Pour les gens comme moi, Années lumière, l'univers en expansion et le Big Bang font partie du langage quotidien.

Vous pourriez les percevoir comme des concepts lointains et abstraits, mieux laissé aux astronomes professionnels avec des télescopes d'un million de dollars.

Ou peut-être pas. Je pense que vous pouvez découvrir la cosmologie depuis votre jardin, simplement en regardant le ciel nocturne ou en utilisant le télescope d'un astronome amateur.

L'espace peut être incroyablement vaste, mais vous pouvez l'expérimenter et le mesurer par vous-même. Vous pouvez même mesurer l'expansion de l'univers.

Voici quelques conseils pour vous y rendre.

Conseil 1 : recherchez, et imaginer

Regardez le ciel nocturne. Il y a plein d'étoiles, mais une grande partie du ciel est sombre et cela nous dit quelque chose de très important.

Imaginez un univers infiniment grand et ancien rempli d'étoiles. Voyagez dans n'importe quelle direction et, finalement, vous tomberez sur une étoile. Dans cet univers, le ciel nocturne d'une Terre imaginaire ne serait pas sombre, il serait spectaculairement lumineux.

C'est le paradoxe d'Olbers, qui a plusieurs clauses échappatoires. Un univers fini est un. Un autre est un univers avec un âge fini, de sorte que la lumière des objets éloignés n'a pas eu le temps de nous atteindre.

Sans même attraper un télescope, nous avons fait de la cosmologie d'arrière-cour. Le ciel sombre que nous voyons depuis la Terre fait allusion à l'âge fini de l'univers.

Astuce 2 :capturez les étoiles

Maintenant, prenez votre télescope. De belles images d'étoiles peuvent être prises avec un télescope et une caméra sur une monture équatoriale, qui peut suivre les étoiles lorsqu'elles semblent se déplacer dans le ciel. Les télescopes sur montures équatoriales peuvent coûter moins de 1 $ A. 000 (bien que le ciel soit vraiment la limite avec le kit astronomique).

Une monture équatoriale est différente de votre trépied d'appareil photo typique, car il a un axe aligné avec l'axe de rotation de la Terre. La monture peut suivre les étoiles en faisant pivoter un seul axe, et est littéralement un modèle mécanique de la Terre en rotation.

Par rapport à votre œil à l'oculaire, un télescope et une caméra sur une monture équatoriale peuvent révéler plus de l'univers. Avec tes yeux tu peux voir, mais avec un appareil photo tu peux mesurer, transformer votre télescope en machine de cosmologie.

Astuce 3 :surveillez les positions des étoiles

A quelle distance sont les étoiles ? Même les petits télescopes fournissent des indices.

Alors que la Terre tourne autour du Soleil, la direction vers les étoiles proches changera. Les étoiles les plus proches semblent se déplacer d'avant en arrière par rapport aux objets célestes plus éloignés.

C'est la parallaxe, et c'est un peu comme utiliser nos deux yeux pour percevoir la distance, sauf en utilisant des observations télescopiques séparées par le diamètre de l'orbite de la Terre autour du Soleil (300 millions de km).

Si les étoiles les plus proches étaient situées à 12, 000 fois la distance Terre-Soleil (1, 800 milliards de km), leurs positions dans le ciel changeraient d'un centième de degré.

Cela semble minuscule, mais c'est à peu près la même que la taille angulaire de Jupiter, et serait facile à voir avec un télescope d'arrière-cour. Au lieu, même les étoiles les plus proches sont si éloignées que c'est un véritable défi pour les astronomes d'arrière-cour de mesurer leurs distances.

Certaines des étoiles les plus proches sont faciles à trouver mais toujours incroyablement éloignées. Alpha Centauri, le plus brillant des "Pointeurs" près de la Croix du Sud, est une paire d'étoiles dont la distance de nous est de 270, 000 fois la distance Terre-Soleil.

Sirius, l'étoile la plus brillante du ciel, est un peu plus loin à 540, 000 fois la distance Terre-Soleil.

Avec un télescope, caméra, et un peu d'histoire, vous pouvez apprécier que certaines étoiles sont encore plus loin.

Astuce 4:regardez la luminosité des étoiles

En 1908, L'astronome américaine Henrietta Swan Leavitt a découvert que les étoiles connues sous le nom de Céphéides varient en luminosité avec une période qui dépend de leur luminosité, ou à quel point ils sont brillants. Plus la période est longue, plus l'étoile est brillante. Les céphéides sont devenues l'outil qui a permis aux astronomes de mesurer les distances aux galaxies.

You can see the brightest Cepheids in the Large Magellanic Cloud, which is 160, 000 light years away from Earth, with a telescope and eyepiece. With a camera, you can take images over time to measure Cepheids getting brighter and fainter, just as Henrietta Swan Leavitt did a century ago.

In 1923, Edwin Hubble detected a Cepheid in the Andromeda "nebula" and realised that Andromeda is another galaxy, containing many billions of stars. He concluded that the universe is vast and full of such galaxies.

With a telescope, a modern DSLR camera (or CCD) and long exposures at a dark site, you can spot the very star Hubble used to make his momentous discovery. A star so far away, its light takes two million years to reach us.

Tip 5:measure shifted light

The expanding universe may be one of the strangest of cosmological discoveries. Most galaxies across the universe are rushing away from us and each other.

How can you measure the speed of galaxies across the vastness of space? With a speed camera, bien sûr.

A speed camera on Earth measures the Doppler shift of light bounced off a speeding car. We cannot bounce light off a galaxy, but we can measure the Doppler shift of light emitted by particular elements and molecules.

Hydrogen is the most abundant element in the universe, and it produces a very distinctive spectrum of light. We can see this spectrum in celestial objects if we add a diffraction grating to our telescope.

If we take spectra of quasars, some of the most luminous yet distant of astronomical objects, we can see the spectrum of hydrogen. But the emission lines are Doppler-shifted to redder colours (wavelengths) by the expanding universe.

Quasar 3C 273 is so bright that a 15cm telescope can detect the hydrogen alpha line in its spectrum in one hour. On Earth the hydrogen alpha has a wavelength of 0.66 microns, but for 3C 273 this line is shifted to 0.76 microns.

So what speed does 3C 273 clock? 47, 000 kilometres every second!

You can observe the expanding universe, with your own telescope.

Cutting-edge cosmology may require the Hubble Space Telescope, LIGO and the Square Kilometre Array. But if you're organised, motivated, and have the budget for a few key items, you can be a backyard cosmologist.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.