Un télescope placé loin dans l'espace pourrait-il voir le passé de la terre ?
Question d'origine :
Bonjour. Imaginons que l'on puisse se déplacer très très vite et très très loin de la Terre en embarquant un télescope capable de voir des détails de la Terre depuis ces confins de l'univers.
Connaissant la vitesse de la lumière donc de la transmission des images, serait-il, dans ces conditions hypothétiques, possible de voir "en direct" le passé, un an, dix ans ou plus ?
J'extrapole à partir de ce que l'on sait. Car nous voyons le soleil tel qu'il était il y a huit minutes, mais si l'on allait à des billions de kms de la Terre dans les conditions précitées, que verrions nous de notre belle bleue?
Merci
Réponse du Guichet
Dans les conditions que vous décrivez - un déplacement extrêmement rapide aux confins de l’univers et avec des télescopes super puissants - vous pourriez effectivement observer la Terre dans son passé. Cependant, sauf à vous déplacer plus vite que la lumière, vous ne pourriez pas la voir avant la date effective de votre départ.
Bonjour,
Peut on imaginer voir la Terre dans le passé? Les vitesses de la lumière et de nos déplacements sont les clefs à associer pour "voir" dans le passé et tout s'articule autour de concepts pointus de physique.
Lumière, année-lumière et grandes théories de la physique
La vitesse de la lumière est d’environ 299 792 kilomètres par seconde dans le vide (souvent arrondie à 300 000 km/s). Il s’agit d’une constante universelle, ce qui signifie que la vitesse de la lumière est la même pour tous les observateurs, indépendamment de leur mouvement relatif.
Une année-lumière désigne une unité de durée et non pas de distance.
C'est la distance que parcourt un photon dans le vide en une année terrestre, soit environ 10 000 milliards de kilomètres.
Source : La petite encyclopédie galactique / Chris Pavone
Selon les lois actuelles de la physique, la vitesse de la lumière est considérée comme une barrière infranchissable. La théorie de la relativité restreinte d’Albert Einstein postule que plus la vitesse d’un objet augmente, plus sa masse apparente augmente aussi. Si un objet atteint presque la vitesse de la lumière, sa «masse» devient alors presque infinie.
La théorie de la relativité restreinte d’Albert Einstein de 1905 est actuellement bien intégrée aux théories de la relativité générale et aux modèles de physique des particules.
A partir de 1915, Einstein généralise sa théorie pour tenir compte des effets de la gravitation : c’est la relativité générale. Dans ce nouveau contexte, l’espace-temps est déformé par la présence de matière. Cet espace-temps courbe conduit alors à d’autres prédictions étonnantes, telles que l’existence de trous noirs et peut être même d’Univers parallèles.
Source : Comprendre Einstein, l’espace-temps /Stéphane Durand
Ce que nous voyons, c'est toujours le passé
La lumière émise par un objet met un certain temps à atteindre notre œil et notre cerveau : tout ce que nous voyons s'est produit dans le passé!
Que ce soit cet écran d’où vous lisez, la lune, le soleil ou tout autre objet de l’espace.
Lorsque vous regardez la Lune, qui se trouve à environ 380000km de la terre, sa lumière, son image met environ 1,3 seconde pour effectuer le voyage entre la surface lunaire et votre pupille! Vous voyez donc la Lune en différé d’un peu plus d’une seconde.
Source : La petite encyclopédie galactique
Réciproquement, en tant qu’observateur situé sur la Lune, nous verrons la Terre telle qu’elle était 1.3 seconde plus tôt.
Allons plus loin en nous projetant à quelques années-lumière de la Terre.
En 2013, une planète fut découverte à 700 années-lumière de la Terre. On la voit donc avec 700 ans de retard, tout comme si elle était habitée et si elle avait de très puissants télescopes, verrait la Terre telle qu’elle était … au Moyen Age!
Imaginez une planète située encore plus loin, à 2070 années-lumière de la Terre. Elle verrait cette dernière telle qu’elle était il y a 2070 ans… à l’époque de la Guerre des Gaules! […]
Si les habitants d’une planète à 6 milliards d’années-lumière de la Terre voulaient l’observer, ils ne la verraient tout simplement pas! Comme elle a 5 milliards d’années, ils devraient attendre plus d’un milliard d’années pour commencer à l’apercevoir!
Source : La petite encyclopédie galactique
En tant que voyageur nous déplaçant dans l'espace, il nous est donc possible de voir le passé de la Terre en nous éloignant d’elle, mais nous ne verrons jamais le passé avant la date à laquelle nous quittons la Terre.
Plus notre vitesse de déplacement augmente (et donc se rapproche de la vitesse de la lumière), plus le passé sera visible "loin".
Et si nous pouvions dépasser la vitesse de la lumière?
Si nous voyagions vers un point situé à trois années-lumière de la Terre et que nous nous y rendions à la vitesse exacte de la lumière, il nous faudrait trois ans pour y aller. Une fois sur place, l’image de la Terre que nous verrions alors serait celle de la Terre trois ans auparavant (temps du voyage de la lumière pour parcourir cette distance), c’est-à-dire au moment exact de notre départ…
Encore mieux : pour voir la Terre avant la date de notre départ et donc revenir dans notre passé, il nous faudrait aller plus vite que la lumière.
Cela reste pour l’instant purement et totalement spéculatif, même si de nouvelles découvertes scientifiques qui viendraient modifier notre compréhension du monde, sont toujours possibles. On peut vous faire rêver en évoquant les concepts de distorsion espace-temps ou des trous de ver...
Un trou de ver est «un objet hypothétique qui relie deux régions distinctes de l’espace-temps. Il forme un raccourci à travers l’espace-temps».
Source : L’espace, comment ça marche / éditeur principal Peter Frances
Mais notre réalité est bien différente de cela :
Pour l’instant, la plus grande vitesse jamais atteinte par un être humain est de 11,1 km/s. C’était à bord d’Apollo 10 (666 km/min, ~40 000 km/h) en 1969.
Source : La petite encyclopédie galactique
Les vols sidéraux à la vitesse de la lumière sont malheureusement impossibles. […] L’augmentation de la masse relative [d’un objet, qui augmente avec sa vitesse] est un rabat-joie pour les passionnés de science-fiction.
Source : Einstein (presque) facile! / Rüdiger Vaas
Aujourd'hui, les pieds sur Terre et les yeux tournés vers le ciel :
Pour la planète Terre, des observations constantes via des satellites visent obtenir des informations utiles.
Un grand nombre de satellites surveillent maintenant les sols, l’atmosphère et les océans depuis l’espace, utilisant une diversité de techniques de télédétection.
Source : L’espace, comment ça marche.
A l’inverse, des télescopes tels Hubble et James Webb lancés en 2021 sont tournés vers l’extérieur. Ils recherchent étoiles et galaxies apparues après le Big-Bang, ou donc à comprendre mieux le passé de l'Univers en le "voyant".
Ils étudient l’Univers de nouvelles façons, obtenant des images parfaites, dépourvues de turbulence et détectant les rayonnements bloqués par l’atmosphère de la Terre.
Source : L’espace, comment ça marche.
Bonne lecture,
Dans nos collections :
Univers de l’œil nu au télescope spatial infrarouge James-Webb / Marina Costa, Walter Riva
La théorie de la relativité restreinte et générale / Albert Einstein
Lumière dans l’obscurité - Les trous noirs, l’univers et nous / Heino Falcke
Face à l’univers / Trinh Xuan Thuan
La lumière révélée - De la lunette de Galilée à l’étrangeté quantique / Serge Haroche
Pourquoi E=mc2 / Alain Riazuelo
La plus belle ruse de la lumière, et si l'univers avait un sens / David Elbaz
Le monde de la science – les lois fondamentale de la physique