Astronomie

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La science qui se consacre à l'étude du soleil, du système solaire, des étoiles éloignées, des galaxies lointaines et de tous les autres corps célestes pouvant être détectés dans l'Univers. L'astrophysique, un domaine étroitement lié de la spectroscopie et de la cosmologie, fait partie de ses principales branches. L'astronomie est souvent considérée comme la plus ancienne des sciences puisque, il y a plus de 5000 ans, les mouvements des astres servaient à prédire des événements tels que le débordement annuel du Nil. À l'époque des explorations modernes, l'astronomie était appliquée à la navigation, à l'arpentage et à la mesure du temps.

L'astronomie moderne, cependant, s'intéresse davantage à la nature physique et chimique de la matière située au delà de l'atmosphère terrestre, où les conditions de température et de pression ainsi que les champs gravitationnels et les champs magnétiques permettent aux astronomes d'observer la matière dans des conditions extrêmes impossibles à reproduire dans les laboratoires terrestres. L'astronomie est aussi étroitement liée à la physique, à la chimie, aux mathématiques, à la géologie, à l'ingénierie et à l'informatique.

L'astronomie au Canada

Les premières observations astronomiques documentées effectuées sur le territoire du Canada actuel remontent aussi loin que le début du XVII^e siècle. Il s'agit d'observations sporadiques consignées par des explorateurs de l'Arctique en 1612, puis de témoignages occasionnels de missionnaires français qui, à partir de 1618, font état de comètes et d'éclipses. Des missionnaires jésuites rapportent ainsi une éclipse le 27 octobre 1632. Il peut y avoir désaccord sur ce qui constitue le plus ancien observatoire au Canada, selon la définition que l'on adopte. L'un des premiers observatoires en Amérique du Nord a été construit à Louisbourg par le marquis de Chabert en 1750-1751. Chabert y élabore des cartes, effectue des observations et rédige un rapport intitulé Voyage fait par ordre du Roi en 1750 et 1751 dans l'Amérique septentrionale. Malheureusement, rien ne subsiste de cet observatoire.

Il existe des preuves que Joseph Frederick Wallet DesBarres a construit un petit observatoire en 1765 à Castle Frederick, en Nouvelle-Écosse, afin d'y vérifier le bon fonctionnement de ses instruments de topographie. L'édifice abritait aussi vraisemblablement des télescopes astronomiques. Il ne reste rien non plus de cet édifice. On commence à faire des observations au Toronto Magnetic Observatory en 1840, mais les instruments astronomiques qui lui sont destinés ne sont jamais livrés. En 1850, on érige un observatoire à la Citadelle de Québec afin de satisfaire aux besoins de la navigation maritime, mais ni la structure originale, ni celle qui lui a succédé sur les plaines d'Abraham en 1874 n'ont survécu jusqu'à nos jours.

On construit un autre observatoire sur le campus de l'U. du Nouveau-Brunswick en 1851, et une plaque commémorative, dévoilée en 1955, présente cet édifice comme étant le « premier observatoire astronomique au Canada ». Un observatoire public voit le jour à Kingston en 1856, puis un autre à Montréal en 1862. Ce dernier sert à déterminer l'heure . Pendant les trois décennies qui suivent, on installe des télescopes rudimentaires dans d'autres villes et municipalités. En 1885, pressé par l'urgence d'arpenter les terres adjacentes au chemin de fer transcontinental, le gouvernement fédéral s'engage dans la même voie, car dans les régions montagneuses, les techniques astronomiques deviennent une nécessité.

La détermination de la longitude (relative au méridien d'une ville située en Europe de l'Ouest) d'un navire en mer, d'une île nouvellement découverte ou d'une colonie dans les Amériques constitue un problème de taille au cours des voyages d'exploration. L'invention et le perfectionnement du chronomètre de marine par John Harrison en 1761 résoudra le problème sur le plan pratique. Auparavant, cependant, diverses méthodes astronomiques sont utilisées pour tenter de déterminer la longitude. En Nouvelle-France, par exemple, les jésuites et d'autres observateurs notent plus d'une douzaine d'éclipses entre 1632 et 1694. Cinq éclipses lunaires sont observées à Québec ou à Sainte-Marie-des-Hurons (Midland, en Ontario) ainsi qu'en Europe, et l'on en tire d'utiles longitudes. Même si l'on réussit assez bien à observer des éclipses solaires, les théories de l'époque ne permettent pas de déterminer des longitudes exactes par ce moyen.

Au début du XIX^e siècle, l'intérêt pour les éclipses s'est d'ores et déjà concentré davantage sur l'étude du Soleil plutôt que sur la détermination des longitudes. C'est pourquoi l'intérêt pour les éclipses solaires totales devient prépondérant. Les expéditions liées aux éclipses nécessitent une planification minutieuse et signifient souvent des voyages difficiles vers des contrées lointaines, comme c'est le cas de l'expédition américaine menée dans le Nord du Manitoba pour observer l'éclipse totale du 17 juillet 1860. L'équipe, dont fait partie Simon Newcomb, un astronome américain né en Nouvelle-Écosse, vit la même expérience que de nombreuses expéditions ultérieures : des nuages surviennent au jour tant attendu. Au cours du XX^e siècle, huit éclipses solaires totales se sont produites au Canada. Elles ont été observées par des équipes au sol et, depuis 1945, à partir d'aéronefs et même de fusées. La plus importante expédition canadienne demeure cependant celle menée en 1922 en Australie sous la direction de C.A. Chant; pendant l'éclipse, on y observe le déplacement des étoiles visibles près du Soleil éclipsé. Les données recueillies par cette expédition contribueront à fournir un appui à la théorie de la relativité basée sur des observations.

Peu de récits dans l'histoire de l'astronomie peuvent rivaliser avec les premières observations des passages de Vénus. Dans les rares occasions où Vénus passe directement entre la Terre et le Soleil, on peut la voir, pendant plusieurs heures, traverser le disque solaire. Au XVII^e siècle, on se rend compte que le minutage précis de ces passages, qui viennent par paires à huit ans d'intervalle tous les 122 ans, peut servir à établir l'ordre de grandeur du système solaire. On met en oeuvre des efforts immenses pour observer le passage de 1769. Entre autres, une équipe dirigée par l'astronome William Wales et un autre observateur anglais, Joseph Dymond, s'engage dans une expédition difficile dans la région de Churchill, au Manitoba. Après un hiver redoutable, elle observe avec succès le passage de Vénus.

Une tentative d'observation à l'Île-aux-Coudres, à 100 km en aval de Québec, échoue partiellement à cause des nuages. En 1882, on décide d'observer le passage à partir de régions moins reculées du Canada, en particulier des observatoires plus imposants de Woodstock, en Ontario (où le ciel se couvre au moment crucial), et de Kingston, aussi en Ontario (où l'on réalise des observations fructueuses). Ces campagnes internationales obtiennent un certain succès, mais les difficultés d'observation réduisent la précision des résultats finaux.

L'astronomie canadienne connaît une évolution parallèle dans les universités et les organismes du gouvernement fédéral. L'intérêt des provinces se matérialise indirectement par leur appui au développement des universités. Le gouvernement fédéral fournit une première contribution financière à la recherche en astrophysique par la création, en 1905, de l'Observatoire fédéral à Ottawa, lequel est pourvu d'une lunette astronomique et d'un télescope solaire, ainsi que d'instruments pour l'observation des passages et servant à l'astronomie de position. En 1918, l'Observatoire fédéral d'astrophysique, situé près de Victoria (C.-B.), s'ajoute aux installations de recherche fédérales. Son télescope, dont le miroir mesure 1,88 m (72 po), est le plus gros du monde à l'époque. L'addition d'un deuxième télescope et la modernisation constante du matériel de détection sont venues améliorer les installations de Victoria.

D'importants observatoires de radioastronomie ont été construits près de Penticton, en Colombie-Britannique, et dans le parc provincial Algonquin, en Ontario. Plus récemment, le télescope de la Société de télescope Canada-France-Hawaï, situé au sommet du mont Mauna Kea, à Hawaï, et mis en service en 1979, est devenu l'instrument le plus important pour les astronomes canadiens dans le domaine optique. En 1970, tous les programmes de recherche gouvernementaux en astronomie ont été placés sous l'égide du Conseil national de recherches du Canada (CNRC). L'Institut Herzberg d'astrophysique du CNRC est créé en 1975 et offre des programmes d'astrophysique et de sciences spatiales en laboratoire.

Le premier département canadien d'astronomie est mis en place à l'U. de Toronto en 1904. En 1933, grâce aux efforts de C.A. Chant, l'Université fait l'acquisition de l'observatoire David Dunlap. En 1971, elle inaugure le premier télescope canadien en opération dans l'hémisphère Sud, à Las Campanas, au Chili. Au début de 1987, l'astronome canadien Ian Shelton observe, grâce à ce télescope, l'explosion d'une supernova dans le Grand nuage de Magellan. Il s'agit d'un événement astronomique ayant des répercussions profondes dans le domaine de la recherche en astronomie. Les universités Queen, York, de Western Ontario, de Calgary, de l'Alberta et de Victoria possèdent aussi leurs propres installations d'observation. Pour leur part, l'U. de Montréal et l'U. Laval partagent des installations au mont Mégantic, au Québec.

Les universités suivantes ne dispensent que des cours de premier cycle : Laurentienne, Laval, de Lethbridge, du Manitoba, McGill, de la Saskatchewan et Simon Fraser. Les universités de l'Alberta, de la Colombie-Britannique, de Guelph, Lakehead, de Montréal, Queen, St. Mary, de Toronto, de Victoria, de Waterloo, de Western Ontario et York offrent une formation aux étudiants du premier cycle et des cycles supérieurs.

Le premier grand planétarium établi au Canada est le Queen Elizabeth Planetarium, qui ouvre ses portes en 1962 à Edmonton, en Alberta. Plusieurs villes canadiennes ont maintenant des planétariums qui, pour un coût modique, permettent de familiariser le public de façon visuelle avec l'astronomie.

Malgré sa petite taille, la communauté astronomique canadienne réunit plusieurs savants réputés pour leur contribution à l'astronomie internationale. Parmi les plus éminents se trouvent C.S. Beals, Sidney Van den Bergh, C.A. Chant, Arthur Covington, J. Donald Fernie, W.E. Harper, Frank Hogg, Helen Hogg-Priestley, W.F. King, J.L. Locke, Donald C. Morton, Andrew McKellar, Peter Millman, Joseph Pearce, R.M. Petrie, J.S. Plaskett, R.M. Stewart , et R.K. Young.

Associations et publications

Des sociétés d'astronomie actives, regroupant des astronomes professionnels et des amateurs enthousiastes, se multiplient de nos jours tant à l'échelle locale que nationale et internationale. La première société canadienne d'astronomie est le Toronto Astronomical Club, créé en 1868 à l'initiative d'Andrew Elvins. Ce club est un prolongement du Canadian Institute et, après deux décennies d'un dynamisme inégal, il devient en 1890 l'Astronomical and Physical Society of Toronto. En 1903, il est rebaptisé Société royale d'astronomie du Canada (SRAC), à laquelle s'associent des centres locaux. Elle compte aujourd'hui 20 centres répartis dans les principales villes canadiennes. Ses membres, au nombre d'environ 3000, comprennent à la fois des professionnels et des amateurs.

Chaque centre possède son propre programme de cours, et plusieurs sont dotés d'excellentes installations d'observation. Une assemblée générale annuelle réunit des membres présents partout au Canada et même à l'étranger pour une rencontre de trois jours tenue dans différents endroits au pays, au cours de laquelle ils échangent des idées et présentent les résultats de leurs activités. Les clubs locaux d'astronomie ne sont pas tous membres de la SRAC. Il existe plusieurs clubs autonomes dans diverses villes et municipalités, et on trouve, au Québec, une association des clubs francophones, soit l'Association des groupes d'astronomes amateurs (AGAA). Plus de 12 clubs, dont deux centres francophones de la SRAC, appartiennent à l'AGAA, qui compte environ 1000 membres.

La Société canadienne d'astronomie (SCA) a été créée en 1970 à titre de regroupement des astronomes professionnels canadiens et elle réunit maintenant près de 300 membres. Elle tient une assemblée annuelle où l'on présente les résultats des recherches et elle représente les astronomes pour les questions d'ordre national.

Des articles sur l'astronomie paraissent dès les années 1850 dans le Canadian Journal, publié par le Canadian Institute. Les premières Transactions of the Astronomical and Physical Society of Toronto sont publiées en 1891. En 1907, le Journal de la Société royale d'astronomie du Canada vient remplacer cette publication annuelle. Le Journal, qui vise à la fois les amateurs et les professionnels, paraît au moins six fois par an et jouit d'une diffusion importante à l'étranger. La SRAC publie aussi chaque année le Manuel de l'observateur, un condensé de phénomènes célestes à venir et de données astronomiques. La SRAC, plusieurs de ses centres locaux, l'AGAA, la SCA et d'autres clubs publient également régulièrement des bulletins d'information.