Avec ses angles bien marqués, ses coins garnis de tableaux noirs et ses murs couverts d’équations, l’Institut Périmètre peut ressembler à une maison de jeux scientifiques. Et à entendre le bruit ambiant, c’est bien ce qu’elle semblait être en ce matin de la fin octobre.

L’amphithéâtre des idées Mike-Lazaridis de l’Institut résonnait de conversations animées, ponctuées de quelques cris, alors que 200 élèves d’écoles primaires de la région de Waterloo étaient venus pour une visite du système solaire et du reste de l’univers dans le cadre d’un exposé Physica Phantastica.

Kelly Foyle, scientifique de l’équipe de diffusion des connaissances de l’Institut Périmètre, a guidé les enfants dans les aspects connus et les spéculations de la cosmologie, l’un des 9 domaines de recherche de l’Institut.

« Nous finissons par arriver à un point où il n’y a plus d’enseignant qui puisse nous donner des réponses, dit-elle. Nous devons alors agir comme des détectives et trouver les réponses nous-mêmes. » [traduction]

Certaines choses sont bien comprises. C’est le cas par exemple de la grande tache rouge de Jupiter, tempête massive à la surface de la planète. Les humains l’observent depuis environ 400 ans, et elle semble se contracter.

D’autres phénomènes, comme la forme du tourbillon polaire de Saturne, demeurent des mystères. « Nous ne savons toujours pas pourquoi il a cette extraordinaire forme hexagonale », explique Mme Foyle à son auditoire. « Peut-être que l’un ou l’une d’entre vous trouverez un jour la réponse. » [traduction]

L’Institut Périmètre organise chaque année des exposés Physica Phantastica, mais jusqu’à maintenant c’était toujours pour des élèves de 11^e et de 12^e année de scolarité.

Cette nouvelle activité témoigne de l’intention de l’Institut Périmètre de concevoir des programmes de diffusion des connaissances pour des élèves plus jeunes. L’Institut travaille aussi à la création de trousses pédagogiques pour les écoles primaires.

Kelly Foyle, qui a travaillé au planétarium W.J.-McCallion, à Hamilton, en Ontario, avant de se joindre à l’Institut Périmètre en 2014, aime beaucoup œuvrer auprès des jeunes enfants.

« Les jeunes élèves sont souvent plus curieux et hésitent moins à poser des questions » [traduction], a-t-elle déclaré avant l’activité d’une durée d’une heure.

Les adultes sous-estiment souvent la capacité – et le désir – d’un enfant de s’attaquer à des problèmes complexes. C’est pour cela que Mme Foyle a conçu la présentation pour aller au-delà du système solaire et explorer de nouveaux concepts scientifiques et des mystères cosmologiques difficiles.

Les élèves ont vu de nouvelles images de la lune Encelade de Saturne, publiées quelques jours seulement avant l’exposé Physica Phantastica, et de récentes images des montagnes glacées d’azote et de dioxyde de carbone de Pluton, prises par la sonde New Horizons.

Après de brefs arrêts pour voir la nébuleuse d’Orion (la pouponnière d’étoiles la plus proche de nous) et la nébuleuse du Crabe, Kelly Foyle a conclu son exposé en parlant des trous noirs.

Souvent considérés comme des régions vides du ciel, ces gloutons astronomiques se comportent en fait davantage comme des chutes dans une rivière. « Si vous êtes en bateau sur une rivière et que vous approchez d’une chute, vous pouvez dans un premier temps virer de bord et vous en éloigner. Mais à partir d’un certain point, si vous êtes trop près de la chute, même en mettant le moteur à plein régime, vous ne pouvez plus vous en éloigner et vous êtes happés par la chute. C’est ce qui arrive dans le cas des trous noirs. À partir d’un certain point, même la lumière ne peut s’en échapper. » [traduction]

Notre galaxie compte 37 trous noirs connus. Celui qui est situé au centre de la galaxie — Sagittaire A* — est 4 millions de fois plus massif que notre soleil. Les scientifiques espèrent pouvoir bientôt l’observer, grâce au télescope EHT (Event Horizon Telescope – Télescope Horizon des événements).

« Nous voulons photographier la limite supérieure de la chute » [traduction], ajoute Mme Foyle.

Après des questions en rafale – L’univers a-t-il une frontière? Qu’arrive-t-il à un objet qui entre dans un trou noir? –, les élèves sont sortis de l’amphithéâtre pour retourner à leur école, la tête encore bourdonnante des plaisirs authentiques de la physique.