Comment l'astronomie s'intègre-t-elle dans l'astrophysique – et est-ce important?

Nous devons réfléchir plus attentivement à la façon dont nous catégorisons l'univers, dit Chanda Prescod-Weinstein

Avec une certaine régularité, on me demande la différence entre l'astronomie et l'astrophysique. Je suppose que je suis une bonne personne à demander: de mes trois degrés, deux d'entre eux sont en «astronomie et astrophysique». Mais ce que cette fusion signifie, c'est que même nous «astronomes et astrophysiciens» avons renoncé à faire la différence entre les deux. Comment l'astronomie s'intègre-t-elle à la physique? Eh bien, ma position est que l'astronomie est maintenant essentiellement un domaine de la physique, mais je sais que certaines personnes seront mécontents, j'ai dit cela!

Ce qui est intéressant ici, ce n'est pas la façon dont les Astro émotionnels ont leur relation parfois tendue avec la physique, mais l'idée qu'il existe des catégories soignées en premier lieu. Il y a une certaine logique: l'astronomie est un domaine de recherche beaucoup plus ancien que la physique. Les gens regardent les cieux et essaient de les expliquer depuis longtemps.

Dans les communautés musulmanes, cela avait une importance pratique: la détermination des temps de prière précises dépendait de prédictions de timing minutieuses, y compris les levers et les couchers de soleil. Les astronomes musulmans chargés de ces calculs ont appris une quantité extraordinaire sur les cieux, et leurs observations ont préparé le terrain pour la révolution scientifique pour laquelle les Européens sont souvent uniquement crédités.

Ceci est un rappel de la façon dont la curiosité peut nous emmener dans des directions toute nouvelle. Ces observations sont également l'une des raisons pour lesquelles au cours des 500 dernières années, une théorie cohérente a émergé reliant les observations astronomiques à l'étude des objets en mouvement sur Terre. Ce que nous appelons maintenant la physique newtonienne a lié l'astronomie et la physique, jetant les bases de la transition de l'astronomie dans le domaine de l'astrophysique.

L'une des leçons que je tire de cette histoire est que les catégories sont rarement câblées dans l'univers et sont beaucoup plus sur ce que nous savons à tout moment. Au début du 20e siècle, par exemple, Annie Jump Cannon a catalogué les stars en fonction de leurs caractéristiques visibles. Dans ce système, les lettres obafgkm sont chacune attribuées à une catégorie d'étoiles qui ont une certaine température et couleur. Pour se souvenir de ces lettres dans l'ordre, la plupart des gens de mon âge avaient un mnémonique: « Oh soyez un bon gars, embrasse-moi. » Au moment où j'ai commencé mon maître, nos instructeurs inséraient «Gal» au lieu de Guy.

Il n'y a pas de limites fixes entre une couleur et une autre, juste un changement continu des couleurs

Ces jours-ci, les gens attribuent à leurs élèves de trouver le leur. Le professeur Benne Holwerda de l'Université de Louisville, a partagé quelques-uns avec moi que ses étudiants avaient créés. Mon préféré était: «Seuls les mauvais astronomes oublient les mnémoniques généralement connues.»

Ce qui est drôle, c'est que ces catégories stellaires sont en fait assez incomplètes. Lorsqu'ils ont été créés au début des années 1900, ils étaient basés sur ce qui est, selon les normes d'aujourd'hui, une compréhension assez rudimentaire des étoiles. À l'époque, ils ne savaient même pas ce qui a fait brûler les étoiles si brillantes. Ce n'est qu'après l'avènement de l'ère nucléaire que les scientifiques ont commencé à comprendre que la fusion est le moteur qui rend les étoiles visibles pour nous. Pour comprendre les étoiles, il faut appliquer la physique connue aux observations d'objets distants: c'est la nature de l'astrophysique moderne.

Il y a une leçon ici sur la méthode de la science. Bien que la méthode scientifique soit généralement discutée comme si c'était un ensemble fixe de pratiques, la façon dont nous effectuons des changements scientifiques avec le temps. Cela comprend des catégories, qui doivent nécessairement changer lorsque nous apprenons de nouvelles informations. Il avait un sens de catégoriser les étoiles uniquement par couleur parce que nous ne savions pas ce que les couleurs signifiaient. Aujourd'hui, nous savons que les couleurs nous donnent des informations sur la composition d'une star et sa place dans l'histoire cosmique. Si les scientifiques le savaient il y a 100 ans, ils auraient pu construire différentes catégories pour organiser leur connaissance des étoiles.

Surtout, les couleurs se trouvent sur un spectre. Il n'y a pas de limites fixes entre une couleur et une autre, juste un décalage continu des couleurs alors que nous passons d'une partie du spectre à l'autre. Ainsi, toute catégorisation basée sur la couleur impose des limites qui n'existent pas physiquement, même si nous les trouvons utiles pour organiser des informations. L'histoire de la catégorisation stellaire est un rappel de ne pas confondre la méthode avec fait. Nos méthodes sont là pour nous aider à établir et à organiser des faits, mais ils ne sont pas synonymes de faits.

Il existe de nombreux exemples de cela à travers la science. Par exemple, les notions sur la façon dont les organes sexuels se développent chez l'homme ont eu tendance à refléter les croyances sociales selon lesquelles le sexe est un binaire fixe. Aujourd'hui, la biologie nous dit que les embryons humains ne connaissent pas l'organogenèse – le développement d'organes – jusqu'à plusieurs semaines. En d'autres termes, les embryons humains n'ont pas de relations sexuelles à la conception. Il s'agit d'un fait scientifique qui défie les méthodes de catégorisation traditionnelles. Nos normes devront changer en conséquence.

La semaine de Chanda

Ce que je lis

J'ai apporté un essai à Je sais à quoi ressemble l'argile rouge: la vision et la voix des écrivains noirs, Et j'apprécie les interviews dedans.

Ce que je regarde

Pendant mon abri pendant une semaine, j'ai marathone le spectacle Plus jeune. Miriam Shor est super!

Sur quoi je travaille

J'enseigne un nouveau cours ce semestre, donc le nouveau matériel et les étudiants me gardent sur mes orteils.

Chanda Prescod-Weinstein est professeur agrégé de physique et d'astronomie, et membre de base du corps professoral en études de femmes à l'Université du New Hampshire. Son livre le plus récent est The Disorderred Cosmos: A Journey Into Dark Matter, SpaceTime et Dreams différés