né du Big Bang.
On ignore en partie ce qui a fait « bang » et comment,
bien qu'on en sache plus depuis quelques semaines,
d'après l'actualité scientifique.
En revanche, on connaît l'instant t du Big Bang.
On sait qu'il correspond à la création de l'espace-temps.
Matière et lumière sont apparues il y a 14 milliards d'années.
On connaît le chiffre exact avec 1 % de marge d'erreur.
Je me projetais dans mon passé, au début de cette présentation :
on peut en faire de même en astronomie,
car la vitesse de la lumière est finie.
Donc, quand on regarde le ciel,
on regarde en fait vers le passé.
Dans beaucoup de cas, c'est assez insignifiant.
Pour la Lune, ce passé n'est que de 2 secondes.
On voit toujours la Lune telle qu'il y a 2 secondes.
De là, c'est le temps que met la lumière pour atteindre la Terre.
Pour les étoiles que vous voyez
si vous allez dans le désert, loin de la ville,
ça peut être quelques milliers d'années.
Vous les voyez telles qu'il y a des milliers d'années.
Quant à l'objet le plus lointain visible à l'œil nu,
la galaxie d'Andromède,
dont voici une image prise par télescope,
elle paraît telle qu'il y a 2,4 millions d'années.
Sa lumière a donc mis 2,4 millions d'années pour vous parvenir.
Vous pouvez voir cet objet, même sans l'aide d'un télescope.
Pour savoir à quoi il ressemble maintenant,
il vous faudrait encore attendre 2,4 millions d'années.
(Rires)
L'histoire de l'astronomie correspond à celle du développement des télescopes
et des technologies permettant de sonder l'espace encore plus loin,
de voir encore plus d'objets lointains et remarquables.
Voici à l'image un objet appelé « amas de galaxies »,
fait de milliers de galaxies similaires à la Voie lactée.
Il est si éloigné qu'il paraît tel qu'il y a 250 millions d'années environ.
Il y a alors 250 millions d'années,
se trouvait ici une profonde mer intérieure.
On le voit dans les calcaires de Kaibab, déposés au Red Rock Canyon,
présents aussi le long du Glen Canyon, jusqu'à Lee's Ferry.
Ces indices démontrent que cette région était bien différente dans le passé.
Il n'y avait pas de désert, mais une mer.
Même si elle-même n'est pas visible,
on en a la preuve indirecte : les roches.
Tandis qu'ici, nous voyons les choses
telles qu'elles étaient il y a 250 millions d'années.
J'ai donc tracé une ligne du temps sur ces diapositives à propos du Big Bang.
La flèche verte indique le moment où la Terre s'est formée.
La Terre est donc venue s'ajouter assez récemment à l'Univers.
Sa vie ne représente que le tiers de celle de l'Univers.
Aux deux tiers, le système solaire n'existait pas encore.
Alors, jusqu'où dans le passé la technologie nous permet-elle de voir ?
J'ai ajouté à l'image un petit carré rouge,
qui indique le champ optique
du meilleur instrument jamais construit dans ce but,
et dont vous devez avoir entendu parler : le télescope spatial Hubble.
Le télescope Hubble possède un champ de vision très étroit.
Autrement dit, il capture une à une de très petites images du ciel,
dont la taille représente un centième de celle de la Lune.
C'est comme regarder un grain de sable tenu au bout de votre bras.
C'est une très petite région du ciel.
Pour interroger le passé, les chercheurs ont eu l'idée
de photographier le ciel
en l'espace de deux semaines, pour observer une de ses régions.
L'idée géniale : observer une région banale du ciel,
une région qu'on croirait a priori sans intérêt,
dans le seul but de voir ce qui s'y cache.
Et ce qu'on y a trouvé était exceptionnel.
Voici une des images les plus célèbres en astronomie :
le champ ultra-profond de Hubble.
Dans une zone plus petite que la taille d'un grain de sable,
on peut compter dix mille galaxies.
Ce ne sont pas des étoiles de la Voie lactée,
mais des galaxies à part entière, à l'image de la Voie lactée.
Ici, une dizaine d'entre elles paraissent telles qu'il y a
13,3 milliards d'années,
preuve que la lumière a débuté son parcours
bien avant la formation du système solaire.
Durant la plupart de ce parcours, il n'y avait ni Soleil ni Terre.
Donc le Soleil et la Terre se forment, l'évolution suit son cours,
on crée le télescope, et voilà qu'on capture cette lumière.
Certes, c'est absolument remarquable.
Mais, ces galaxies ne sont pas les premières.
On cherche bien les premières étoiles et galaxies.
C'est, je pense, une des plus grandes aventures scientifiques du XXIe siècle,
et elle va encore continuer pendant ces dix prochaines années.
Maintenant, prenons ce champ profond de Hubble.
Comment a-t-on identifié ces dix galaxies,
les plus lointaines, parmi des milliers de galaxies ?
C'est tellement simple que j'ai décidé de vous l'expliquer.
Sans rentrer dans les détails techniques,
on prend une image de ce champ en lumière visible,
puis une autre en infrarouge.
Les galaxies qui apparaissent alors sur l'image infrarouge,
mais pas sur celle en lumière visible sont celles qu'on cherche.
Elles ne sont pas nombreuses, seulement dix.
Ce sont celles qui nous paraissent telles qu'il y a 13,3 milliards d'années.
Pour résumer mon propos jusqu'ici...
Je passe à la prochaine diapositive, que voilà...
Nous sommes dans la Voie lactée, et observons de plus en plus loin,
grâce à des télescopes plus pointus.
Et nous portons le regard vers le passé,
13,3 milliards d'années en arrière, grâce à Hubble.
Mais un autre indice s'offre à nous,
grâce au fond diffus cosmologique.
Le fond diffus cosmologique, qu'on détecte sous forme d'ondes radio,
nous indique ce qui se passait dans l'Univers
déjà environ un demi-million d'années après le Big Bang.
On sait qu'autrefois, d'après ce fond diffus,
représenté par la demi-sphère extérieure verte, jaune et bleue,
qu'autrefois, l'Univers était dépourvu d'étoile ou de galaxie.
Voilà ce qu'il nous indique.
Mais il y a un autre point important :
le fond diffus cosmologique, avant de nous atteindre,
a été dévié par les étoiles et galaxies,
les toutes premières étoiles et galaxies,
qui restent encore indétectées.
C'est le principe « Éfélant ». Les empreintes.
Nous voyons les empreintes de ce que nous cherchons,
mais n'avons encore pas vu la chose en elle-même.
Et pour trouver ce qu'on cherche,
on doit élaborer de nouveaux outils.
On peut résumer l'histoire de l'astronomie comme
400 ans de progrès spectaculaires autour du télescope.
La lunette astronomique de Galilée avait une lentille pas plus grande que ça,
et voici les télescopes 2.0, construits au Chili.
Il s'agit du Télescope géant européen.
On tombe à court de noms de télescopes. (Rires)
Mais son miroir...
(Rires)
Son miroir mesure à peu près la taille de cette salle.
C'est un outil gigantesque, qui servira à sonder l'espace plus loin.
Comme vu plus tôt, on a besoin des spectres optique et infrarouge
pour étudier les objets en question.
Pour réaliser l'observation dans l'infrarouge,
on construit le successeur du télescope spatial Hubble,
baptisé télescope spatial James-Webb.
On ne voit ici qu'un sixième de sa taille.
C'est donc un immense instrument.
Tellement grand qu'il n'entre pas dans une fusée.
Il devra donc être plié comme un insecte aux ailes rabattues,
embarqué, envoyé dans l'espace, largué, il se déploiera
puis il photographiera ce qu'on espère être
les premières étoiles et galaxies.
Il explorera aussi les planètes
et d'autres objets, qui suscitent tout notre intérêt
Alors qu'espère-t-on trouver ?
Dans notre façon de travailler, illustrée par cette vidéo,
l'astronomie, comme toute science, se résume en un dialogue constant
entre nos théories ou projections, autrement dit, ce à quoi on s'attend,
comme vous le voyez ici à l'image,
et la réalité des choses, que vous apercevez lors des pauses.
Sur cette vidéo, vous pouvez voir deux galaxies,
par exemple la Voie lactée et Andromède, en pleine collision.
C'est une prévision réalisée par ordinateur.
L'image se fige de temps en temps,
et puisque c'est une simulation, vous pouvez la voir sous tous les angles,
puis la comparer aux images réelles de galaxies proches l'une de l'autre,
pour vérifier à quel point nous avons réussi à comprendre
les interactions entre les galaxies.
Pour les étoiles et galaxies les plus lointaines,
nous ne sommes qu'à mi-parcours.
Nos projections sont faites, mais pas nos observations.
Alors que peut-on espérer voir ? Où tout ça va-t-il mener ?
D'après l'histoire de l'astronomie,
je ne pourrais pas mieux répondre que par une anecdote.
C'est Howard Carter, sur le point d'ouvrir le tombeau Toutânkhamon.
Ses collègues et lui sont dans un corridor étroit,
et Carter est le premier de l'époque à voir le tombeau.
Il tient une bougie à la main, et à sa lumière tremblotante,
il aperçoit cette immense étendue d'or, de statues d'animaux, et j'en passe.
Et puisqu'il ne dit rien, les autres lui demandent :
« Alors, tu vois quoi, tu vois quoi ? »
Il répond : « Des merveilles. Des merveilles. »
Je pense qu'on peut espérer en voir de même
dans l'avenir de notre domaine.
En plus de lever le voile sur l'Univers,
ce qui devrait être vraiment passionnant,
la science nous en apprend beaucoup sur l'humanité et nous-mêmes.
Pour ceux qui n'ont jamais lu Winnie l'Ourson,
voici la chute de l'histoire :
ils ne trouvent pas l'Éfélant, malheureusement.
Ils suivaient leurs propres traces.
Néanmoins, ils en ont appris sur eux-mêmes, dans cette aventure,
sur ce qu'ils étaient.
Pareil pour nous, en science.
On découvre notre place dans l'Univers, mais on se découvre aussi soi-même.
Et le CERN, qui compte plusieurs lauréats du prix Nobel,
je ne vous l'ai pas encore dit,
est né des cendres de l'Europe, après la Seconde guerre mondiale.
La guerre régnait en Europe.
Je suis d'ailleurs un immigré européen.
Au cours du XXe siècle, pour des raisons floues,
d'ordre religieux, culturel ou ethnique, les pays européens
entretenaient des relations tendues.
Et si une autre voie était possible ?
Et si on travaillait ensemble ?
Et si chacun, dans ces pays qui furent en guerre,
montrait qu'en collaborant, qu'en surmontant les préjugés,
on peut faire aboutir la science ?
Et l'histoire du CERN démontre
qu'en mettant ça en pratique, on peut faire des merveilles.
Des merveilles.
Merci.
(Applaudissements)