7. De l'œil aux grands télescopes
L'œil humain constitue le plus petit des instruments : une lentille de 5 à 10 millimètres de diamètre collecte la lumière pour la concentrer sur la rétine. Galilée, nous l'avons vu, est le premier, en 1609, à utiliser des combinaisons de lentilles apparues aux Pays-Bas pour augmenter la quantité de lumière collectée et grossir l'image de l'objet observé afin d'en étudier les détails. Ses lunettes astronomiques, d'un diamètre de quelques centimètres seulement, lui permettent de constater que la Lune est parsemée de cratères, que Jupiter possède des satellites et, surtout, que la Voie lactée est un amas d'étoiles, ce qui constitue une révolution, les dimensions de l'Univers augmentant alors considérablement.
La construction de lunettes astronomiques devient un art qui se perfectionne jusqu'à la fin du xixe siècle. Le critère fondamental est la taille de la lentille collectrice, véritable « entonnoir » à lumière, qui définit la capacité à distinguer des objets faibles et des détails fins. Les diamètres de ces lentilles vont ainsi croître, pour culminer à 102 centimètres, en 1897, dans la lunette du Yerkes Observatory de l'université de Chicago, qui demeure la plus grande au monde ; la grande lunette de l'Observatoire de Meudon (1891) vient au troisième rang avec 83 centimètres. Mais ces instruments ont atteint leur limite, car il est très difficile de tailler ces grandes pièces optiques et de construire les très longs tubes optiques qui les supportent et permettent d'observer l'image au foyer.
À diamètre collecteur équivalent, les télescopes, qui utilisent un miroir en réflexion, sont plus faciles à réaliser. Le xxe siècle voit ainsi naître plusieurs générations de grands télescopes, dont les plus représentatifs sont le 2,5 m du mont Wilson (1917), le 5 mètres du mont Palomar (1948), tous deux sous le ciel clair de la Californie, le 3,6 m de l'Observatoire européen austral (E.S.O.) de La Silla, au Chili (1977), le 3,6 m Canada-France-Hawaii (1979)... Une quinzaine de télescopes de 3,5 à 4 mètres de diamètre ont ainsi été réalisés, qui ont permis d'accomplir des progrès considérables dans notre connaissance de l'Univers.
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