Voir, découvrir et savoir

Photographie enregistre la science, et la photographie est la science

Image reproduite avec la permission de Hubble.

En tant que étudiant de premier cycle en physique passionné de photographie, j'adore regarder en arrière des sommets de découverte que la photographie a capturés dans tous les domaines de la science.

Dans mon propre domaine de la physique, la photographie n'est pas seulement utilisée pour enregistrer des découvertes, mais pour faire des découvertes. Dans cette pièce, je vais vous montrer comment la photographie est présente à la pointe de la découverte humaine depuis 150 ans.

Edwin Hubble et Andromeda

L’astronome Edwin Hubble a tout d’abord compris qu’Andromeda (ou M31) n’était pas une «nébuleuse spirale», comme on les appelait à l’époque. Il a utilisé des étoiles variables céphéides, qui pulsent à intervalles réguliers et dont la luminosité est connue, pour calculer la distance à Andromède, la trouvant beaucoup trop éloignée pour se trouver dans notre propre Voie Lactée. Il a découvert qu’Andromède était son propre «univers insulaire». Ces univers seraient plus tard renommés galaxies.

Sa découverte a changé notre perception de l'univers du jour au lendemain. La voie lactée n'était plus la seule galaxie; il y en avait d'autres, chacun contenant des dizaines de milliards à des centaines de milliards d'étoiles. L'univers est devenu deux fois plus grand du jour au lendemain. La photographie était la clé.

La diapositive originale de Hubble avec son propre étiquetage. Image reproduite avec l'aimable autorisation du ciel et du télescope.

Hubble a utilisé un télescope de 100 pouces sur le mont Wilson pour effectuer une exposition de quatre heures sur une plaque de verre photosensible. Cette image et les images suivantes lui ont montré l'existence de Variables Céphéides, rendant ses découvertes possibles.

Le télescope spatial Hubble a été construit et lancé en 1990, et porte le nom de Hubble et reconnaît l’importance de sa découverte. L'image en haut de cette pièce est une photo Deep Field prise par ce télescope.

Rosalind Franklin et ADN (Photo 51)

Photo 51. Gracieuseté de la BBC.

La photo 51 était la pièce manquante dans la découverte de la structure de l'ADN. C’est une image de diffraction des rayons X de l’ADN cristallisé prise sur une plaque photosensible, comme les images de Hubble.

Avec Photo 51, Watson et Crick ont ​​pu déterminer la structure de l’ADN: une double hélice de brins antiparallèles reliés entre eux par des paires de bases. La photo de Rosalind Franklin fournit non seulement des informations sur la structure de l’ADN, mais également sur les paramètres de sa taille.

La photo de Franklin suscite la controverse parce que Watson et Crick l’ont utilisée sans sa permission, ce qui leur a permis de déduire la structure finale de l’ADN. Avec Maurice Wilkins, Watson et Crick ont ​​reçu le prix Nobel pour leur découverte. Franklin n'était pas incluse car elle était décédée quatre ans auparavant.

Le débarquement de la lune

Bootprint sur la surface lunaire. Gracieuseté de la NASA.

Il y a peu de moments dans la science où la photographie a occupé le devant de la scène autant que les atterrissages de la lune. En compagnie d’appareils photo Hasselblad, Neil Armstrong et Buzz Aldrin ont été en mesure de capturer les moments où les humains ont mis le pied sur un corps céleste qui n’était pas la Terre.

Lors de tous les atterrissages sur la lune, les astronautes ont utilisé la photographie non seulement pour capturer des moments dans un autre monde, mais également pour de véritables recherches scientifiques.

Les objectifs photographiques consistaient notamment à prendre des images panoramiques haute résolution de la lune pour les utiliser dans la cartographie précise de la surface lunaire et pour étudier les propriétés de réflexion de la lune et de la Terre. La documentation des tâches opérationnelles et des expériences revêtait également une importance capitale.

Buzz Aldrin sur la lune. Image fournie par la NASA.

Gros plans

Tandis que nous avons vu le pouvoir de la photographie de voir des choses aux échelles les plus profondes et les plus grandes avec Hubble, la photographie expose également les cosmologies minuscules de la nature. Les coins de la réalité matérielle se révèlent alors que la macrophotographie dévoile des univers inaccessibles à l'œil humain.

Image reproduite avec la permission des monovisions.

Le photographe allemand Albert Renger-Patzsch a été parmi les premiers à regarder le monde sous un nouvel angle. Bien que ses projets n’aient pas une intention scientifique, ils montrent bien que la photographie peut servir de pont grandiose entre art et science.

Les artistes et les scientifiques ont constaté qu'en recadrant la réalité en morceaux de plus en plus petits, de nouvelles formes d'intérêt esthétique et scientifique apparaissaient. Les efforts visant à diviser le monde en morceaux toujours plus petits se poursuivent encore de nos jours avec l'utilisation de la microscopie électronique pour étudier une variété de phénomènes intrigants. Cette microscopie est devenue si puissante qu'elle est capable de résoudre des atomes individuels.

Le boson de Higgs

Image reproduite avec la permission du New York Times.

Bien entendu, la photographie n’est pas seulement utilisée pour faire des découvertes, mais aussi pour les documenter. La photo ci-dessus a été prise lors d'une conférence au CERN en 2012 et montre le moment du dévoilement de la découverte du boson de Higgs. Nous pouvons constater l'exaltation que procure une expérience scientifique collaborative de 50 ans.

Pour moi, une telle joie illustre parfaitement la raison pour laquelle les humains font de la recherche et pourquoi faire de la science est une entreprise si utile.

A voir, à découvrir et à connaître.