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26 mai 2012 6 26 /05 /mai /2012 21:49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Je comprends ton interrogation, mon fils, lorsque tu observes dans la nuit cette myriade de petits points brillants. Ce ciel étoilé dont je t’ai déjà appris à reconnaître certaines constellations dont la plus facile : la Grande Ourse (la casserole renversée) qui nous indique toujours l’étoile polaire.

Constellation de la grande Ours

"La constellation de la Grande Ourse"

       Grande-ourse.jpg

 

     Je voudrai te raconter l’histoire de ce grand Univers que tu continueras à habiter après moi. Car en effet, ce mystérieux cosmos délivre une histoire merveilleuse qu’il faut connaître. Aujourd’hui, les scientifiques qui étudient la cosmologie reconnaissent ne pas tout savoir de cette grande histoire et admettent qu’il y a une quantité de questions qui demeurent sans réponses.

Beaucoup d’énigmes non résolues.


      Notre Univers reste encore profondément mystérieux. D’ailleurs en ce moment même certains astrophysiciens avancent plusieurs théories nouvelles et révolutionnaires sur notre Univers.

      Certains même seraient en train de démontrer, en ce printemps 2012, que notre Univers ne serait qu’un hologramme… Tout comme d’autres chercheurs, indépendamment des premiers, considèrent que le cerveau de l’Homme fonctionnerait également selon le principe holographique !!

Nouvelles théories révolutionnaires que je n’ai pas de mal à admettre personnellement, mais ceci est une autre histoire qui fera l’objet d’une nouvelle leçon.


      Bien sûr dans cette histoire il sera question de science, ce qui n’exclut pas de découvrir, peut-être, le Grand Architecte qui se cache derrière !

Alors étends-toi et ferme les yeux. Respire profondément. Porte ton attention sur toutes les parties de ton corps : tes pieds, tes mains, ton nez, tes yeux, tes oreilles. Tu y es ?


      Pour chacun d’entre nous, l’Univers commence par ça : ce que tu sens, ce qui te permet de voir, d’écouter, de percevoir à la fois ton monde intérieur et le monde extérieur. Tu fais partie intégrante de l’Univers au même titre que tous les animaux, les plantes et les rochers qui nous entourent. D’ailleurs les croyances des Hommes des anciennes civilisations, des indiens d’Amérique aux nomades de Sibérie en passant par les maoris polynésiens, pensent que l’Homme fait partie intégrante de la Nature sur notre Terre tout comme la goutte d’eau fait partie intégrante de l’Océan.


      C’est-à-dire que lorsqu’on tue un animal inutilement, ou si on dégrade son environnement, une forêt par exemple, on porte atteinte directement aux Hommes, donc à toi-même. Mais cela aussi est une autre grande histoire qui fera l’objet de beaucoup d’autres leçons…

 

    C’est donc par ton corps et ton esprit que nous allons explorer cet Univers.

 

Ouvre les yeux maintenant.


      C’est la nuit, le ciel est dégagé sans nuages. Il y a des étoiles partout, des brillantes et d’autres très faibles, à peine visibles à l’œil nu. Il y a la Terre qui nous porte, le Soleil qui nous éclaire le jour et la Lune dont la forme évolue chaque nuit.


      L’Univers c’est tout cela. Tout, tout, tout.


      Il y a eu un évènement extraordinaire pour toi il y a un certain nombre d’années : tu es né, tu es venu au monde, tu as commencé à exister. Tu es entré dans l’Univers. Avant tu n’y étais pas. Je ne parle pas du jour de ta naissance qui est maintenant la date de ton anniversaire. Je parle du moment, environ neuf mois auparavant, où ton papa et ta maman t’ont conçu en faisant l’amour. Ce jour est pour toi bien plus important que celui de ton anniversaire.

 

    Ce jour-là, tu es apparu sur une petite planète, la Terre, qui tourne autour du Soleil, qui lui-même tourne autour du centre de notre Galaxie, la Voie Lactée, une des innombrables galaxies de notre Univers. Cela s’est passé dans le ventre de ta maman. Des millions de petites cellules avec une longue queue, les spermatozoïdes, ont été injectés par ton papa. Les voilà engagés dans une course de vitesse. Ils se dirigent précipitamment vers l’ovule qui attend et qui sera l’autre moitié de toi. Quelle ardeur dans la compétition ! De tous ces prétendants un seul nous importe ici, celui qui gagnera la course. Il va pénétrer l’ovule et le féconder. Les autres vont mourir. Et toi, tu viens d’entrer dans l’existence grâce à ces deux cellules qui, en s’unissant, sont devenues toi.

 

     Tu es maintenant un habitant du cosmos. C’est à ce moment que tu commences à vivre la longue aventure de ta vie. Pendant les neuf mois qui suivent, le petit ovule fertilisé devient un embryon. C’est déjà à la sixième semaine, dans le ventre de ta maman, qu’une extraordinaire décision va se produire : les premiers jours, comme tous les jeunes embryons tu étais une fille puis, ce sont les organes d’un petit garçon Teiva qui ont commencé à se développer. Puis ensuite tu as pris forme : un fœtus. Les cellules de ton corps se mettent en place pour te permettre de vivre et de connaître le monde dans lequel tu es entré le jour de ta naissance, quand tu es sorti du ventre de ta maman. Dès que tu as ouvert les yeux tu as vu un papa qui tentait maladroitement de te vêtir tellement il était émotionné de découvrir sa merveille. Puis tu as rejoint les bras de ta maman. Depuis tu as regardé le monde, et tu t’es préparé à me poser la question : « Dis papa, c’est quoi l’Univers ? ».

 

 

     Mais d’abord je vais te donner une information étonnante : s’il n’y avait pas eu, bien avant ta naissance, des étoiles dans le ciel, tu n’existerais pas, tu ne serais pas né. Ni moi, d’ailleurs… et nous ne serions pas ici en train de parler.

 

A quelles distances sont les étoiles ?

 

     Nous allons commencer par nous intéresser à notre Soleil. Cette grosse boule lumineuse qui descend lentement vers l’horizon en fin de journée, c’est une étoile comme celles que nous voyons la nuit.

Mais les autres étoiles sont si loin qu’elles nous paraissent bien peu lumineuses en comparaison. Parmi toutes les étoiles du ciel, nous avons la chance d’en avoir une tout près de nous : notre Soleil.

 

Soleil.jpg

"Notre soleil"

Evidemment, il est plus loin que la ligne d’horizon de l’océan vers lequel il va se coucher.

 

     Les hommes se sont posé la question pendant très longtemps avant de trouver la réponse. Il y a plusieurs méthodes. En voici une qui sert par exemple pour la Lune et le Système solaire.


      Rappelle-toi nos promenades dans les montagnes, aux Arcs. Nous nous amusions à crier pour écouter l’écho de nos voix. Selon la distance, il nous revenait après un temps plus ou moins long. Le son (notre cri) voyage vite : trois cents mètres par seconde. Si l’écho parvient après deux secondes (une – deux), tu sais que la falaise est à trois cents mètres (une seconde pour l’aller, une seconde pour le retour). Pour mesurer les distances dans le Système solaire, on utilise la même méthode, pas avec le son comme l’écho en montagne, mais avec la lumière. Car il y a des échos de lumière comme il y a des échos de son.


      Mais bien plus rapide : la lumière va mille fois plus vite que le son. Aujourd’hui pour mesurer la distance de la Lune, les astronomes envoient un rayon radar (une sorte de lumière) vers sa surface. L’écho revient de la Lune en deux secondes (une pour l’aller, une pour revenir). La Lune est à une « seconde-lumière » de la Terre.


      Pour aller au Soleil, la lumière met huit minutes-lumière. Il y a quelquefois de gros orages qui éclatent à la surface du Soleil. Des éclairs embrasent sa surface. Mais on ne les voit que huit minutes plus tard. Quand nous les observons sur la Terre, nous savons qu’ils ont eu lieu huit minutes plus tôt.

 

Pourquoi ?

 

     Parce que la lumière de ces éclairs a dû parcourir la distance entre le Soleil et nous sur Terre.

En fait nous sommes justes à la bonne distance de notre étoile. Plus loin, il ferait très froid et nous ne pourrions pas vivre. Plus près, il ferait trop chaud et l’eau des océans s’évaporerait. Sans eau liquide, il n’y aurait pas de vie non plus. C’est parce que notre Terre est à la juste distance du Soleil que la vie a pu s’y développer et que nous y vivons confortablement.

 

 

     Maintenant que le Soleil est couché, les étoiles apparaissent dans le ciel.

Leur lumière a voyagé longtemps avant de nous arriver sur la Terre.

Certaines des étoiles que nous voyons sont situées à des dizaines, des centaines, et même à des milliers d’années-lumière.

Par exemple, l’étoile Polaire que tu sais très bien retrouver dans le ciel, est à quatre cent trente années-lumière. Pour nous arriver aujourd’hui, sa lumière est partie de l’étoile autour de l’année 1580.

 

     De même que les trois étoiles alignées que tu appelles les Rois Mages et que tu sais reconnaître dans le ciel, dans la constellation d’Orion. Leur lumière a voyagé pendant mille cinq cents ans avant d’entrer dans nos yeux au moment où nous les regardons. C’est-à-dire qu’elle est partie vers la fin de l’Empire romain, voyageant pendant toute l’époque des chevaliers du Moyen Age, la Renaissance et les époques récentes, elle filait à travers l’espace et nous arrive enfin…

Bien sûr, nous ne pourrions pas mesurer leurs distances parcourues par la méthode des échos. Il faudrait trois mille ans pour l’aller-retour ! Les astronomes utilisent d’autres méthodes.

 

     Et maintenant, si tu regardes des images prises du cosmos avec de grands télescopes, tu vois une multitude de galaxies. Ici, les distances sont beaucoup plus grandes encore. La lumière de certaines d’entre elles a été émise bien avant la naissance de la Terre et du Soleil, il y a environ quatre milliard et demi d’années.

 

 

 

galaxie.jpg

"Une galaxie spirale : l'immense galaxie Pinwheel"

 

      Cette lumière voyage pratiquement depuis le début de l’Univers, il y a environ quatorze milliards d’années.

La question peut se poser pour savoir ce que sont devenues ces galaxies.

 

Que sont-elles devenues ?

 

     On pense que nombre d’entre elles ont été avalées par les plus grosses. Il y a beaucoup de cannibalisme chez les galaxies. Mais pour le vérifier directement, il faudrait patienter des milliards d’années.

Retiens bien cette information : quand tu observes un astre lointain, tu le vois tel qu’il était dans un lointain passé et non pas tel qu’il est aujourd’hui. On peut résumer cela en disant : « regarder loin, c’est regarder tôt ».


      Les astronomes disposent d’une « machine à remonter le temps » dont rêveraient tous les historiens terrestres. Elle leur permet d’observer « en direct » le passé du cosmos. Par exemple, pour savoir comment était l’Univers au moment de la naissance du Soleil, il y a 4,5 milliard d’années, il suffit d’observer des astres qui sont à 4,5 milliards d’années-lumière de nous. C’est ce que font les astronomes aujourd’hui avec leurs puissants télescopes. Ainsi ils peuvent reconstituer l’histoire de l’Univers.


De quoi sont faites les étoiles ?


« Papa, tu m’as dit que les étoiles sont très loin mais qu’elles ont joué un rôle important dans notre existence ici sur la Terre. Moi je ne vois que des petits points lumineux. Comment peut-on savoir de quoi elles sont faites ? Et comment ont-elles pu contribuer à notre vie ? »


      Pour répondre à ta question, je vais revenir sur les notions qui te sont déjà un peu familières. On va parler de matière et de lumière.


      Regarde autour de toi. Tu perçois un grand nombre de substances différentes : la terre et les pierres qui forment le sol où tu marches, l’eau que tu bois, l’air que tu respires, ta nourriture – les fruits et les légumes. Et aussi ton corps que tu sens. Une des plus grandes découvertes de la science a été de démontrer que toutes les substances, si nombreuses et si différentes, sont en fait des combinaisons de petites particules qu’on appelle les atomes. Déjà les anciens Grecs d’avant l’époque de Jésus Christ avaient eu l’intuition de leurs existences, sans même avoir les moyens de les observer. Cette idée, qui date de plus de deux mille ans – que les substances que nous percevons sont des combinaisons d’atomes a été proposée par les philosophes et savants grecs comme Démocrite et Lucrèce. D’ailleurs ils se représentaient les atomes comme de petites billes incassables d’où leur nom « atome » qui veut justement dire en grec « incassable ».

Mais c’est au XIXème siècle que les chimistes ont pu démonter sa validité et que nous connaissons tout sur les composants élémentaires de la matière.

 

     Nous savons qu’ils sont constitués d’un noyau et d’un nuage d’électrons.

Mais nous savons aussi depuis plus de 80 ans que ces particules qui constituent les atomes sont à la fois de la matière et des ondes suivant la façon dont on les observe. Ce qui est un état très différent …pour la même particule ! Mais cela fera l’objet d’une autre leçon que je te prépare, il s’agit de la passionnante histoire de la « physique quantique » où nous entrerons dans l’infiniment petit qui nous entoure.


      Ces atomes donc portent des noms que tu connais : l’oxygène de l’air que l’on respire, l’aluminium de ton bateau, le plomb de ton fil de pêche, l’or d’un bijou etc… Il y en a environ une centaine ; je t’en donne quelques exemples :

- l’eau que tu bois est composée d’hydrogène et d’oxygène.

- l’air que tu respires, c’est surtout un mélange précis d’atomes d’oxygène avec d’autres atomes d’azote.

- le sel de table est composé d’atomes de chlore et de sodium;

- les pierres sont surtout constituées d’oxygène, de silicium, de fer, de magnésium.

- ton corps c’est essentiellement de l’oxygène, du carbone, de l’azote, de l’hydrogène.


      Pour savoir si c’est pareil pour les autres étoiles et les planètes et si le soleil est fait d’atomes comme nous il faut que je te parle de la lumière et des couleurs.

 

    Commençons avec les lampes fluorescentes dans les enseignes lumineuses de publicité. Il y a bien sûr, le rouge de Coca-Cola (le poison dont je ne veux pas que tu boives) qui est émis par des atomes d’hydrogène enfermés dans des tubes en verre. Il y a encore le jaune des lampes qui éclairent les tunnels routiers et qui contiennent du sodium, le violacé des lampes à vapeur de mercure qui éclairent les avenues des grandes villes.

Quand on donne de l’énergie à un atome, par exemple en lui envoyant de l’électricité, il s’en débarrasse en émettant de la lumière. Chaque variété d’atome émet une lumière composée de couleurs particulières.


      L’hydrogène s’illumine surtout en rouge, le sodium en jaune, le mercure en violacé. Ces couleurs constituent une sorte de signature qui permet de les reconnaître. Et cela où qu’il soit : sur la Terre ou dans l’espace, et même aux confins de l’Univers. En quelques sortes, c’est en observant les couleurs des étoiles qu’on peut reconnaître leur composition.

 

     Par exemple en analysant la lumière de notre Soleil, on y a trouvé la signature d’une grande variété d’atomes différents : de l’hydrogène, du calcium, etc. Donc le Soleil est, comme nous, composé d’atomes. Ainsi en est-il des étoiles, des planètes et de tous les astres observés dans l’Univers. On y retrouve chaque atome que nous connaissons. Et seulement ce que nous connaissons. On n’a pas observé dans le ciel de variétés d’atomes qui seraient inconnues sur la Terre.


De quoi se chauffe le soleil ?


      C’est une question que les hommes se posent depuis des milliers d’années. Mais on connaît les réponses que depuis un siècle seulement. C’est tout récent.

      Le soleil se chauffe à l’énergie nucléaire, tout comme les réacteurs qui fabriquent une importante quantité d’électricité dans plusieurs pays du monde, dont la France, pour allumer nos ampoules électriques et bien d’autres choses.

    Supposons que le Soleil soit une immense boule de bois de même volume se consumant lentement. A la vitesse à laquelle il brûle et se transforme en lumière qui réchauffe notre Planète, comme le feu de bois te chauffe le visage et éclaire, en combien de temps épuiserait-il sa réserve d’énergie ? La réponse est simple : pas plus d’un ou deux millions d’années ! Problème : ce n’est pas suffisant quand on sait que les dinosaures existaient déjà il y a deux ou trois centaines de millions d’années !


      On a alors logiquement supposé qu’il existait une forme d’énergie, inconnue à cette époque, capable de permettre au Soleil de briller beaucoup plus longtemps. Cette énergie trouvée au début du XXème siècle, c’est l’énergie nucléaire. Le Soleil comme presque toutes les étoiles, est composé surtout d’hydrogène. En son centre la température est de quatorze millions de degrés. Cette température fait entrer l’hydrogène en réactions nucléaires qui donnent de l’énergie. En se consumant l’hydrogène se transforme en hélium. Comme sur la Terre une bombe H inventée par les humains.


      Mais le Soleil, lui, n’explose pas. C’est toute la différence.


      Dans le soleil l’énergie est émise de façon continue. Ça s’appelle la fusion contrôlée. Sur la Terre, on sait faire des bombes mais on ne sait pas encore contrôler le débit d’énergie. C’est un projet de recherches très actif.

Cette combustion de l’hydrogène du cœur solaire est également la source d’énergie de toutes les étoiles de notre ciel.

 

Elle a deux effets importants.

 

D’abord elle dégage de l’énergie qui se transforme ensuite en lumière et en chaleur : les réserves d’énergie nucléaire du Soleil sont suffisantes pour lui permettre de briller pendant dix milliards d’années, plus de problèmes avec l’âge des dinosaures.

Ensuite, elle produit de nouveaux atomes. Quatre hydrogènes fusionnent en un hélium. Plus tard, l’hélium lui-même va se transformer en carbone, azote et oxygène. Et plus tard encore, par le même phénomène de réactions nucléaires, presque tous les atomes du cosmos vont se former à l’intérieur des étoiles vieillissantes.


Si les atomes se forment dans les étoiles, la question est de savoir comment ils sont arrivés jusqu’à nous ?


      Les étoiles ne vivent pas indéfiniment. Elles meurent quand elles ont épuisé leurs réserves d’énergie nucléaire. Notre Soleil selon le calcul des astronomes, va mourir dans environ cinq milliards d’années. Il aura alors l’aspect d’une grande nébuleuse.

Regarde le ciel. Tu vois les « Trois Belles de l’été » : Véga dans la Lyre, Déneb dans le Cygne et Altaïr dans l’Aigle. Il y a une très belle nébuleuse près de l’étoile de Véga. Mais il faut un télescope pour la voir.

 

nebuleuse-d-Orion.jpg

 « La nébuleuse d'Orion »


 

     Toute la matière d’une étoile agonisante – y compris les nouveaux atomes qu’elle aura formés au cours de sa vie – va se répandre dans l’espace et, plus tard, s’intégrer à des nébulosités de la Voie lactée.

 


 


     De nouvelles étoiles pourront y naître. Toutes ses poussières tournent par gravité autour d’un centre. Avec le temps et d’autres forces elles vont « s’agglutiner » entre elles et grossir. Certaines auront des planètes comme notre Terre. On y trouvera des atomes engendrés dans les étoiles défuntes.

 


Dis papa, peut-on savoir quand le soleil est né ?

Comment il va mourir ?


      Pour comprendre, nous irons nous promener dans une forêt. C’est une chênaie. Les chênes peuvent vivre très longtemps. Bien plus longtemps que nous. Parfois jusqu’à mille ans et plus. Personne ne pourrait observer tous les évènements de la vie d’un seul chêne. Mais en nous promenant dans la forêt, on peut voir des chênes de tous âges. Des bébés chênes encore attachés au gland qui leur a donné naissance, de petits chênes avec seulement quelques feuilles, de grands arbres majestueux, de vieux chênes déjà agonisant et enfin, au sol, des arbres morts couverts de lierre et de champignons, qui pourrissent lentement. On peut ainsi reconstituer l’ensemble des éléments de la vie d’un chêne sans avoir à attendre des siècles.


      Aujourd’hui, nous connaissons bien la vie des étoiles, comment elles vivent et meurent. Nous savons qu’elles naissent dans certaines régions de la galaxie que l’on appelle des « pouponnières d’étoiles ».

Pour chacune des étoiles nous pouvons connaître son âge et le temps qu’il lui reste à vivre.

 

     Le ciel au-dessus de nos têtes est comme une immense forêt d’étoiles. Comme pour les chênes, on en voit de tous les âges. De toutes jeunes, des étoiles à la moitié de leur vie (c’est le cas de notre Soleil), des étoiles vieillissantes, des débris d’étoiles mortes. Nous avons sous nos yeux toutes les étapes de la vie de notre Soleil, son passé et son avenir, sans avoir à attendre les cinq milliards d’années de la fin de sa vie.


C’est quoi une météorite ?

 

     C’est un petit corps rocheux qui tourne autour du Soleil, comme les planètes du système solaire dont tu connais tous les noms.

Il en a de toutes les dimensions de ces météorites. Les plus petites sont comme des sortes de gravillons.

En entrant dans l’atmosphère, les météorites se volatilisent et laissent une trace dans le ciel. Souviens-toi de ces belles étoiles filantes que nous étions allés observer une nuit du mois d’août sur l’île de Léo. Certaines météorites de plus grandes dimensions tombent parfois sur la Terre. Elles contiennent généralement, en faible quantité, différentes sortes d’atomes radioactifs dont on sait mesurer l’âge. On a d’abord été frappé par le fait que presque toutes ces météorites affichent le même âge. Quatre milliards cinq cents millions d’années.

 

     Quand les cosmonautes sont allés sur la Lune (juste après Tintin), ils ont ramassé des pierres au sol. Ils les ont ramenées et ont mesuré leur âge. Résultat : le même âge que les météorites !


Pourquoi tous ces objets ont le même âge ?

 

     Rappelle-toi que les étoiles et leurs planètes se forment ensemble à partir d’une nébuleuse de gaz et de fines poussières. On en déduit que l’âge mesuré pour les météorites et les pierres lunaires est également l’âge de la nébuleuse qui est à l’origine de notre Soleil et donc celui du Soleil. Tout ce petit monde est né en même temps il y a 4,5 milliards d’années !

Nous sommes des poussières d’étoiles.

Touche ton front en regardant le ciel. Croirais-tu que les atomes qui forment ton corps sont nés dans les étoiles ?

   

     C’est bien ce que les astronomes ont découvert grâce à leurs télescopes et à leurs patients travaux.

Comme je te l’ai déjà dit, au centre des étoiles il fait très chaud – des millions de degrés- et des réactions nucléaires ont lieu. Elles engendrent de nouveaux atomes qui s’accumulent dans le corps de l’astre.

Plus tard, après la mort et le démembrement de chaque étoile, ces atomes errent dans l’espace. Un certain nombre vont se retrouver dans la matière qui constitue notre planète. Ils circulent dans les sols et dans les océans.

 

     Et un jour, ils entrent dans les cycles de vie de toutes les espèces. Depuis, ces atomes composent chaque individu et ta nourriture t’en apporte constamment que ce soit le fruit ou le riz que tu manges. On peut vraiment dire que nous sommes des poussières d’étoiles ! En ce sens, les étoiles sont les arrière-grands-mères de tous les humains de toutes les époques et de tous les vivants du monde.

Après la mort, les atomes de notre corps retournent à la terre des cimetières. Ils peuvent être utilisés dans l’élaboration d’autres êtres vivants, des plantes ou des animaux. Les atomes ne meurent pas. Ils sont continuellement recyclés dans un grand circuit qui implique toute notre Planète. « Rien ne se perd, tout se transforme ».


Cela va continuer longtemps ?

 

     Jusqu’à la mort du Soleil dans cinq milliards d’années environ. A ce moment-là, notre étoile va passer du jaune au rouge et gonfler énormément, comme la belle Antarès – l’œil du Scorpion dans le zodiaque -, bien visible l’été au sud, juste au-dessus de l’horizon. La chaleur reçue par notre planète augmentera fortement. L’eau va se vaporiser et le sol se désertifier. Plus tard encore, les pierres elles-mêmes se vaporiseront.

 

     Tous les atomes de notre planète retourneront dans l’espace et s’intègreront à de nouvelles nébulosités. Peut-être formeront-ils d’autres planètes ultérieurement habitées par d’autres petits garçons qui poseront des questions à leur papa.

 

     Grâce aux astronomes qui sont devenus des astrophysiciens nous avons appris que les étoiles pourtant si lointaines, ne nous sont nullement étrangères. Elles ont joué un rôle important dans notre existence. Sans elles, pas d’atomes, donc pas de cerveaux pour formuler des questions !

 

Dis papa, il n’y a pas une zone du ciel où on ne voit pas d’étoiles. Y en a-t-il autant dans tout l’Univers ?

 

     Non. Il y a d’immenses espaces sans étoiles. On ne peut pas s’en aperçoit à l’œil nu mais on le constate avec les télescopes. Dans l’Univers, les étoiles sont regroupées en grands amas qu’on appelle des galaxies.

 

     Chaque galaxie contient environ cent milliards d’étoiles.

Si tu vois beaucoup d’étoiles c’est que nous sommes à l’intérieur d’une galaxie. Si nous sortons de la nôtre, tu en verrais bien peu.


      On peut comparer les étoiles dans une galaxie et les abeilles dans une ruche. Chaque abeille d’une ruche y naît, vit et y meurt. Il y a de nombreuses ruches et chaque abeille appartient à l’une d’elle. Elle est en quelque sorte dans sa famille. De la même façon, chaque étoile appartient à une galaxie. Notre Soleil est une étoile de notre Galaxie : la Voie lactée.

 

 

voix lactee-janine-tissot

" Notre galaxie : la Voie Lactée"


Est-ce qu’on peut voir notre Galaxie dans le ciel ?

 

     Regarde bien le ciel. On voit une pâle bande blanche qui s’élève au-dessus de l’horizon au nord, passe sur nos têtes et replonge vers l’horizon au sud. C’est notre Galaxie. On en voit qu’une partie ; le reste passe en dessous de la Terre et revient vers le nord.

 

     Parce que nous sommes à l’intérieur, nous ne pouvons pas en avoir une vue d’ensemble. C’est un peu comme quelqu’un qui, perché sur une branche d’arbre, ne peut voir l’arbre dans son ensemble, mais voit les branches étalées autour de lui. Et puis notre la forme de notre galaxie peut être comparée à une galette. En étant situé quelques part à l’intérieur quand on regarde vers son centre il y a une très grande concentration d’étoiles, d’où cette impression de cette pâle bande blanche.

 

     Par contre lorsque tu regardes, vers l’est ou l’ouest, c’est-à-dire vers l’extérieur de la galette, à cet endroit la galette est peu épaisse donc il y a moins d’étoiles et elles paraissent moins rapprochées et cette pâle bande blanche n’a pas lieu d’être.


Peut-on voir d’autres galaxies ?

 

     Les galaxies, même les plus proches de nous, ne sont pas visibles à l’œil nu. Sauf trois, que l’on peut tout juste distinguer pendant une nuit particulièrement obscure. Dans le ciel d’automne de l’hémisphère Nord, on peut voir la galaxie d’Andromède près de la constellation de Cassiopée, que tu connais bien, puisque c’est celle en forme de w.


     Cassiopée permet de trouver l'étoile polaire, qui marque le pôle nord. Il n'y a guère besoin de prendre un alignement quelconque, l'étoile polaire est la seule étoile brillante située dans cette direction. En poursuivant dans le prolongement de cet axe, on tombe sur la constellation de la Grande Ourse, généralement basse sur l'horizon quand Cassiopée est bien visible. L'étoile polaire est située dans le prolongement et à 5 fois le bord de la grande casserole. L'étoile polaire est aussi l'étoile qui est la dernière de la queue de la Petite Ourse (la petite casserole).

 

Cassiopee--Petite-et-Grande-Ourse.gif

" Retrouver l'étoile polaire à partir du W de Cassiopée"

 

 

 

 

Andromede.jpg

      " La galaxie d'Andromède visible avec des jumelles"

 

 

     La galaxie la plus proche, Andromède, il faut la regarder avec des jumelles. Rappelle-toi en apercevant cette tache blanche de forme ovale, que sa lumière a quitté la galaxie il y a près de trois millions d’années, quand les ancêtres des premiers hommes commençaient à marcher sur la Terre. Dans l’hémisphère Sud, on peut voir deux autres galaxies : les nuages de Magellan.

 

Nuage-de-Magellan.jpg

"Le grand nuage de Magellan"

 


      Ce sont les plus rapprochées. Les autres sont beaucoup plus loin, pour certaines des milliers de fois plus loin.

 

Combien y en a-t-il ?


      Avec nos plus puissants télescopes, on pourrait en dénombrer plus d’une centaine de milliards. L’Univers se présente à nous, en l’état actuel de nos connaissances, comme un vaste archipel de galaxies dans un océan gigantesque qu’on appelle l’espace intergalactique.


Avec ces télescopes serait-il possible de voir toutes les galaxies de l’Univers ?

 

     Non, même avec les télescopes les plus puissants, on ne pourrait pas voir tout l’Univers. Mais nous avons lancé un télescope dans l’espace qui porte le nom d’un astronome : Hubble. Ce satellite–télescope nous fournit des photos extraordinaires du cosmos, car il n’est pas gêné par les interférences lumineuses, ni par l’atmosphère terrestre.

 

HUBBLE-Nebuleuse-de-l-Aigle.jpg 

"Une vue du télescope spatial HUBBLE :

- la nébuleuse de l'Aigle "

 


      Depuis la Terre, nos observations sont limitées par un horizon au-delà duquel nous ne pouvons rien voir. Un peu comme le regard quand on est au bord de la mer. Il n’est pas possible de voir au-delà de l’horizon.

 

Que penses-tu qu’il y ait au-delà de cet horizon ?

 

    D’autres galaxies sans doute.


Combien ?


      On n’en sait rien. Ce qui est fascinant dans l’étude de l’Univers, c’est qu’on peut s’attendre à tout. Même aux choses les plus inimaginables.

Un Univers en expansion

Vers 1920, de grands télescopes sont mis en opération en Californie.

 

    L’astronome américain Hubble entreprend de mesurer la distance et le mouvement d’un certain nombre de galaxies. A l’époque on ne pensait pas qu’elles pouvaient se déplacer. On n’en savait rien… Tout était possible ! Les résultats ont été si étonnants, si inattendus qu’au début, Hubble lui-même pensait avoir commis une erreur ! Il ignorait qu’il venait de faire une découverte qui allait influencer toute notre vision du monde.

    Il a découvert que les galaxies ne sont pas immobiles dans l’espace. Elles se déplacent les unes par rapport aux autres, en s’éloignant. Jusque-là, rien d’étonnant. Mais c’est la suite qui va susciter beaucoup de réactions. Les galaxies ont un mouvement d’ensemble très particulier. Plus elles sont lointaines, plus elles s’éloignent vite !

 

    C’est comme le fameux cake aux raisins ! Cette comparaison nous aide à nous représenter le phénomène.

Dans une pâte contenant de la levure, on a mis des raisins secs. On met le tout au four et on observe ce qui se passe. La pâte en gonflant, entraîne dans son mouvement les raisins qui s’éloignent lentement les uns des autres.

    Maintenant imaginons que nous sommes installés sur un des raisins et regardons autour de nous. Nous verrons alors nos voisins-raisins se déplacer d’une façon très particulière. Les plus proches bougent lentement tandis que les plus lointains vont beaucoup plus vite… Mais tous s’éloignent dans un grand mouvement d’ensemble. On dira que le cake est en expansion.


      Il en est de même pour l’ensemble des galaxies du ciel : l’Univers est en expansion. Cela veut dire simplement qu’il y a un mouvement général d’éloignement des galaxies les unes par rapport aux autres. Ce qui implique qu’elles étaient plus rapprochées dans le passé et qu’elles seront de plus en plus séparées dans l’avenir.


Cela veut dire que l’Univers devient de plus en plus grand ?


      Il faut toujours se méfier des comparaisons. Elles ont leurs limites.

L’Univers ressemble à un cake quant à ses mouvements, mais il en diffère par la forme. Le cake a un centre et un bord. Il s’étend dans l’espace vide du four. Notre Univers n’a ni centre ni bord. Au meilleur de notre connaissance actuelle, il n’y a pas d’espace vide autour de lui. L’Univers, ce sont des galaxies partout. Et elles s’éloignent toutes les unes des autres.

 

Je n’arrive pas à imaginer ça !


      Il ne faut pas t’en étonner. Quand nous abordons des dimensions aussi éloignées de nos perceptions ordinaires, notre imagination rencontre des difficultés. L’évolution biologique nous a habitués à des dimensions beaucoup plus modestes. Ici, nous perdons nos repères. C’est le prix à payer pour essayer d’explorer l’Univers.


     Tout ce qu’il te faut retenir, c’est que partout dans l’Univers il y a des galaxies et que les distances qui les séparent augmentent continuellement. C’est là le sens de l’expression : « l’Univers est en expansion ». C’est ça et juste ça !

Attardons-nous sur cette découverte. Elle nous donne une information fondamentale sur notre monde : il change avec le temps. Il était différent dans le passé et il sera différent dans l’avenir.


      Avant cette découverte on acceptait l’image de l’Univers qu’Aristote avait présenté deux mille ans auparavant. Selon ce philosophe grec, l’Univers existait depuis toujours et devrait exister toujours. Sans changement. Aristote connaissait les travaux des astronomes babyloniens d’avant son époque. Ils consignaient méticuleusement tout ce qui se passait dans le ciel depuis longtemps. Les constellations du zodiaque revenaient régulièrement à leurs saisons. Rien ne semblait contredire l’idée d’un Univers immuable. A partir de ces observations, Aristote se sentait autorisé à admettre l’éternité du cosmos. Pas de début. Pas de fin.


Le Big Bang


      Un Univers où rien n’aurait jamais changé depuis l’éternité et qui durerait toujours, comme l’affirmait Aristote, serait un Univers sans histoire. La découverte du mouvement d’ensemble des galaxies – leur éloignement progressif au cours du temps – nous permet d’affirmer que l’Univers a une histoire.

Nous allons donc pouvoir ouvrir un nouveau chapitre de notre enquête : nous allons essayer de reconstituer cette histoire.


Une histoire c’est quoi ?

     C’est la narration d’une suite d’évènements qui ont eu lieu dans le passé. Cela suppose qu’il y ait des faits qui soient arrivés à certains moments, comme la vie de Jésus ou la Révolution française pour l’histoire de France. Ces épisodes influencent ce qui va se produire par la suite. Sans connaissance de ce passé, on ne peut pas comprendre le présent.


      Alors c’est là que les astrophysiciens deviennent des historiens. Comme les préhistoriens qui font des fouilles pour reconstituer, avec un peu d’imagination, le mode de vie de nos lointains aïeux. L’important, quand on veut décrire un chapitre du passé, c’est d’avoir des fossiles provenant de la période correspondante. Sinon, on ne peut rien dire de crédible.


Ça pourrait être quoi les fossiles pour l’astronomie ?


      Bien sûr, il ne s’agit plus de pointes de flèches ou de grottes peintes. Ce seront par contre, des rayonnements émis à certaines périodes de la vie de l’Univers. Ou encore des variétés d’atomes engendrés dans certains évènements cosmiques. Tous ont laissés des traces qu’on peut identifier encore aujourd’hui.

Mais avant de poursuivre cette histoire, il me faut parler des travaux d’un certain Albert Einstein.


Celui qui tire la langue sur une photo ?


      Oui c’est lui. Il a joué un rôle important dans l’ensemble de la physique. Pour l’astronomie, il a obtenu un résultat significatif. On peut montrer par sa théorie de la relativité (formulée en 1917), que si l’Univers est en expansion, alors il doit être aussi en train de se refroidir.

Voilà un deuxième élément de notre histoire.

Le premier : notre Univers est en expansion.

Le second : il est en refroidissement. Partout à la fois et à l’unisson sur toute l’étendue de l’espace cosmique.


      Et maintenant je te présente un autre personnage important pour notre histoire : le chanoine belge Georges Lemaître. Vers 1930, il a eu l’idée de réunir les observations de Hubble et les théories d’Einstein.

Il en a tiré un scénario du passé de l’Univers.

A partir de ce qu’il a appelé « un atome primitif » extrêmement chaud et dense, l’Univers se refroidit et se dilue progressivement. C’est la première version de ce qui deviendra plus tard la théorie du Big Bang.

 

    A cette époque, ce scénario n’a pas eu beaucoup de succès dans le monde scientifique. Cette image d’une explosion initiale semblait peu adéquate et ne faisait « pas très sérieux ». Beaucoup de scientifiques étaient persuadés que l’Univers n’avait pas d’histoire.

 

Pas d’histoire donc pas « d’acteur » !


      Et c’est bien ça qui dérangeait à l’époque la grande majorité des scientifiques qui ne voulaient en aucun cas avoir d’explications scientifiques qui sous entendent que derrière cette histoire il se cachait la possibilité d’un Grand Architecte (Dieu pour ne pas le nommer). Nous découvrions plus tard grâce aux découvertes de la cosmologie que derrière cette horlogerie de grande précision, qu’est l’Univers, il n’y a pas de place pour le hasard !


     Si donc l’Univers possède une histoire, qu’il possède une telle précision pour que nous soyons là à en parler cela ne peut être le hasard. Nous n’avons jamais aussi près pour découvrir qu’il y a bien de façon incontestable un Grand Architecte, une façon de convaincre les derniers résistants à la présence effective de Dieu. Sûrement pas le vieil homme barbu et vêtu d’une tunique blanche comme on le voit sur des images ou des peintures anciennes. Mais plutôt une présence plus subtile qui fait que toutes nos âmes ne font qu’un, comme chaque goutte d’eau d’un océan. Ce qui fait dire aux croyants de nombreuses civilisations que chaque être humain est une infime partie de Dieu.

 

     Tout a changé grâce à un astrophysicien russe Georges Gamow, qui, lui n’avait pas peur du scénario de Lemaître. Il a eu l’idée géniale d’utiliser une propriété bien connue de la matière. Plus une substance est chaude, plus elle émet de lumière. Dans l’atelier du forgeron, le fer fondu brille dans l’obscurité. Il est d’abord rouge. Si on augmente la température, il passe au jaune puis au bleu. Il remonte les teintes de l’arc en ciel et devient de plus en plus brillant.


Est-ce vrai pour n’importe quelle substance ?


      Oui, pour toutes sans exception. Même pour la confiture de fraises, si on chauffe suffisamment. A l’inverse, un corps qui se refroidit change lui aussi de couleur et devient de moins en moins lumineux. Il s’obscurcie.

    Supposons, disait Gamow, que ce scénario du Big Bang ait vraiment eu lieu comme le décrit Lemaître. Prenons-le au sérieux pour le tester. Cela implique que dans le passé, l’Univers était plus brillant. Alors plus on recule dans le temps, plus la matière du cosmos doit être chaude et lumineuse. Si on remonte suffisamment loin, on doit arriver à un moment où la quantité de lumière est prodigieuse, un « flash » super éblouissant. Tout l’Univers est lumière.


Mais ce flash lumineux qu’est-ce qu’il est devenu ?

 

     C’est la question que se posait Gamow vers 1948.

 

Cette lumière a-t-elle complètement disparu du cosmos pendant le refroidissement ? Ou bien en reste-t-il une trace que nous pourrions observer aujourd’hui ? Une sorte de fossile de ces moments glorieux. Cela nous confirmerait que ce scénario décrit correctement les premiers temps du cosmos.

Si on arrivait à détecter ce rayonnement, ce serait une confirmation du scénario du Big Bang.

 

     Gamow a fait des calculs. Il est arrivé à la conclusion qu’un tel vestige devait exister encore aujourd’hui sous la forme d’un rayonnement devenu invisible à nos yeux, sous forme d’ondes radio détectables avec un radio télescope.

On l’a découvert en 1965, près de vingt ans après la prédiction de Gamow, et tout à fait par hasard.

 

     Ce fut un grand moment pour la science et, en fait, pour toute la pensée humaine. On détenait donc la confirmation du scénario du Big Bang. C’est-à-dire le fait que l’Univers a une histoire et que cette histoire est celle d’un refroidissement à partir de très hautes températures, densités et luminosités.

Il y a une leçon à tirer de ce récit : c’est qu’une idée impopulaire peut être juste.

Maintenant les astrophysiciens ont adopté dans leur très grande majorité la théorie du Big Bang.


Ils considèrent que c’est la vérité ?


     Ici, il faut faire attention. La science ne dit pas : « c’est ainsi ! » Elle dit :

« c’est vraisemblablement ainsi », ou mieux : « il y a probablement du vrai là-dedans. »


      Une certitude, à l'heure où je te parle : si une grande majorité de scientifiques plaident en public pour la théorie du Big Bang (elle est plaisante et séduisante),  très nombreux sont ceux qui doutent dans leur for intérieur que cette théorie soit la bonne.

    

      Pour ma part, autant te le dire, je ne partage pas cette théorie évolutionniste. Ton papa se situe dans un tout autre domaine. Pour moi la vie a un sens. Nous, les humains, ne sommes pas là sur la belle planète Terre par le fruit du hasard comme certains scientifiques athée le prétendent. Bien sûr nous aurons l'occasion de philisopher sur ce point très souvent lors de prochaines leçons.


     Et pour cause voilà une dizaine d’années qu’émerge une nouvelle théorie :

« l’Univers holographique ». Le nouveau paradigme holographique auquel ton papa crois, inclus également notre cerveau qui fonctionnerait également comme un hologramme.  92 - L'univers est un hologramme - Dis papa, explique-moi la 3 D.

    D'ailleurs ton papa a été subjugué le jour d'une consultation de routine devant un iridologue, que je ne connaissais pas, lorsque celui-ci lui a annoncé voir toutes mes grandes articulations très abîmées. Il s'est d'ailleurs permis de me demander si je faisais du parachutisme ! Je lui ai répondu que c'était plutôt de la plongée profonde expérimentale dans la Marine. Et je savais bien que mes articulations avaient soufferts. C'est donc dans le fond de mon oeil que cet homme à vu toutes les parties internes de mon corps pour détecter enfin une anomalie. C'est bien le principe de l'hologramme qui permet de voir la totalité d'une image même lorsque celle-ci est coupée. 

 

    Cette théorie de l'Univers holographique résout de nombreuses questions restées en suspens dans de nombreuses sciences.

Pourtant il y a bien encore des points obscurs, des problèmes non résolus, des difficultés à élucider.

Comme dit le proverbe : « absence de preuve n’est pas preuve d’absence ».

 

Existe-t-il d’autres « fossiles » de l’Univers primitif ?


      Il y en a encore plusieurs. En voici un : des « cendres » du Big Bang sont restés parmi nous. Ce sont les atomes d’hydrogène et d’hélium.


Qu’est-ce que ces atomes nous racontent ?


      Ils nous ramènent à une période où l’Univers était âgé d’une minute. Sa température était alors d’un milliard de degrés. Comme dans le Soleil aujourd’hui, des réactions nucléaires ont eu lieu dans tout l’espace cosmique. La théorie du Big Bang prévoit que seulement 10% de l’hydrogène s’est transformé en hélium et 90% est resté intact. Ces atomes d’hydrogène et d’hélium, on les retrouve aujourd’hui dans les étoiles et les nébuleuses. Leurs quantités respectives sont bien celles que prévoit la théorie. Ces atomes, reliquats du Big Bang, sont des fossiles du passé tout comme le rayonnement fossile. Ils sont les vestiges du grand brasier primordial.

 

     Tout récemment (en été 2010) un satellite « Planck » a été envoyé dans un point précis de l’espace pour enregistrer le fameux rayonnement fossile.

Cet accord entre les observations et les prévisions de la théorie du Big Bang est une bonne raison de la prendre au sérieux. Même s’il y a encore de la place pour beaucoup d’observations et de théories. La prudence est toujours de mise chez tout scientifique.

 

Ça me pose un problème. Je vais essayer de t’expliquer. Quand je suis né, je suis arrivé dans un monde qui existait déjà. Il y avait mes parents… Quand le Soleil est né, tu m’as dit qu’il y avait déjà des étoiles. Mais qu’est-ce qu’il y avait avant le Big Bang ?


      Pour te répondre, je vais revenir sur le rôle des fossiles dans une recherche historique. On ne peut parler correctement d’une période du passé que si l’on a des fossiles pour justifier nos assertions. Sinon on ne peut rien dire, si ce n’est des suppositions. Ce qu’on appelle " l’âge de l’Univers", c’est simplement le moment avant lequel nous n’avons plus aucun fossile. Plusieurs chercheurs ont proposé des calculs de scénarios de l’avant Big Bang, mais ils n’ont apporté aucune justification, aucune preuve. Affaire à suivre.


      Cela ne veut pas dire qu’il ne se passait rien avant ces 13,7 milliards d’année mais seulement que nous ne possédons que des spéculations. La distinction est importante. Le Big Bang marque l’horizon de notre connaissance du passé.

Souvent on parle du Big Bang comme d’une gigantesque explosion projetant au loin des matières incandescentes.

 

Cette explosion se passe où ? N’est-ce pas là, à l’endroit de cette explosion que se trouve le centre de l’Univers ? Mais tu m’as dit qu’il n’a pas de centre ? Je ne comprends plus.


        Encore une fois il faut faire attention aux comparaisons. L’image de l’explosion est à prendre avec beaucoup de réserves. Elle implique l’existence de deux espaces différents. Un premier espace rempli de matières explosives, de la dynamite par exemple, où va se produire la détonation. Et tout autour de ce premier espace, un second grand espace vide où la matière va se répandre. Tout cela décrit bien des explosions terrestres, entre autres, mais ne s’applique pas du tout à l’Univers. La différence c’est que l’Univers est un seul espace et dans lequel le temps n’existait pas !


Alors, l’image de l’explosion n’est pas vraiment valable ?

 

     On ne peut la conserver que si l’on suppose que l’explosion ne part pas d’un point donné de l’espace.


Comment imaginer cela ?

       

     Il te manque pour mieux comprendre des notions abstraites qui te seront trop difficiles à comprendre aujourd’hui, vu ton jeune âge. Nous en reparlerons dans quelques années, si tu le veux bien...

Mais d'ici là, je suis convaincu, que la théorie du Big Bang sera bien dépassée et on n'en parlera plus; même si aujourd'hui encore elle parait être la théorie majoritaire.



 

Quelques explications d'actualités pour les plus grands...

 

Des chercheurs allemands pourraient détenir la preuve que l'univers est un hologramme.

 

      Allez chercher votre chapeau de protection, parce que vous allez en avoir besoin...

 

     Des scientifiques allemands ont essayé de comprendre pourquoi leur équipement de mesures des ondes gravitationnelles a ce son si particulier. Ils ont découvert qu’une des réponses possibles est que l'univers entier est une illusion holographique :

 

     Depuis de nombreux mois, l'équipe-membres du GEO600 se gratte la tête devant le bruit inexplicable qui sévit dans leur détecteur géant.

 

Mais un chercheur approche une explication, et elle est étonnante. Celui-ci avait même prédit le bruit avant qu'il ait été détecté. Selon Craig Hogan, un physicien du Fermilab du laboratoire de Batavia, dans l’Illinois, et spécialiste de la physique des particules, GEO600 a trébuché sur la limite fondamentale de l'espace-temps - au point où l'espace-temps s'arrête et se dissout en grains comme le décrit Einstein, tout comme une photo de journal se dissout en grain quand vous zoomez - GEO600 a été secoué par les convulsions microscopiques de l'espace-temps », explique Hogan.

 

     Si cela ne souffle pas vos chaussettes !

 

     Hogan qui vient d'être nommé directeur du Centre d'astrophysique de Fermilab, de poursuivre : «Si les résultats sur le GEO600 sont vrais, alors nous sommes tous vivants dans un hologramme géant cosmique. "

 

     L'idée que nous vivons dans un hologramme est absurde au premier regard, mais c'est un prolongement naturel de notre meilleure compréhension des trous noirs.

 

     Les hologrammes que vous trouverez sur les cartes de crédit et des billets sont gravés sur des films plastiques en deux dimensions. Lorsque la lumière rebondit sur eux, elle recréé l'apparence d'une image 3D. Dans les années 1990 les physiciens Leonard Susskind et le prix Nobel Gerard 't Hooft ont suggéré que le même principe pourrait s'appliquer à l'univers. Notre expérience quotidienne pourrait être en soi une projection holographique de processus physique qui se déroule sur une distance, de surface 2D.

 

Traduction: WikiStrike

 

Source: neoterama.com



GEO600 ?

     L'interféromètre GEO600 est un projet germano-britannique d'interféromètre de type Michelson, construit près de Hanovre en Allemagne.

Il est destiné à détecter d'éventuelles ondes gravitationnelles dont le passage serait susceptible de modifier de façon infime la longueur des bras de l'interféromètre. Dans le but d'augmenter la longueur

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Published by Dominique PRACHERSTORFER - dans 8 - Dis papa - c'est quoi ...
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  • : Araka Nui autour du monde
  • Araka Nui autour du monde
  • : Le voyage initiatique de Teiva sur le catamaran ARAKA NUI parti en 2008 pour un tour du monde. Arrivé en Casamance en septembre 2009, il en repart 2 ans plus tard, mais cette fois sans son papa... C'est l'occasion pour ce dernier de collecter des sujets d'informations aussi divers que variés sur la spiritualité, la géopolitique, l'environnement et les sciences en vue d'étudier ces sujets le moment venu avec Teiva et de débuter son initiation vers un nouveau paradigme.
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