Si l’espace s’étend dans toutes les directions, qu’y a-t-il en dessous de la Terre ?

Il n’y a pas si longtemps, je lisais un de ces articles qui apparaissent sur Facebook, où l’image principale montrait un planisphère à l’envers. Une initiative que les habitants de l’Argentine défendent depuis longtemps, en proposant que le Sud soit en haut et le Nord en bas.

Au-delà des implications de cette idée, je me suis mis à réfléchir à la raison astronomique pour laquelle nous avons choisi de placer le Nord en haut et le Sud en bas, autrement dit, à quel moment a-t-on décidé que l’orientation devait être ainsi.

En faisant quelques recherches sur Internet, j’ai découvert que la réponse la plus couramment admise tient à une convention utilisée par les anciens navigateurs et marchands européens, convention qui s’est définitivement imposée lors de la conception de la carte de Mercator.

Une explication faisant davantage appel à la science serait que, depuis un peu moins de 13 000 ans, une étoile coïncide presque parfaitement avec l’axe de rotation de la Terre : Polaris, dans la constellation de la Petite Ourse, marquant ce que nous appelons le pôle Nord céleste.

Autrement dit, notre « étoile du Nord » est en place depuis suffisamment longtemps pour que nous puissions l’utiliser comme référence pour naviguer ou nous orienter au cœur des près de 68 % de terres émergées situées de ce côté de l’équateur. Très bien, mais alors, qu’y a-t-il sous la Terre ?

En bas ou en haut ?

À l’exception d’une période plus ou moins sombre du point de vue scientifique — et je dis « plus ou moins » car, selon certains défenseurs du Moyen Âge, des avancées ont bien eu lieu, surtout empiriques, notamment en médecine — on croyait alors que la Terre était plate.

L’illustration que beaucoup d’entre nous ont vue à l’école primaire représentait un disque soutenu par des éléphants, eux-mêmes debout sur une tortue. Une image très différente de celle du « Titan Atlas » qui, selon les Grecs plusieurs siècles auparavant, portait un globe terrestre sur ses épaules pour l’éternité.

Dans ces images, il était relativement facile d’identifier où se trouvait le « bas ». Il suffisait de considérer cela comme le sol, là où s’appuyaient la tortue ou le titan, et le tour était joué. Cependant, avec l’arrivée de la Renaissance, les questions ont refait surface : comment prouver la sphéricité de la Terre ? Qu’y a-t-il sous nos pieds ?

Au sens strict de la question, sous nos pieds se trouve le centre de la Terre, et voilà, continuons à observer les étoiles ! Mais pourquoi s’arrêter là et ne pas poursuivre l’exploration de ce qui se trouve au-delà, de l’autre côté de la planète, en dessous du Système solaire ? Est-il seulement possible de se poser une telle question ?

Haut et bas ?

Une phrase très belle que m’a laissée ma directrice de thèse, la docteure Deborah Dultzin, à propos des observations et des mesures astronomiques, est la suivante :

Réfléchissons à ce qu’elle voulait dire par là et, puisque les conventions de « haut » et de « bas » ne fonctionnent que lorsque nous disposons d’un cadre de référence, alors, si un jour nous nous retrouvons perdus dans l’espace, nous ne pourrons pas répondre si facilement… merci les amis astronomes !

Lorsque nous observons à travers un télescope, en raison du trajet « optique » que suit la lumière en traversant ou en se réfléchissant sur les lentilles et les miroirs de l’instrument, l’image change inévitablement d’orientation : ce qui, de notre point de vue, est en bas ou à droite apparaîtra en haut et à gauche.

En astronomie, nous résolvons généralement ce problème de manière très simple. Nous établissons un point de référence qui ne change pas pour tous les observateurs sur Terre et, à partir de là, selon la direction dans laquelle nous observons, nous considérons les valeurs comme positives ou négatives.

De manière générale, les mouvements s’effectuent sur une grande sphère. Ainsi, en utilisant les conventions mathématiques, tout mouvement effectué dans le sens inverse des aiguilles d’une montre est considéré comme positif. De la même façon, tout déplacement allant de l’équateur (en bas) vers le pôle Nord (en haut) porte également le même signe.

Il n’existe pas de privilèges dans l’Univers

Dans des articles précédents, nous avons déjà parlé de la conservation du moment angulaire, ce principe de physique qui fait que les objets en rotation tournent plus vite lorsqu’ils sont « compacts » et plus lentement lorsqu’ils sont étendus, comme les jupes ou les bras et les jambes des danseuses de ballet.

Cela se produit également lors de la formation d’une étoile, comme nous l’avons expliqué dans l’article sur les objets Herbig-Haro. Mais qu’est-ce qui détermine le sens de rotation ? Nous n’en savons rien. La moindre perturbation ou un vent stellaire externe peut imposer une rotation dans n’importe quelle direction : il n’existe aucun privilège dans l’Univers.

Ce qui est intriguant dans le Système solaire, c’est que la majorité des planètes tournent dans le même sens si on les observe « d’en haut », c’est-à-dire perpendiculairement au plan de l’écliptique, depuis le nord céleste. À l’exception de Vénus et d’Uranus, que l’on pense avoir subi de violents impacts, la plupart tournent dans le sens antihoraire (vers la gauche).

Si l’on va encore plus loin, on trouve le plan galactique, auquel nous attribuons également un nord et un sud qui, par souci de praticité, coïncident presque parfaitement avec les points que nous avions déjà définis. Alors… qu’y a-t-il en bas ? La seule réponse que nous puissions donner avec certitude est : « It’s full of stars! »