Brian Cox : Pourquoi nous avons besoin des explorateurs

Nous vivons une période difficile et exigeante sur un plan économique, bien sûr. Et l'une des premières victimes de périodes difficiles pour l'économie, je pense, c'est la dépense publique de toute nature, mais assurément au front en ce moment c'est la dépense publique pour la science, et en particulier la science guidée par la curiosité et l'exploration. Je veux donc essayer de vous convaincre en environ 15 minutes que c'est une pratique ridicule et absurde.

Mais je pense à planter le décor, je veux montrer -- la diapositive suivante n'est pas ma tentative de montrer la pire diapo TED de l'histoire de TED, mais c'est un peu le bordel. (rires) Mais en fait, ce n'est pas ma faute ; c'est tiré du journal The Guardian. Et c'est vraiment une belle démonstration de combien la science coûte. Parce que, si je veux plaider la cause d'une continuation de la dépense dans une science guidée par la curiosité et l'exploration, je devrais vous dire combien elle coûte. C'est donc un jeu appelé : "trouve le budget pour la science". C'est la dépense du gouvernement du Royaume-Uni. Là vous voyez, c'est environ 620 milliards par an.

Le budget dédié à la science est en fait -- si vous regardez sur votre gauche, il y a un ensemble de bulles violettes et puis un ensemble de bulles jaunes. Et c'est une des bulles jaunes autour de la grosse bulle jaune. C'est environ 3.3 milliards de livres par an sur 620 milliards. Cette somme finance tout dans le Royaume-Uni que ce soit la recherche médicale, l'exploration spatiale, là où je travaille, au CERN à Genève, la physique des particules, l'ingénierie, même les arts et les sciences humaines, financés par le budget de la science, qui est cette petite, minuscule bulle jaune, de 3.3 milliards autour de la bulle orange dans le coin supérieur gauche de votre écran. C'est donc de cela dont nous allons discuter. Ce pourcentage, au passage, est à peu près le même aux U.S.A. en Allemagne et en France. Le total de la recherche et du développement dans l'économie, financés par les deniers publics, représente environ 0.6% du PNB. C'est donc de cela dont nous allons parler.

La première chose que je veux dire, et qui est directement extraite de "Merveilles du Système Solaire", c'est que notre exploration du système solaire et de l'univers nous a montré que c'est indiciblement beau. Ceci est une image qui, en fait, fut renvoyée par la sonde spatiale Cassini autour de Saturne, après que nous ayons fini de filmer "Merveilles du Système Solaire". Donc ce n'est pas dans la série. C'est [une image] de la lune Encelade. Cette grosse sphère blanche, qui balaie l'écran dans le coin, c'est Saturne, qui est en fait à l'arrière-plan de l'image. Et ce croissant là c'est la lune Encelade, qui est à peu près aussi grosse que les iles Britanniques. Elle a un diamètre d'environ 500kms. Donc, une minuscule lune. Ce qui est fascinant et beau ... c'est une image non transformée, au fait, je devrais préciser. C'est en noir et blanc, en provenance directe de l'orbite de Saturne.

Ce qui est beau , vous pouvez probablement voir dans le limbe là ce sont en quelquedes sortes de brins diffus presque comme de la fumée qui s'élève du limbe. Voici comment on peut voir ça dans "Merveilles du Système Solaire". C'est une simulation magnifique. Ce que nous avons découvert c'est que ces brins diffus sont en fait des fontaines de glace qui s'élèvent de la surface de cette minuscule lune. C'est fascinant et beau en soi, mais nous pensons que le mécanisme qui alimente ces fontaines implique la présence de lacs d'eau liquide sous la surface de cette lune. Et ce qui est important là-dedans c'est que, sur notre planète, sur la Terre, là où nous trouvons de l'eau liquide, nous trouvons la vie. Alors, trouver une preuve majeure de liquide, de poches de liquide, sous la surface d'une lune à 1.2 milliard de kms de la Terre c'est vraiment assez étonnant. Donc ce que nous disons, essentiellement, c'est que c'est peut-être un habitat de la vie dans notre système solaire. Bien, permettez-moi de dire, c'était juste une simulation. Je veux montrer cette image. C'est une image de plus d'Encelade. C'est quand Cassini a volé sous Encelade. Et elle a fait un passage très bas, à quelques centaines de kilomètres au-dessus de la surface. Et donc ceci, à nouveau, une image réelle de ces fontaines de glace jaillissant dans l'espace, absolument magnifique.

Mais ce n'est pas le meilleur candidat pour abriter la vie dans le système solaire. C'est probablement cet endroit, une lune de Jupiter, Europe. Et à nouveau, il nous a fallu voler jusqu'au système Jovien pour envisager que cette lune, comme la plupart des autres, soit autre chose qu'une boule de roche inerte. En fait, c'est une lune de glace. Donc ce que vous regardez est la surface de la lune Europe, qui est une épaisse croûte de glace, probablement une centaine de kilomètres d'épaisseur. Mais en mesurant comment Europe interagit avec le champ magnétique de Jupiter, et en regardant comment ces fissures dans la glace, que vous pouvez voir sur cette simulation, se déplacent, nous avons très fortement inféré qu'il y avait un océan de liquide entourant l'entière surface d'Europe. Alors sous la glace, il y a un océan de liquide tout autour de la lune. Nous pensons qu'il pourrait faire plusieurs centaines de kilomètres de profondeur. Nous pensons que c'est de l'eau salée, et ça signifierait qu'il y a plus d'eau sur cette lune de Jupiter qu'il n'y en a dans tous les océans de la Terre combinés. Donc cet endroit, une petite lune autour de Jupiter, est probablement le meilleur candidat pour y trouver la vie, parmi les lunes ou les objets que nous connaissons, en dehors de la Terre. Une belle et terrible découverte.

Notre exploration du système solaire nous a appris que le système solaire est magnifique. Elle aurait pu aussi indiquer un moyen de répondre à l'une des plus profondes questions qu'on peut se poser, qui est, "Sommes-nous seuls dans l'Univers ?" Y a t-il une quelconque autre utilité à l'exploration et à la science, autre que juste un sens du merveilleux ? Eh bien, il y en a une. Ceci est une photo très célèbre prise, en fait, lors de ma première veillée de Noël, le 24 Décembre 1968, quand j'avais environ 8 mois. Elle a été prise par Apollo 8 alors qu'elle faisait le tour de la lune. Un lever de Terre vu d'Apollo 8. Une image célèbre ; de nombreuses personnes ont dit que c'était l'image qui avait sauvé 1968, qui fut une année turbulente -- les émeutes étudiantes à Paris, le sommet de la guerre du Vietnam. La raison pour laquelle de nombreuses personnes pensent ça au sujet de cette image, et Al Gore l'a dit à plusieurs reprises, en fait, sur la scène de TED, c'est que cette image, disent-ils, fut le début du mouvement pour l'environnement. Parce que, pour la première fois, nous avons vu notre monde, non pas comme, eh bien, un lieu solide, immuable, indestructible, mais comme un très petit monde, visiblement fragile, juste suspendu dans l'obscurité de l'espace.

Ce dont on ne parle pas souvent non plus à propos de l'exploration spatiale, du programme Apollo, c'est de la contribution économique qu'ils ont apportée. Je veux dire, autant on peut soutenir que c'était merveilleux et une énorme réussite qui nous a offert des images comme ceci, mais ça a coûté très cher, non ? Eh bien, en fait, beaucoup d'études ont été faites sur l'efficacité économique, l'impact économique d'Apollo. La plus importante fut effectuée en 1975 par Chase Econometrics. Et elle a montré que pour chaque dollar dépensé sur Apollo, 14 sont retournés dans l'économie américaine. Le programme Apollo a donc été rentable en termes d'inspiration, de prouesses d'ingénierie et, je pense, en inspirant de jeunes scientifiques et ingénieurs d'un facteur 14. L'exploration peut donc être rentable en elle-même.

Qu'en est-il des découvertes scientifiques ? Qu'en est-il de l'innovation ? Bon, ceci ressemble à une image d'à peu près rien du tout. En réalité, c'est une image du spectre de l'hydrogène. Vous voyez, dans les années 1880, 1890, de nombreux scientifiques et observateurs ont regardé la lumière émise par les atomes. Et ils ont vu des images étranges comme celle-ci. Ce qu'on voit quand on la fait passer dans un prisme c'est qu'en chauffant l'hydrogène il ne se contente pas de briller comme de la lumière blanche, il émet juste de la lumière de couleurs particulières une rouge, une bleu-clair, quelques bleues foncées. Et ça nous a permis de comprendre la structure atomique parce que comme ça nous le montre les atomes sont composés d'un noyau unique avec des électrons qui gravitent autour. Et les électrons ne peuvent se trouver qu'en certains endroits particuliers. Et lorsqu'ils sautent vers un autre endroit où ils peuvent se trouver et qu'ils retombent à nouveau, ils émettent de la lumière de couleurs particulières.

Et donc le fait que les atomes, lorsqu'on les chauffe, n'émettent que de la lumière de couleurs très spécifiques, fut l'une des impulsions majeures qui menèrent au développement de la physique quantique, la théorie de la structure des atomes. Je voulais juste montrer cette image parce que c'est remarquable. C'est en fait une image du spectre du Soleil. Et là, c'est une image des atomes dans l'atmosphère du Soleil absorbant la lumière. Et de nouveau, ils n'absorbent que la lumière de couleurs particulières quand les électrons sautent et retombent, sautent et retombent. Mais regardez le nombre de lignes noires dans ce spectre. Et l'élément hélium fut découvert simplement en regardant la lumière du Soleil parce que certaines de ces lignes noires furent trouvées qui ne correspondaient à aucun élément connu. Et c'est pourquoi l'hélium s'appelle hélium. On l'appelle "helios" -- du Soleil.

Alors, ça semble ésotérique, et en effet c'était une poursuite ésotérique, mais la théorie quantique a rapidement mené à une compréhension des comportements des électrons dans les matériaux, comme le silicium par exemple. La façon qu'a le silicium de se comporter, le fait qu'on peut construire des transistors, est un phénomène purement quantique. Donc sans une compréhension guidée par la curiosité de la structure des atomes, qui a apporté cette théorie plutôt ésotérique, la mécanique quantique, nous n'aurions pas de transistors, nous n'aurions pas de puce de silicium, nous n'aurions même pas la base de notre économie moderne.

Il y a, je pense, un merveilleux rebondissement de plus à cette histoire. Dans "Les Merveilles du Système Solaire", nous martelons sans cesse que les lois de la physique sont universelles. C'est l'une des choses les plus incroyables à propos de la physique et la compréhension de la nature que nous avons sur la Terre, on peut la transporter, non seulement sur les planètes, mais jusqu'aux plus lointaines étoiles et galaxies. Et l'une des plus étonnantes prédictions de la mécanique quantique, juste en regardant la structure des atomes -- la même théorie qui décrit les transistors -- c'est qu'il ne peut pas y avoir d'étoiles dans l'univers qui ont atteint la fin de leur vie et qui font plus de, assez spécifiquement, 1.4 fois la masse du Soleil. C'est une limite imposée à la masse des étoiles. On peut la calculer sur une feuille de papier dans un laboratoire, prendre un télescope, le pointer vers le ciel et on voit qu'il n'y a aucune étoile morte plus massive que 1.4 fois la masse du Soleil. C'est une prédiction assez incroyable.

Qu'arrive t-il lorsqu'on tient une étoile qui est juste à la limite de cette masse ? Eh bien, ceci en est une image. C'est l'image d'une galaxie, une galaxie commune "de notre jardin" avec, quoi ? 100 milliards d'étoiles comme notre Soleil dedans. C'est juste l'une des milliards de galaxies dans l'univers. Il y a un milliard d'étoiles dans le coeur de la galaxie, c'est pourquoi il brille autant que ça. C'est à environ 50 millions d'années lumière, donc l'une de nos galaxies voisines. Mais cette étoile brillante là est en fait l'une des étoiles dans la galaxie. Donc cette étoile est aussi à 50 millions d'années lumière. Elle fait partie de cette galaxie, et elle brille autant que le centre de la galaxie qui compte un millliard de soleils. C'est l'explosion d'une supernova de Type 1a. Alors c'est un phénomène incroyable, parce que c'est une étoile qu'on a là. Ca s'appelle une naine à carbone/oxygène. Se tient là environ, disons, 1.3 fois la masse du Soleil. Et elle a une compagne binaire qui tourne autour d'elle, donc un grosse étoile, une grosse boule de gaz. Et ce qu'elle fait c'est qu'elle capture le gaz de son étoile de compagnie, jusqu'à atteindre cette limite appelée la limite de Chandrasekhar, et puis elle explose. Elle explose, et elle brille aussi intensément qu'un milliard de soleils pendant environ deux semaines, et expulse, non seulement de l'énergie, mais aussi une énorme quantité d'éléments chimiques dans l'univers. En fait, celle-ci est une naine à carbone/oxygène.

Mais, il n'y avait pas de carbone ou d'oxygène dans l'univers au moment du Big Bang. Et il n'y avait pas de carbone ou d'oxygène dans l'univers durant la première génération d'étoiles. Ils ont été créés dans des étoiles de ce genre, emprisonnés puis renvoyés dans l'univers au cours d'explosions comme celle-ci pour se condenser à nouveau dans des planètes, des étoiles, de nouveaux systèmes stellaires et, techniquement, des gens comme nous. Je pense que c'est une démonstration remarquable de la puissance de la beauté et de l'universalité des lois de la physique, parce que nous comprenons ce processus, parce que nous comprenons la structure des atomes ici sur la Terre.

Ceci est une belle citation que j'ai trouvée -- nous parlons de sérendipité ici -- d'Alexandre Fleming. "Lorsque je me suis réveillé juste après l'aurore le 28 Septembre 1928, je n'avais certainement pas prévu de révolutionner toute la médecine en découvrant le premier antibiotique du monde." Alors, les explorateurs du monde de l'atome n'ont pas eu l'intention d'inventer le transistor. Et ils n'ont certainement pas eu l'intention de décrire la mécanique des explosions de supernova, ce qui nous a appris au final où les éléments constitutifs de la vie furent synthétisés dans l'univers. Donc, je pense que la science peut être -- la sérendipité c'est important. Cela peut être beau et révéler des choses assez étonnantes. Ça peut aussi, je pense, nous révéler enfin les idées les plus profondes sur notre place dans l'univers et réellement la valeur de notre planète-mère.

Ceci est une image spectaculaire de notre planète-mère. Alors, ça ne ressemble pas à notre planète. Ca ressemble à Saturne parce que, bien sûr, c'est Saturne. Ça a été pris par la sonde Cassini. Mais c'est une image fameuse, non pas à cause de la beauté et de la majesté des anneaux de Saturne, mais en fait à cause d'une toute petite bulle diffuse suspendue juste au-dessous l'un des anneaux. Et si j'augmente le zoom vers là, vous la voyez. Ça ressemble à une lune, mais en fait, c'est une image de la Terre. C'est une image de la Terre capturée dans ce cadrage de Saturne. C'est notre planète vue de 1.2 milliard de kilomètres de distance. Je pense que la Terre a une étrange propriété qui fait que , plus on s'éloigne d'elle, plus on la trouve belle.

Mais ce n'est pas la plus lointaine ou la plus célèbre image de notre planète. Elle a été prise par cette chose, qu'on appelle le vaisseau Voyager. Et c'est une image de moi devant lui pour en voir l'échelle. Le Voyager est une minuscule machine. Actuellement il se trouve à 16 milliards de kilomètres de la Terre, transmettant par ce disque, qui a une puissance de 20 watts, et nous sommes toujours en contact avec lui. Mais il a visité Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Et après qu'il a visité l'ensemble de ces quatre planètes, Carl Sagan, qui est un de mes grands héros, a eu la merveilleuse idée de retourner Voyager et de prendre une image de chaque planète qu'il avait visité. Et il a pris cette image de la Terre. Alors c'est très difficile de voir la Terre là, on l'appelle l'image du "Point Bleu Pâle", mais la Terre est suspendue dans ce tube de lumière. C'est la Terre à 6 milliards de kilomètres de distance.

Et j'aimerais vous lire ce que Sagan a écrit à son propos, juste pour terminer, parce que je ne peux pas le dire plus joliment que ça, pour décrire ce qu'il a vu dans cette image qu'il avait prise. Il a dit, "Considérez à nouveau ce point. C'est ici. C'est la maison. C'est nous. Sur ce point, toutes les personnes que vous aimez, toutes celles que vous connaissez, toutes celles dont vous avez entendu parler, là où tous les êtres humains qui n'ont jamais vécu ont vécu leurs vies. Les agrégats de joie et de souffrance, des milliers de religions, d'idéologies et de doctrines économiques sûres d'elles, tout chasseur et tout chercheur de nourriture, tout héros et tout froussard, tout créateur et destructeur de civilisations, tout roi et tout paysan, tout jeune couple amoureux, toute mère et tout père, tout enfant plein d'espoir, tout inventeur et tout explorateur, tout enseignant de morales, tout politicien corrompu, toute superstar, tout dirigeant suprême, tout Saint et tout pêcheur dans l'histoire de notre espèce, ont vécu là, sur une motte de poussière, suspendue dans un rayon de soleil. On dit que l'astronomie est une expérience qui rend humble et forme le caractère. Il n'y a peut-être pas de meilleure démonstration de la folie des présomptions humaines que cette image distante de notre minuscule monde. A mes yeux, cela souligne notre responsabilité de nous traiter les uns les autres avec plus d'égards, de préserver et de chérir le point bleu pâle, la seule maison que nous connaissions."

Une belle description du pouvoir de la science et de l'exploration. L'argument a toujours été avancé, et il le sera toujours, que nous en savons assez sur l'univers. On aurait pu l'avancer dans les années 1920 ; on n'aurait pas eu la pénicilline. On aurait pu l'avancer dans les années 1890 ; on n'aurait pas eu le transistor. Et on l'avance aujourd'hui dans cette période économique difficile. Certainement, nous en savons assez. Nous n'avons pas besoin d'en découvrir plus sur notre univers.

Permettez-moi de laisser le dernier mot à quelqu'un qui est devenu rapidement un de mes héros, Humphrey Davy, qui fit ses recherches à l'aube du 19è siècle. Il était clairement assailli tout le temps. Nous en savons assez à l'aube du 19è siècle. Contentez-vous de l'exploiter, de construire des choses. Il a dit ceci, il a dit, "Rien n'est plus fatal au progrès de l'esprit humain que de présumer que nos vues sur la science sont ultimes, que nos triomphes sont complets, qu'il n'y a pas de mystères dans la nature, et qu'il n'y a pas de nouveaux mondes à conquérir."

Merci.

(Applaudissements)