Dr Eric Simon

L'avenir radieux de l'Astronomie

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Je me suis amusé à regarder un indicateur simple comme le nombre de grands télescopes terrestres mis en service dans le monde dans les 100 dernières années, c'est à dire des télescopes de plus de 2,5 m de diamètre, depuis le Hooker de 1917 (Mt Wilson) et jusqu'au 7ème GMT (Giant Magellan Telescope) devant arriver en 2019.
Les courbes (nombre de télescopes et surface de miroir cumulée) sont carrément impressionnantes... à voir ici :
http://drericsimon.blogspot.com/2011/11/lavenir-radieux-de-lastronomie.html

Eric

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Très intéressant !

Et très trompeur, à mon avis. J'aboutis à des conclusions inverses avec les mêmes données que toi...

Ce que ne montrent pas tes courbes, à mon avis, c'est le gain scientifique qu'apporte l'augmentation du diamètre...

Ce gain a culminé, de façon absolument prodigieuse, avec le télescope de 2.5 m du mont Wilson, dans les années 1920.

Aujourd'hui, on envisage de construire un télescope de 39 mètres (39, pas 42, tout un symbole) qui va engloutir une bonne partie du budget astronomique de l'Europe, pour un gain scientifique qui reste à démontrer.

Pour le dire clairement, à mon avis, l'astronomie atteint progressivement, comme la physique avant elle, le point où l'effort technologique et financier va devenir déraisonnable par rapport au progrès attendu.

Un exemple ? Le LHC. Il n'y en a qu'un. Le prochain, pas même conçu, pas même budgetté, pourrait voir le jour dans 30 ou 40 ans...

Bien sûr, on a pas encore, heureusement, mangé notre pain blanc : j'attend impatiemment LSST et Gaia, par exemple. JWST, qui m'a fait rêver il y a une décennie, beaucoup moins. A mon avis, au delà des "belles images" à la Hubble, il aura été déjà pas mal devancé par Alma, les grands surveys, etc, quand il sera mis en service.

Les télescopes géants, de leur côté, se raréfient inexorablement. Les trois grands (GMT, TMT, EELT) n'ont pas de concurrence attendue, et pour cause : ils absorbent les budgets de continents entiers.

Et après ? Pour multiplier par deux la résolution et par quatre la luminosité de ces machines, il faudrait que la génération suivante mesure... 80 mètres de diamètre... A mon avis, on touche ici, comme le LHC, la limite du coût et de la techno.

C'est d'ailleurs logique. En gros, les télescopes sont très prêt de l'horizon cosmologique, déjà. En remontant très loin dans le temps (en z) les observations deviennent exponentiellement, pas géométriquement, plus difficiles, c'est un effet secondaire de l'expansion.

Le rêve, pour avancer un peu, se serait finalement de pouvoir satelliser un "JWST" géant, de 16 ou 20 mètres, dans l'espace. Au vu de l'état actuel de la technologie spatiale, je pense que c'est utopique.

S


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Dr Eric : "Je connais plus d'un économiste (je sais, ça n'a rien à  voir!) qui aimerait contempler une courbe de ce type..."

8zi' : Mais ils le peuvent avec celles du chomage, par exemple, l'économie est une "science" ou tout est encore possible...

Super' : "Le rêve, pour avancer un peu, se serait finalement de pouvoir satelliser un "JWST" géant, de 16 ou 20 mètres, dans l'espace. Au vu de l'état actuel de la technologie spatiale, je pense que c'est utopique."

8zi' : Dien merci on a imaginé obtenir un tel resultat en expédiant la-haut quelques petits mirroirs constituant un interféromètre aux capacités encore supérieures. Plus simple à dire qu'à faire, mais esquivant la difficulté signalée.

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Ah ?
Je savais pas...

C'est vrai que Darwin va être mis en service incessament sous peu, c'est tellement simple...

La "difficulté signalée", une broutille... Pour synthétiser un miroir de 16 mètres dans l'espace, il "suffira" de satelliser 16 télescopes de 4 mètres de diamètre, rien du tout, en effet.

S

[Ce message a été modifié par Superfulgur (Édité le 20-11-2011).]

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Maintenant, l'amélioration incontestable de la qualité des images se fait surtout grâce à l'optique adaptative. Le "toujours plus large" c'est un peu du vent maintenant !

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S : Ah ?
Je savais pas...
C'est vrai que Darwin va être mis en service incessament sous peu, c'est tellement simple...
La "difficulté signalée", une broutille... Pour synthétiser un miroir de 16 mètres dans l'espace, il "suffira" de satelliser 16 télescopes de 4 mètres de diamètre, rien du tout, en effet.


Ben oui, je croyais l'avoir dit : "plus simple à..."

Et puis la complexité du machin dépend aussi de ce que l'on veut observer. Ce type de projet est ancien et ne sera pas réalisé avant longtemps, et s'il l'est un jour, dépasserait la difficulté que tu signalais. Maintenant, si tu t'opposes à ce que l'on envisage de le faire, on devra se passer de ton approbation, un déchirement.

http://documents.irevues.inist.fr/bitstream/handle/2042/12677/144_611.pdf?sequence=1

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T'es gentil, je crois assez bien connaître, et depuis pas mal de décennies, les projets de télescopes, j'ai même signé un livre là dessus avec une astronome, livre préfacé par la patronne de l'ESO, alors tes PDF...

Je ne m'oppose à rien du tout, je prend des distances avec l'hyperoptimisme béat, c'est tout.

Maintenant, si çà se trouve, dans dix ans, on construira OWL, télescope de 100 mètres de diamètre, pourquoi pas... Ca ne fait que quinze ans qu'on rêve de ce truc...

Plus sérieusement, mon analyse (qui ne vaut rien et ne repose sur rien, on est d'accord), c'est encore une fois, le décalage entre le coût des machines et leur rendement scientifique. Si tu ne vois pas çà, je peux rien pour toi.

S

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S: "Si tu ne vois pas çà, je peux rien pour toi."

Si, peux-tu me faire parvenir un exemplaire de ton bouquin préfacé ?
J'en serai extrêmement honnoré.


[Ce message a été modifié par Huitzilopochtli (Édité le 20-11-2011).]

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Ce serait intéressant de faire la mème chose avec les miroirs amateurs et de comparer les deux courbes... et les inflexions...

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En fait, en y réfléchissant (notre ami Quetzacloaque m'a passablement énervé) c'est bien plus grave que je ne l'explique plus haut. La véritable rupture contemporaine, ce n'est pas l'augmentation de la taille des miroirs, c'est l'arrivée de l'imagerie électronique.
Jusqu'en 1980, pour simplifier, le rendement des récepteurs était de 1 % à 5 %, au mieux. A partir de 1980 et du CCD, le rendement, en gros, atteint 50 % : le progrès est prodigieux.
On doit au CCD l'explosion de la cosmologie observationnelle.

Aujourd'hui, avec des télescopes de 10 à 20 mètres + CCD, + optiques adaptatives, on progresse, certes, mais de moins en moins vite.

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"Aujourd'hui, avec des télescopes de 10 à 20 mètres + CCD, + optiques adaptatives, on progresse, certes, mais de moins en moins vite."

Et un grand interferomètre sur Terre ça ne permettrait pas de faire des progrès plus significatifs?

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En théorie, oui, en pratique, c'est pas si simple.

Cela fait presque quarante ans que les astronomes nous "vendent" des interféromètres optiques géants, et les résultats inouïs que de tels instruments vont permettre d'obtenir...

On a eu droit, même, à un projet d'interféromètre sur la Lune, et, plus récemment, un projet d'interféromètre... en Antarctique. Evidemment, c'est beau sur le papier, totalement utopique dans le monde réel de la vraie réalité.

Dans le monde réel, les interféromètres actuels (100 à 400 m, pour simplifier) prennent des mois pour observer une seule cible, très brillante, très constrastée, très simple (étoiles, généralement) dont l'image est reconstruite d'après un modèle théorique. On est à un million d'années-lumière de l'imagerie classique. Il y a quelques résultats magnifiques (Capella, Bételgeuse, Mira, Altaïr, etc) mais tellement limités...

N'oublie pas qu'un interféromètre a le pouvoir séparateur de son diamètre, mais la luminosité de la somme de ses surfaces. Ce ratio est terriblement limitatif.

S

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La course aux grands diamètres me fais penser aux rêves des années 60/70

1970 la lune.

1980 les usines sur la lune.

2000 l'homme sur Mars.

Comme le disait Super, un jour nos rêveurs sont revenu sur terre pour
constater que ce genre de truc coutait une montagne de pognon était à la
limite de notre technologie et avait un intérêt plus que limité, que le
rapport pognon claqué/résultat était délirant.

L'interfero spatiale, quand on voit le coût de Hubble (sans parler des
difficultés techniques), c'est pas pour demain.

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euh oui, enfin, en radio, l'inteferometrie spatiale, ca se fait depuis longtemps, non ?

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L'interferro optique, ça devait être l'avancée "décisive" du VLT et du Keck 2. Qu'en est-il résulté, au fait ? On n'entend guère parler de résultats extraordinaires issus de cette technologie...

[Ce message a été modifié par Kaptain (Édité le 21-11-2011).]

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Je vais sûrement dire une connerie, mais il me semble (?) que de nos jours, pour faire un peu de science, il est utile de prendre un spectre du bazar observé.

Pour analyser la metallicité de la galaxie à z=20, ou les supergéantes de la galaxie bidule dans l' amas d' à côté, ou l' atmosphère de l' exoplanète Pandora orbitant autour d'une naine rouge située à 200000 AL du Soleil , il faut certe avoir au préalable repéré cette galaxie ou étoile ou planète (si elle est assez proche), et donc avoir un minimum de résolution, mais il faut aussi avoir assez de flux pour récupérer au moins les 1,2 photons et quelques qui permettent au CCD de voir la cible, le signal ayant traversé le spectromètre ...

Et pour ça, il me semble (?) que la seule solution c'est d'avoir un téléscope de diamètre suffisant, optique adaptative ou pas.

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DG2,

Ah... Il faudra nous donner un exemple de manips interférométriques radio faites depuis l'espace ayant donné lieu à des publis, on est toutes ouïes... On a satellisé le VLA ou les manips VLBI ?

PascalD. Oui, bien sûr. Je prenais l'exemple de l'imagerie parce que c'est le plus parlant. Mais la spectro a rigoureusement les mêmes contraintes, en fait. Le flux, et même la résolution : si tu concentres le flux de ta galaxie de z : 20 sur une tache de 1'', c'est la cata.

L'interféro, spatiale ou terrestre, ce n'est pas moi qui l'est introduite dans la discussion, c'est notre ami Quetzacloaque, qui ne connaissait pas la contrainte irréductible de cette technique : le ratio surface-diamètre. Perso, j'indiquais (ce que tu rappelles) que c'est le diamètre ET la surface, qui comptent, pour étudier les astres faibles (exoplanètes) ou lointains (galaxies primordiales).

Kaptain, il y a des résultats scientifiques, peu nombreux, sur les sources très brillantes, étoiles de première ou deuxième magnitude.
Techniquement, c'est fantastique, quand tu regardes bosser le VLTI, tu es scotché. Mais, à mon avis, on n'investira pas dans des interféromètres vraiment efficaces, c'est à dire comptant un grand nombre de télescopes, de diamètre conséquent, parce que techniquement et financièrement, ce serait fou. Saura t'on le faire dans vingt ou trente ans ? Peut-être.

Perso, je suis fasciné par le fait que Bételgeuse a été mesurée, résolue, par Michelson en 1920 par interférométrie, toujours sur le télescope de 2.5 du mont Wilson, le plus important télescope de l'histoire de l'astronome, avec la lunette de Galilée. A côté, Hubble prête à sourire.
Eh bien : on est au quasiment au même point, j'exagère à peine : mesurer des étoiles de première magnitude, mesurer leur forme (çà c'est nouveau, bravo). J'exagère et je simplifie, OK, mais à peine.

Au VLTI, par exemple, on rêve de multiplier les télescopes, sauf que ce n'est pas possible, on ne peut dépasser six, si j'ai bonne mémoire : il n'y a pas de quoi installer des lignes à retard sous la plateforme, il faudrait tout casser...

Bref, l'interférométrie, c'est à peine plus compliqué qu'envoyer un homme sur Mars, et moins compliqué que réaliser la fusion nucléaire contrôlée, qu'on nous promet depuis cinquante ans.

[Ce message a été modifié par Superfulgur (Édité le 21-11-2011).]

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Envoyer un homme sur Mars n'est pas si compliqué que ça. Un peu cher mais pas si compliqué. Evidemment, si on veut le faire revenir, là ça devient très cher. Il suffirait de trouver des types acceptant de se sacrifier pour la gloriole.

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Il me semble que des tas de satellites d'observation de la Terre fonctionnent avec un mode interferometrique et ce sont eux qui fabriquent les jolies cartes de deplacement de la surface terrestre apres des tremblements de terre, comme celle-ci : http://www-star.stanford.edu/sar_group/HECTOR5nov99.jpeg . Par contre je ne sais pas ce que cela vaut dans une perspective astronomique, ou les cibles sont moins brillantes. Mais en tout cas, l'interferometrie spatiale, ca existe certainement.

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Oui mais non, dg2.

En astronomie, à ma connaissance, l'interférométrie spatiale n'existe pas encore, il y a eu des expériences de VLBI entre la Terre et l'orbite, mais on reste dans l'anecdotique. En planétologie, on utilise des radars à synthèse d'ouverture sur les satellites, je ne sais pas comment çà marche mais il s'agit de grandes longueurs d'onde.

Je ne connais pas la longueur d'onde du travail que vous mettez en lien, mais je subodore qu'on navigue dans le millimétrique ou le centimétrique, voire plus. L'optique, comme vous savez, c'est mille, dix mille fois plus petit...

Et c'est pas une surprise si, depuis à la louche 1970 et les travaux de Shao, Labeyrie, pour développer l'interférométrie optique/infrarouge, on reste dans la recherche et développement, c'est dur...

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En astronomie, il y a le projet russe Radioastron qui s'est envole en juillet dernier, et qui est en phase de calibration. Ils promettent ( http://www.asc.rssi.ru/radioastron ) les premieres observations astronomiques pour... la seconde moitie de novembre. Donc peut-etre que cela va vite evoluer : etant donnee l'orbite du machin, ils peuvent pretendre a des resolutions assez fabuleuses (10 micro arcseconde), mais l'antenne ne fait que 10m (ce qui est pas mal pour du spatial !), donc sans doute limite a des objets tres brillants.

[Ce message a été modifié par dg2 (Édité le 21-11-2011).]

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Dg2,

Oui mais non. Vous parlez d'interférométrie radio, çà, çà marche, en gros, depuis 1960. VLA, VLBA et VLBI atteignent des résolutions hallucinatoires en longueurs d'onde centimétriques et décimétriques.

Ce post évoque les miroirs de télescopes, comprendre V et IR. Encore une fois, les longueurs d'onde sont mille à cent mille fois plus petites que les ondes radios évoquées plus haut.

En terme de précision métrologiques, on est à 3, 4, 5 ordres de grandeur...

Cela dit, la démonstration est valab' aussi pour la radio : l'astronomie en longueur d'ondes radio a fait des progrès formidables, on voit des trucs autour des trous noirs, par exemple, mais faire mieux, çà va pas être simple : les plus grands interféromètres, VLBI et VLBA, font déjà la taille de la Terre.

Ah mais oui, vous me direz "ya ka satelliser au point de Lagrange 100 antennes de 25 mètres, on aura un interféromètre de 1 miion de kilomètres, on verra à l'intérieur des trous noirs, on entendra les civizations extraterress', etc, effectivement, yaka.

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Je me rappelle avoir lu une nouvelle de SF dans un vieux Ciel et Espace, années 90 probablement.
Il y était question d'une astronome qui pilotait un interféromètre dont les unités étaient réparties sur de grandes distances dans le système solaire...
J'avais oublié ce texte, mais votre discussion me l'a rappelée.

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