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Les comètes électriques - 1re partie
Dave Smiththunderbolts.infosam., 16 jan. 2010 00:00 CST
Traduction copyleft de Pétrus Lombard pour AlterInfo
Thunderblogs, présentation de Dave Smith.
Voici le premier extrait d'une série sur l'ouvrage The Electric Universe, copyright © 2002, 2007, de Wallace Thornhill et David Talbott, publié par Mikamar Publishing et reproduit avec l'aimable autorisation des auteurs et de l'éditeur.
Depuis le début de l'ère spatiale, avec l'évolution des sondes spatiales et des télescopes, toujours plus sophistiqués et fidèles, les astrophysiciens sont exposés à nombre de « surprises » nécessitant un réajustement ad hoc quasi quotidien de leurs théories. Or, parmi les nombreux astres connus partout dans l'espace, rien n'est plus énigmatique pour le modèle cosmologique standard que l'humble comète. C'est pourquoi nous commençons cette présentation par le début du chapitre 4, Electric Comets.
Chapitre 4 - Les comètes électriques
« Les comètes sont certainement les éléments à la fois les plus spectaculaires et les moins bien compris du Système Solaire. » Marcia-Neugebauer, JPL
À la fin du XIXème siècle, ni l'hypothèse électrique du Soleil, ni la théorie électrique des comètes n'auraient suscité de controverse. Toutes deux furent discutées dans des revues scientifiques. Vers la même époque, Kristian Birkeland réalisa avec sa Terrella des expériences électriques reproduisant le comportement des taches solaires et des aurores polaires. (91)
Puis la science prit un mauvais tournant. L'investissement dans la théorie commença à remplacer l'introspection critique dans l'observation et la mise à l'épreuve expérimentale des alternatives. Les astronomes se mirent à éviter Birkeland, qui ouvrait pourtant par son travail de nouveaux horizons prometteurs. Seulement plus tard, dans la deuxième moitié du 20ème siècle, focalisant leur recherche dans le domaine du génie électrique et de la science du plasma plutôt que dans l'astrophysique, des scientifiques novateurs envisagèrent à nouveau les explications électriques. Alfvén consacra quelques chapitres de son ouvrage de 1981, Cosmic Plasma (92), aux circuits électriques du Soleil, des planètes et des comètes. Mais les astrophysiciens étaient toujours peu à l'écoute.
Chaque fois qu'une comète est observée de près, on nous raconte que notre compréhension des comètes et de l'origine du Système Solaire sera révolutionnée. Mais la révolution n'arrive jamais. L'histoire officielle des comètes est devenue un article de foi.
© Smithsonian Astrophysical Observatory, avec l’aimable autorisation du Dr Whipple.En 1950, Fred Whipple proposa un modèle cométaire devenu célèbre sous le nom d’hypothèse de la « boule de neige sale. » L'artiste français Georges Braque suggérait qu'il est toujours bon d'avoir deux idées, la seconde afin de contester ou d'écarter l'autre. Les astronomes n'ont qu'une seule idée sur les comètes, et le défaut de challenge favorise un comportement plus interprétatif que chercheur. En l'absence de scepticisme, la curiosité intellectuelle cède au conformisme et à la vanité, à l'instar de la NASA qui inscrivit les mots de Fred Whipple, l'auteur du modèle cométaire de la « boule de neige sale, » sur une puce électronique portée par la sonde Stardust en 2004 : « Nous savons aujourd'hui que les comètes sont noires et froides, faites de glace et de poussière qui s'amalgamèrent à partir d'un nuage interstellaire au moment où il s'effondra pour former le Système Solaire. » Nous ne savions rien de tel.
Jamais nous n'avons vu un nuage interstellaire s'effondrer et créer un système planétaire. Et aucune modélisation de l'accrétion gravitationnelle n'a pu expliquer l'étrange diversité des planètes solaires. Des anneaux et des disques poussiéreux ont bien été découverts autour de quelques étoiles, mais c'est pure conjecture que de les baptiser disques d'« accrétion gravitationnelle, » puisque nous voyons aussi ces étoiles éjecter de la matière, au mépris de la gravité.
© NASADe tous les corps célestes, en confirmant le champ électrique du Soleil, aucun ne s’avérera plus décisif que la comète. Si les comètes sont des restes de glace sale de la formation originelle des planètes, pourquoi les noyaux cométaires sont-ils si noirs ? Pourquoi la poussière cométaire montre-t-elle des minéraux dont on pense qu'ils se sont formés sous de hautes températures près du Soleil ? Comment un minuscule noyau cométaire produit-il une queue filamenteuse de plasma s'étirant magnifiquement sur des dizaines de millions de kilomètres à travers le Système Solaire ? Si la queue est faite de matière cométaire évaporée par la chaleur solaire, pourquoi la matière est-elle projetée en gerbes violentes ? Et pourquoi les noyaux cométaires nous montrent-ils un relief aussi fortement sculpté, alors que leur surface est censée ressembler à de la crème glacée ramollie fondant au Soleil ? Les questions sont légion, tandis que les « explications » viennent invariablement après coup et se présentent comme des suppositions déconnectées. Pourtant, le mythe de l'origine des comètes est rarement mis en doute.
Selon toute apparence, les noyaux cométaires, de quelques kilomètres de diamètre, semblent être des roches complexes couvertes de cratères. Tout ce qui semble les distinguer de ces autres montagnes spatiales que sont les astéroïdes, c'est leur orbite excentrique et le spectacle qui les accompagne dans les cieux. Nous savons en effet aujourd'hui que certains astéroïdes ont à l'occasion une chevelure cométaire. Chiron, un objet schizoïde, fut catalogué « Centaure, » d'après le nom un personnage mythologique mi-homme, mi-cheval. Ceci, naturellement, en référence à sa nature moitié comète, moitié astéroïde. On pensait pourtant que les astéroïdes rocheux sont des astres beaucoup plus évolués que les comètes, et personne n'avait imaginé que leurs différences s'estomperaient comme elles l'ont fait ces dernières années.
Les tentatives de l'ère spatiale visant à identifier la composition et la structure des comètes, ont en réalité laissé dans le désarroi le modèle de la boule de neige sale de Whipple. Le spectre infrarouge de plusieurs comètes a montré la présence d'olivine, qui nécessite une température comprise entre 1100 et 1600 Kelvin [826 à 1326°C, ndt], et l'absence d'eau, nécessaire à la formation des cristaux. Une telle température aurait fait fondre toute la glace. C'est pourquoi il fut ajouté la condition ad hoc, selon laquelle, les éléments des comètes créés à « chaud » et à « froid » ont dû se former dans des régions distinctes de la nébuleuse primitive et se mélanger plus tard. Ironiquement, un problème similaire de mélange d'éléments formés à haute et basse température existe avec les météorites, et quelques astronomes aventureux ont dans ce cas-là attribué cette composition énigmatique aux effets de la foudre dans les premiers temps de la nébuleuse solaire - une explication qui indique au moins la bonne direction.
Les premières théories électriques sur les comètes
Le 28 décembre 1871, le professeur W. Stanley Jevons écrivit dans Nature :
« La diminution régulière prouvée de la période de la comète de Encke est toujours, je crois, un phénomène inexpliqué pour lequel il est nécessaire d'inventer une hypothèse particulière, un deus ex machina, sous la forme d'un milieu résistant imaginaire... Monsieur R.A. Proctor, le professeur Osborne Reynolds, et peut-être d'autres, ont affirmé que les comètes doivent nombre de leurs phénomènes singuliers à l'action électrique... Je tiens simplement à préciser que, si le mouvement d'une comète s'approchant du Soleil engendre une manifestation électrique, une certaine résistance est en même temps confirmée. »
En juillet 1872, la revue Scientific American signala à ses lecteurs que « le professeur Zollner de Leipzig » attribue la « luminosité intrinsèque » des comètes à une « excitation électrique. » Selon l'article, Zollner suggère que, en tant que masses, « les noyaux cométaires sont soumis à la gravitation, tandis que les vapeurs, faites de très petites particules émanant d'eux, cèdent devant l'énergie électrique délivrée par le Soleil... » Également en août 1882, les revues English Mechanic et World of Science écrivirent sur les queues de comètes : « ...Il semble y avoir un sentiment grandissant rapidement chez les physiciens, selon lequel, tant la luminosité propre des comètes que les manifestations de leur queue, sont des phénomènes d'ordre électrique. » Des idées similaires à propos de la queue des comètes apparurent dans la revue Nature le 30 janvier 1896 : « Il a longtemps été imaginé que le phénomène des queues cométaires est en quelque sorte dû à une répulsion électrique solaire, et une lumière supplémentaire est jetée sur ce sujet par les dernières recherches en physique. »
En 1924, Hugo Benioff publia The Present State of the Electrical Theory of Comet Forms [Situation actuelle de la théorie électrique des formes cométaires]. Benioff nota que la répulsion électrostatique des queues cométaires ionisées exigeait « une valeur de charge solaire plus de cent fois supérieure à ce qui peut être constitué par tous les moyens de production connus de ce genre de charge. »
La charge solaire était positive et fut estimée être 127 fois plus grande que ce qui pourrait être atteint par la fuite des électrons d'un soleil brûlant. Benioff conclut : « Il semble donc préférable d'attribuer l'action répulsive du Soleil sur les particules de la queue à la pression du rayonnement plutôt qu'à l'action électrique, puisque, qualitativement du moins, celle-ci a été démontrée suffisante pour expliquer les faits. »
Il y a pourtant un abîme entre ce qui peut marcher qualitativement pour une seule manifestation et ce qui doit marcher quantitativement pour tous les phénomènes. Nous voyons ici pourquoi il est essentiel de choisir le bon modèle avant d'appliquer toute analyse mathématique. Quand on travaille sur des hypothèses erronées, les mathématiques ne font que « permettre de se tromper en toute confiance. »
Benioff admet : « Il existe d'autres phénomènes associés aux comètes qui indiquent la présence de forces électriques. Les mouvements radiaux externes dans toutes les directions des particules à proximité du noyau, s'expliquent mieux par l'effet d'une charge électrique associée au noyau. » Mais, une fois encore, le modèle proposé pour charger le noyau de la comète est naïf et se borne à considérer l'électrisation par photo-ionisation. La science est censée progresser en revoyant les hypothèses antérieures à la lumière des nouvelles connaissances. De toute évidence, ce n'est pas arrivé.
Les astronomes attribuent toujours le noyau d'apparence stellaire des comètes, leur gigantesque chevelure lumineuse et leur queue filamenteuse, au réchauffement à l'approche du Soleil. Pourtant, dès 1991, il était déjà évident que quelque chose ne collait pas avec un modèle de réchauffement solaire aussi simple. Se déplaçant entre l'orbite de Saturne et d'Uranus, en un lieu quatorze fois plus éloigné du Soleil que la Terre, inexplicablement la comète de Halley a explosé. À cette distance la glace ne se sublime pas à la chaleur solaire. Mais les télescopes montrèrent que le noyau de 15 km avait expulsé un nuage de poussière qui s'étendait sur plus de 300.000 kilomètres. Seulement, avec l'inertie de la théorie officielle, une surprise de cet acabit est toujours minimisée et vite oubliée.
© N. Thomas (MPAE) et al., 1.5-m La Silla Telescope, ESO Sur sa course dans le Système Solaire interne, la comète Hale-Bopp a commencé à se décharger en dépassant l'orbite de Jupiter, trop loin du Soleil pour qu’une « boule de neige » fonde. Quatre ans après, toujours active, Hale-Bopp quittait le Système Solaire interne. Elle exhibait une chevelure, une queue de poussière en forme de ventilateur, et une queue ionisée, alors même qu’elle était plus éloignée du Soleil que Jupiter, Saturne, voire Uranus. Les astronomes ont vu maintes fois des comètes éjecter de la matière sous la forme de jets étroits de gaz et de poussière très fine. Hale-Bopp a émis plus de poussière que ne pourrait l'expliquer la sublimation de la glace. Depuis 1985, grâce aux instruments terrestres et aux sondes spatiales, l'observation des jets cométaires révèle des similarités propres aux décharges de panaches de Io, la lune de Jupiter. Aucun astronome n'est malgré tout sur le point de qualifier Io de comète. Et la surface de la comète Tempel 1, vue sur l'un des clichés de noyaux cométaires plus proche que jamais, montrait des similarités à des caractéristiques d'usinage par décharge électrique, analogues à celles révélées par la sonde Galileo à la surface de Io.
Les jets violents vus exploser sur la comète de Halley en 1985, comme ceux de la comète de Borrelly en 2001, étaient bien plus énergiques que ne pourrait l'expliquer la sublimation de la glace à la chaleur du Soleil. Et une vue rapprochée montre que les décharges de jets bien ciblés, qui produisent les spectaculaires queues cométaires, ne se sont pas tous sur la face du noyau cométaire éclairée par le Soleil, quelques-uns sont sur le côté sombre.
Origine des comètes
Puisque les comètes perdent un matériel considérable à chaque passage autour du Soleil, celles que nous voyons ne peuvent pas exister depuis bien longtemps. Naturellement, plus d'une réponse à ce dilemme auraient pu être proposée, mais les astronomes ont choisi une théorie en particulier, et depuis elle pose problème. Ils ont affirmé que, depuis la formation des planètes, il y a des milliards d'années, les comètes occupent les profondeurs glacées au-delà du Système Solaire. Elles forment là-bas un nuage d'objets glacés invisible, situé environ 1000 fois plus loin du Soleil que Pluton, à une bonne fraction de la distance de l'étoile la plus proche.
Ce nuage imaginaire a pris le nom de Jan Oort, l'astronome qui proposa l'idée. Après des milliards d'années, d'une façon ou d'une autre, une comète est déplacée du nuage d'Oort vers le Système Solaire interne. La perturbation est supposée être due à une étoile de passage ou au mouvement du Soleil au-dessus et en dessous du plan galactique. Mais beaucoup d'astronomes ont fait remarquer l'absence de preuve en faveur de l'averse cométaire sporadique qu'une perturbation de cette nature devrait déclencher, et ils ont conclu qu'un événement pareil, s'il se produisait, ne pourrait expliquer qu'environ un cinquième des comètes que nous voyons.
L'astronome Tom Van Flandern a conçu une maquette à l'échelle qui démontre l'invraisemblance de la théorie du nuage d'Oort. (93) Si l'orbite de la Terre était représentée par le point à la fin de cette phrase et l'orbite de Pluton par un cercle d'un centimètre de diamètre, l'étoile la plus proche serait alors à 41 mètres. Le nuage d'Oort, contenant une comète au millimètre cube, seraient en orbite à proximité d'une sphère de 6 mètres de diamètre. Les comètes se déplaceraient d'environ 3 millimètres en 1000 ans. Dans ce système, elles seraient en fait immobiles par rapport au Soleil. En de rares occasions, tous les 1000 ans, une étoile de passage naviguera à un peu plus d'un mètre et ébranlera les comètes proches. Moins d'une comète sur 10.000 sera envoyée valdinguer sur un chemin se dirigeant vers la sphère d'environ un millimètre qui entoure le Soleil, là où les comètes peuvent être vues depuis la Terre.
Diagramme montrant à l’échelle logarithmique la relation entre le nuage cométaire d’Oort imaginaire et le Système Solaire. Après s'être représenté cela, Van Flandern fait remarquer que la taille réelle d'une sphère englobant l'orbite de Pluton est d'une immensité telle, que l'ensemble des 200 milliards d'étoiles de notre galaxie pourrait s'accommoder de l'espace disponible dans ce volume. Il écrit : « Mais le volume entouré par le nuage cométaire est encore un milliard de fois plus grand. Survivant comme une idée plausible, en grande partie parce que notre intuition échoue si lamentablement à comprendre l'immensité de ce volume, il est vraiment monstrueusement grand. »
Mais le nuage d'Oort imaginaire est nécessaire pour sauver une théorie cosmologique. Et tant pis si ça laisse un abîme immense entre la théorie et ce qui est observé. Le modèle lui-même implique qu'un pourcentage important de comètes seront envoyées sur des orbites « hyperboliques » puis hors du Système Solaire par la gravité du Soleil. Mais ce n'est pas observé. À l'inverse, le nombre de comètes à courte période observées (avec une période de révolution inférieure à 200 ans) est de deux ordres de grandeur plus élevé que ce que pourrait prévoir la théorie du nuage d'Oort.
La débâcle de la théorie cométaire
Les scientifiques de la fin du XIXème siècle purent comprendre les nombreux parallèles entre le comportement des comètes lumineuses et la décharge luminescente en laboratoire (voir ci-dessus, Les premières théories électriques sur les comètes). Il fut même reconnu que la dynamique répulsive du Soleil sur la queue des comètes nécessite que ce dernier soit électrifié. Pourtant, dans les décennies suivantes, cette vision fut abandonnée. Que se passa-t-il pour que cette idée prometteuse périclite, et soit remplacée par un modèle cométaire mécanique inerte ?
La réponse semble évidente : la compréhension de l'environnement de plasma spatial faisait défaut à cette époque. Irving Langmuir n'inventa pas le mot plasma avant 1927. C'est pourquoi les premières théories électriques sur les comètes furent bâties sur des arguments électrostatiques inexploitables. L'idée de l'électricité dans l'espace devint vite une bête noire pour les astronomes.
À l'ère spatiale, avec la découverte du « vent » de particules solaires chargées, les astrophysiciens auraient pourtant été avisés de revenir à la physique des décharges dans les gaz. Au lieu de cela, ils passèrent de l'idée du 19ème siècle, d'un vide spatial isolant parfait, à l'opposé : au plasma spatial considéré comme un conducteur parfait, qui piège les champs magnétiques et empêche toute différence de potentiel entre les astres dans l'espace. Selon Alfvén, de ce virage équivalant à une « pseudo-science, » résulterait la stagnation de l'astrophysique. (94) Il y a plus de trente ans que cette alarme fut sonnée. Jusqu'à ce jour elle a été ignorée, et la crise est à présent sur nous.
Sous le charme des hypothèses théoriques, et manquant de formation pour reconnaître les phénomènes de décharge électrique dans l'espace, les astrophysiciens expliquent le comportement cométaire du point de vue électriquement neutre de la magnétohydrodynamique. Dit autrement, en termes de « vents » et de « chocs supersoniques » dans les gaz magnétisés, conducteurs électriquement. Ils ignorent l'avis d'Alfvén, selon qui les champs magnétiques ne peuvent pas être « figés » dans le plasma diffus du vent solaire et dans la chevelure et la queue cométaire. Ils méconnaissent le besoin d'une source d'énergie électrique afin de produire et maintenir les phénomènes cométaires.
© ESA/MPAENoyau de la comète de Halley vu par la sonde Giotto. En conséquence, le modèle de la décharge électrique n'étant même pas proposé au début de l'ère spatiale, cela permit aux astronomes d'adopter comme un consensus scientifique le modèle de la boules de neige sale de Whipple. Une série sans fin de surprises suivit, comme lorsque les spécialistes en comètes prirent leur premier cliché en gros plans de la comète de Halley [ci-dessus] : « un résultat surprenant de la rencontre des sondes Giotto et Vega avec la comète de Halley en mars 1986, fut la découverte d'une région de haute densité plasmatique semblant avoir été bombardée... » Mais Alfvén n'avait pas été surpris. Il avait écrit auparavant : « Il est légitime de conclure que l'espace en général a une "structure cellulaire", bien que ce soit pratiquement impossible à observer, sauf si une sonde spatiale traverse les "parois cellulaires" (nappes de courant). » (95) En s'approchant de Halley, traversant la paroi de la cellule de plasma de la comète, la sonde avait rencontré une région dont la stabilité et la longévité sont inexplicables en fonction du simple dégazage de la comète.
Aujourd'hui, après quatre survols rapprochés d'engins spatiaux et un test d'impact, les comètes sont plus que jamais une énigme pour les astronomes. Le 4 juillet 2005, le monde a regardé à la télévision les astronomes de la NASA célébrer joyeusement la collision directe de la mission Deep Impact sur la comète Tempel 1. Mais plus tard, après le départ des caméras, se grattant la tête, les astronomes sont restés dans la confusion. L'équipe de Deep Impact espérait que le choc sur Tempel 1 soulèverait un nuage de poussière relativement modeste, creuserait un cratère et ferait éclater la matière d'un blanc immaculé en dessous. Dans l'équipe de Deep Impact, quelques-uns pensaient même que les caméras de l'engin spatial Cassini-Huygens ne verraient aucun effet du tout. Au lieu de cela il y a eu un flash initial énigmatique suivi d'une incroyable éruption de poussière fine comme du talc, un effet qui laissa tous les observateurs stupéfaits.
La revue New Scientist a signalé, « Nous avons eu désormais quatre rencontres rapprochées avec des comètes, et chacune d'elles a mis les astronomes en mauvaise posture. » (96) La boule de neige sale, le paradigme cométaire en vogue, ne s'accorde plus avec les découvertes de l'ère spatiale.
Quand une théorie ne peut anticiper les découvertes, avec les théoriciens sans cesse surpris par les nouvelles données, la remise en question de la théorie s'impose. Les astronomes pensent que, pour avoir discrédité une première hypothèse électrique simpliste sur les comètes, ils ont écarté tous les modèles électriques. Cette posture est-elle justifiée à la lumière de ce que nous savons à présent sur les phénomènes de décharge dans le plasma ? Cette question peut être résolue en comparant la théorie cométaire de la boule de neige sale au nouveau modèle de décharge dans le plasma.
Dans le modèle admis, une comète est un agrégat de glace et de poussière qui s'évapore sous la chaleur du Soleil. Dans le modèle électrique, il se pourrait qu'une comète soit une roche solide qui se décharge en plongeant toujours plus profondément dans le champ électrique du Soleil. Toute comparaison appropriée des deux modèles exigera toutefois de prêter attention aux détails qui accentuent le contraste entre deux perspectives radicalement différentes. La comparaison systématique ne peut que faire ressortir le contraste de capacité prévisionnelle - éprouvant le bien-fondé d'une théorie.
91. K. R. Birkeland, The Norwegian Aurora Polaris Expedition, 1902-1903, Volume 1 : Sur la cause des orages magnétiques et l'origine du magnétisme terrestre. Publié en 1908.
92. H. Alfvén, Cosmic Plasma, Astrophysics and Space Library, Vol. 82, D. Reidel Publishing Co. 1981.
93. T. Van Flandern, Dark Matter, Missing Planets & New Comets, pp. 180-1.
94. H. Alfvén, « Plasma physics, space research and the origin of the solar system, » conférence lors de la remise du Nobel, 11 décembre 1970, p. 308.
95. H. Alfvén, Space Plasma, 1981, p. 40.
96. S. Clark, « Comet tails of the unexpected, » New Scientist, 9 septembre 2005.
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