Lumière sur les mystères de l’univers
Mystères de l’univers

Lumière sur les mystères de l’univers

L’Institut spatial Trottier de McGill est un pôle de découvertes fascinantes en sciences de l’espace. Grâce à un don exceptionnel, l’Institut deviendra un acteur de premier plan sur la scène mondiale.

par Brenda Branswell

Dans le cours d’astronomie qu’elle donne à des non-scientifiques – Physics 183: The Milky Way Inside and Out – la professeure Victoria Kaspi parle de la rapidité des découvertes tandis qu’elle distribue le manuel du cours.

« Vous pouvez parier que dans cinq ou dix ans, dit-elle aux étudiants, plusieurs sections de ce livre ne seront plus à jour. »

Le contenu des manuels de physique de première année universitaire n’a pas beaucoup changé depuis les cinquante dernières années parce que les sujets étaient bien compris, mais « nous entamons une nouvelle ère en astrophysique où nous découvrons de nouveaux phénomènes et développons de nouvelles façons de comprendre les choses rapidement », explique Mme Kaspi, une astrophysicienne primée, titulaire de la chaire d’astrophysique et de cosmologie Lorne Trottier et co-récipiendaire du prix Shaw 2021 en astronomie.

C’est dans ce contexte d’ébullition scientifique que l’Institut spatial de McGill a reçu un don de 16 millions de dollars de la Fondation familiale Trottier. La nouvelle parue en novembre 2022 annonçait aussi un don de 10 millions de dollars de la Fondation à l’Université de Montréal en appui à son Institut de recherche sur les exoplanètes.

Le don à l’Institut spatial de McGill finance des bourses de recherche pour les étudiants des cycles supérieurs et les chercheurs postdoctoraux, en plus d’assurer un soutien aux programmes et le renforcement des capacités de la recherche. La moitié du don est consacré à la construction d’une annexe à l’édifice de l’Institut spatial sur la rue University pour alléger le nombre excessif de personnes dans les locaux, améliorer les collaborations de recherche et faciliter l’accueil de visiteurs dans le cadre de sa stratégie de sensibilisation du public.

En guise de reconnaissance pour ces très généreux dons, l’institut a été renommé l’Institut spatial Trottier de McGill, tandis que l’Université de Montréal a rebaptisé son institut spatial l’Institut Trottier de recherche sur les exoplanètes.

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À VOIR : L’Institut spatial Trottier de l’Université McGill (en anglais)

Une fascination pour l’espace

Le diplômé Lorne Trottier, B. Ing. 1970, M. Ing. 1973, D. Sc. 2006, dont la fondation familiale est à l’origine de ces dons extraordinaires, est passionné de technologie et de science et fasciné par l’espace, de l’origine et l’évolution de l’univers en passant par la possibilité de vie extraterrestre.

« Je pense que la plupart des gens s’intéressent à ces questions », explique M. Trottier, cofondateur de Matrox, une entreprise chef de file de l’industrie de l’infographie, de produits vidéo et de l’imagerie. « Notre curiosité humaine de comprendre les choses fondamentales est insatiable. »

Lecteur assidu de l’actualité scientifique et spatiale, M. Trottier est bien au courant de la recherche de haut calibre menée à l’Institut spatial de McGill, qu’il qualifie d’impressionnante. Au sujet des vols privés de particuliers dans l’espace, il affirme que « la pensée m’a traversé l’esprit, mais je préfère largement investir dans la recherche plutôt que de me payer une excursion personnelle, bien que je n’aie rien contre les gens qui veulent le faire. »

Lorsqu’il était à McGill, M. Trottier a reçu une bourse d’études de premier cycle en se promettant d’un jour réciproquer si ses circonstances le permettaient. « C’est probablement ce qui m’incite à donner, quoique dans l’industrie de la technologie, la philanthropie est importante depuis très longtemps », dit-il.

Les nombreuses contributions de la Fondation familiale Trottier à McGill ont façonné le campus, du pavillon Lorne M. Trottier qui abrite le Département de génie électrique et informatique et l’École d’informatique, en passant par l’Institut Trottier pour la durabilité en ingénierie et design, en plus de financer le Symposium scientifique pour le public Trottier qui éduque le grand public en science hors des salles de cours de McGill.

Photo colorée de l'espace rempli d'étoiles et de galaxies.

Découvertes spectaculaires en astrophysique

L’Institut spatial Trottier de McGill (IST) est un centre interdisciplinaire qui réunit des chercheurs en astrophysique, en sciences planétaires, en sciences de l’atmosphère, en astrobiologie et d’autres domaines liés à l’espace. La recherche porte sur une variété de sujets, dont les planètes extrasolaires, les mystérieux sursauts radio rapides, les trous noirs et la cosmologie — la science de la compréhension de l’origine et de l’évolution de l’univers — ainsi que le climat des atmosphères terrestre et planétaire.

« Certaines des choses qui se passent maintenant n’étaient que des rêves à l’époque où j’étais étudiant aux cycles supérieurs », explique Andrew Cumming, professeur agrégé au Département de physique et membre de l’IST. La détection des ondes gravitationnelles — des oscillations dans l’espace-temps qui n’impliquent pas la lumière — en est un exemple. « Nous y sommes enfin parvenus au cours des cinq dernières années, et l’astronomie en est complètement révolutionnée. »

L’une des grandes questions qui intéressent le professeur Cumming est de comprendre la formation des planètes, en particulier la place de notre système solaire dans l’histoire de la formation des planètes à l’échelle galactique.

Quand il était étudiant au milieu des années 90, les exoplanètes venaient tout juste d’être découvertes. Aussi appelées extrasolaires, ces planètes orbitent autour d’étoiles situées à l’extérieur de notre système solaire. « À ce stade, toutes les idées théoriques que nous avions sur la formation des planètes reposaient sur notre système solaire, parce que c’était le seul système planétaire que nous connaissions, explique M. Cumming.

Pour essayer de comprendre la formation des planètes, on se basait sur les observations du système solaire. Mais maintenant, nous avons découvert des milliers d’exoplanètes et de systèmes solaires à l’échelle de la galaxie. En tant que théoricien, j’essaie de trouver des idées pour expliquer la formation des planètes. Toutes ces découvertes révolutionnent notre domaine, nous n’avons plus qu’une, mais désormais des milliers de choses à expliquer. »

Gros plan de Victoria Kaspi

Quand on s’interroge sur ce qui s’est passé après le Big Bang, ces questions insondables s’abordent avec des données et des observations, mais pour les recueillir, il faut de nouvelles technologies. »

Former la prochaine génération de scientifiques

Grâce aux nouvelles bourses, ce sont les étudiants des cycles supérieurs et les chercheurs postdoctoraux qui profiteront le plus des retombées du don de la Fondation familiale Trottier.

« Nous avons des étudiants et des postdoctorants de partout dans le monde qui veulent venir à McGill pour travailler à l’Institut spatial. Ces bourses nous permettront de les recruter et de rivaliser avec les meilleurs établissements », déclare Mme Kaspi, directrice de l’Institut spatial Trottier de McGill.

« Il est important de stimuler l’intérêt des jeunes envers la science, que ce soit par la sensibilisation scientifique ou l’avancement de leur carrière en science, commente Lorne Trottier au sujet des bourses.

Ce sont souvent les jeunes esprits aux idées fraîches qui trouvent les idées révolutionnaires ».

Le don permettra également la construction d’une annexe derrière l’Institut spatial, créant ainsi plus d’espace pour la faculté, les étudiants et la technologie.

Le bâtiment de pierre grise est affectueusement surnommé la « baraque spatiale », et y règne une atmosphère familiale. « C’est un environnement agréable et amical, mais on y est tout simplement trop à l’étroit », explique Mme Kaspi.

Alice Curtin, une étudiante de l’ouest du Massachusetts, a obtenu sa maîtrise à McGill et commencé son doctorat en astrophysique à l’automne 2021. Ses recherches doctorales portent sur les sursauts radio rapides, des sortes de pulsations extragalactiques, de petites explosions sporadiques.

« Ils proviennent de partout, de milliers de galaxies différentes. Nous en avons vu une dans notre propre galaxie, mais nous ne sommes pas certains de ce qu’ils sont, explique Alice Curtin. La grosse question est “que sont-ils, simplement ?” Mais en plus de cela, ils nous permettent de faire de la science très intéressante, parce qu’ils viennent de si loin. Nous pouvons les utiliser pour étudier ces autres galaxies. »

La doctorante a trouvé un environnement enrichissant à l’Institut spatial : la collaboration et les ressources en recherche y sont riches, tout comme les amitiés et les discussions sur l’astronomie. « Les gens dans mon bureau s’activent sur différentes choses, mais tous les jours, on peut bavarder autour d’un café et des biscuits avec nos professeurs et les étudiants des cycles supérieurs, dit-elle.

Je crois que c’est ce qui rend l’Institut vraiment fantastique, on n’y sent pas de compétition. Il y règne plutôt une énorme collaboration entre plusieurs scientifiques qui veulent tous apprendre et qui veulent tous faire avancer leur domaine. »

Équipement de recherche spatiale sous l'aurore australe.

Retombées de la recherche spatiale sur la technologie

En tant que cosmologiste observationnel du Département de physique de McGill, le professeur Matt Dobbs étudie l’univers dans son ensemble, la façon dont il est né et prend de l’expansion, ce qui le constitue et son évolution potentielle, voire, sa mort.

« Notre travail principal est de développer les instruments, les détecteurs, les télescopes et l’électronique de traitement des signaux qui font fonctionner ces télescopes, » dit Matt Dobbs.

Le professeur a joué un rôle de premier plan dans la mise au point du radiotéléscope canadien révolutionnaire, le CHIME à Penticton, en Colombie-Britannique, et travaille maintenant à créer un télescope canadien encore plus puissant, le CHORD.

« CHIME utilise un système sur mesure de traitement des signaux pour déterminer l’endroit d’où provient chaque parcelle de lumière dans le ciel, explique-t-il. Notre rôle à McGill était de développer l’équipement électronique spécialisé pour y parvenir, tout en travaillant étroitement avec des collaborateurs partout au Canada. »

« L’un des aspects les plus négligés et combien importants de la recherche spatiale est sa contribution à l’évolution de la technologie, et celle-ci comporte deux volets, dit Mme Kaspi. Nous sommes de très intenses calculateurs, nous recueillons des quantités phénoménales de données, nous développons des algorithmes pour calculer encore plus rapidement, pour trouver des façons toujours plus ingénieuses de gérer et de visualiser toutes ces données. »

Elle nous informe que leurs étudiants qui ne poursuivent pas de carrières universitaires se font tout de suite engager par des entreprises comme Google et Shopify. « Ils veulent des gens capables de gérer de grandes quantités de données. »

L’autre retombée concerne l’innovation en instrumentation pour repousser les frontières de la technologie et mettre au point des outils qui pourront être utilisés plus tard sur le marché.

« Quand on s’interroge sur ce qui s’est passé après le Big Bang, ces questions insondables s’abordent avec des données et des observations, mais pour les recueillir, il faut de nouvelles technologies, explique Mme Kaspi. En repoussant les frontières de la technologie pour répondre à ces questions fort complexes, cette technologie peut très bien être mise au service d’une variété d’industries qui ne s’y attendait peut-être jamais. »

L’innovation s’applique notamment aux satellites de communication et aux systèmes GPS, elle peut prendre la forme de contributions transformationnelles à l’Internet sans fil haute vitesse, ou encore, servir à affiner la chirurgie oculaire au laser ou l’imagerie médicale, comme les IRM.

Victoria Kaspi et René Doyon lors d’un débat d’experts.
Le professeur René Doyon, directeur de l’Institut Trottier de recherche sur les exoplanètes à l’Université de Montréal, en discussion avec la professeure Victoria Kaspi lors d’un panel.

Une sincère reconnaissance pour un soutien extraordinaire

Outre ce nouveau don d’une extrême générosité, la famille Trottier a aussi soutenu McGill en 2015 dans le cadre de la création de l’Institut spatial qui a permis à des chercheurs de détecter des milliers de sursauts radio rapides et de découvrir que les magnétars pouvaient être à l’origine de ce phénomène mystérieux. C’est aussi là que la première image d’un trou noir a été prise à l’aide du télescope Event Horizon et qu’un système de détection de la vie microbienne pour les missions spatiales a été développé.

Victoria Kaspi a exprimé sa profonde gratitude à la Fondation familiale Trottier pour son soutien.

« Je n’ai pas de mots pour exprimer à quel point nous sommes reconnaissants, mes collègues et moi. Leur générosité est tout simplement incroyable et inspirante, et elle nous inspire.

« Lorne, en particulier, démontre tant d’enthousiasme, de reconnaissance et d’amour pour ce que nous faisons, si bien que je le considère comme membre de l’Institut spatial. Il vient à nos événements, il pose des questions intéressantes et perspicaces, c’est un expert du domaine, affirme la professeure.

Nous sommes si chanceux d’avoir un tel bienfaiteur pour nous aider à réaliser notre potentiel. Je pense que nous nous mesurons déjà aux différents acteurs mondiaux, mais avec ce soutien, nous deviendrons des leaders. »

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