
English: 
 In four billion years,
anyone left in our solar system
will witness the most
spectacular event
to take place in the
history of the night sky
as the Andromeda Galaxy plows
headlong into our own Milky
Way.
But will that be
the very last night
sky our solar system witnesses?
See that fuzzy blob
on the sky, the one
just left of the
Milky Way center
in the constellation
of Andromeda?
That's M31, the
Andromeda Galaxy.
It's two and 1/2
million light years away
and host to a trillion stars.
It has a beautiful
spiral structure,
spanning its gently rotating
disk 220,000 light years
in diameter, and a
central bulge that
hides a giant black hole that
contains the mass of well
over 100 million suns.
Andromeda is also racing
towards our galaxy
at 110 kilometers per second.
That faint blob will slowly
grow to around half again

French: 
Dans 4 milliards d'années, quiconque toujours présent dans notre système solaire
sera témoin de l'évènement le plus spectaculaire
à avoir jamais eu lieu dans l'histoire du ciel nocturne
tandis que la galaxie d'Andromède foncera droit sur notre Voie Lactée.
Mais cela sera-t-il le tout dernier ciel
nocturne de notre système solaire?
Vous voyez cette petite tâche floue dans le ciel, celle
juste à gauche du centre de la Voie Lactée
dans la constellation d'Andromède?
C'est M31, la galaxie d'Andromède.
Elle est à 2,5 millions d'années-lumière de distance
et héberge un billion d'étoiles.
Elle a une belle structure en spirale,
formant un disque tournant de 220 000 années -lumières
de diamètre, avec un bulbe central
dans lequel se cache un trou noir géant qui contient une masse bien
supérieure à 100 millions de fois celle du soleil.
Andromède se dirige aussi droit sur notre galaxie
à 110 kilomètres par seconde.
Cette petite tâche va lentement grandir de la moitié

French: 
de sa taille actuelle au cours des 2 prochaines milliards d'années.
Puis sa croissance va s’accélérer.
Dans 3 milliards d'années, elle sera 2,5 fois plus grande.
Dans 3 milliards et 750 millions d'années, elle remplira la moitié du ciel.
Dans à peu près 4 milliards d'années,
elle percutera la Voie Lactée,
et les deux galaxies seront totalement perturbées
dans la collision monumentale.
Ça, on en est sûr.
Mais qu'en est-il du Soleil, du système solaire, de la Terre?
La galaxie d'Andromède était notre premier indice
qu'il existait un univers en dehors de la Voie Lactée.
On la connaît depuis toujours.
Dans un ciel sombre, on voit une petite tâche visible à l’œil nu.
Mais comme elle est si loin, on ne peut pas voir
individuellement les étoiles sans un télescope de grande taille.
À cause de ça, il n'y avait autrefois
aucune façon de savoir si Andromède était
un bien plus petit nuage de gaz, une nébuleuse dans notre galaxie,
ou si c'était une galaxie à part entière
à une distance bien plus éloignée.
La distance et la nature fondamentale de "La Grande Nébuleuse d"Andromède"
furent le sujet d'un long débat,

English: 
its current size over the
next two billion years.
Then its growth will accelerate.
At three billion years, it'll
be two and 1/2 times bigger.
At three and 3/4, it'll
fill half the sky.
At around four billion
years from now,
it'll crash through
the Milky Way,
and both galaxies will
be utterly disrupted
in the monumental collision.
This much we know for sure.
But what about the sun, the
solar system, the Earth?
The Andromeda Galaxy
was our first clue
that there existed a universe
outside the Milky Way.
We've known about it forever.
On the dark sky, it's
visible to the naked eye
as a faint smudge.
But being so far
away, you can't see
individual stars in Andromeda
without a good size scope.
Because of this,
there was originally
no way to know
whether Andromeda was
a much smaller cloud of gas,
a nebula inside our galaxy,
or whether it was a galaxy
in its own right at a much
greater distance.
The distance and fundamental
nature of "the Great Andromeda
Nebula" was the
subject of long debate,

English: 
beginning with a Immanuel Kant.
In the mid 1700s,
he hypothesized
that Andromeda was an island
universe, a vast sea of stars
distant to our own.
It was a guess, albeit
a very good one.
Milky Way philosophers living
a few billion years from now
won't have to speculate.
The galactic nature of Andromeda
will be clear to the naked eye.
That galactic
nature is also clear
when we train modern telescopes
on that faint smudge.
The first
incontrovertible evidence
came when Edwin Hubble
calculated its distance
by watching the pulsation
of stars in Andromeda.
He observed Cepheid
variables, which
have a pulsation rate that
depends on their energy output.
Time the pulsation rate, and you
know how luminous the star is.
Those Cepheids appeared
extremely faint
in Edwin Hubble's observations
due to the galaxy's
great distance.
But knowing their
intrinsical luminosity
allowed Hubble to
calculate that distance.
It was finally
clear that Andromeda
was, after all,
an island universe

French: 
débutant avec Immanuel Kant.
Au milieu du XVIIIe siècle, il émit l'hypothèse
qu'Andromède était une île-univers, une vaste mer d'étoiles
éloignée de la nôtre.
C'était une supposition, et même une très bonne supposition.
Les philosophes de la Voie Lactée dans quelques milliards d'années
n'auront pas à spéculer.
La nature galactique d'Andromède sera clairement visible à l’œil nu.
Cette nature galactique est aussi visible
lorsqu'on pointe des télescopes modernes sur cette petite tâche.
La première preuve indisputable
arriva lorsque Edwin Hubble calcula sa distance
en observant la pulsation des étoiles d'Andromèdes.
Il observa des céphéides, qui ont
un taux de pulsation dépendant de leur émission d'énergie.
Multipliez le taux de pulsation et vous connaîtrez la luminosité de l'étoile.
Ces céphéides apparaissent très faiblement
dans l'observation d'Edwin Hubble à cause de
la grande distance de la galaxie.
Mais connaître leur luminosité intrinsèque
a permis à Hubble de calculer leur distance.
Il était finalement évident qu'Andromède
était après tout, une île-univers

English: 
far outside the Milky Way.
Hubble went on to combine
distance measurements
to many galaxies
with measurements
of their velocities to discover
the expansion of the universe.
Those velocities were found
by another astronomer,
Vesto Slipher, by
measuring Doppler
shifts of spectral lines.
Almost all of Slipher's galaxies
seem to be moving away from us.
Andromeda was a
striking exception.
It's close enough that the
mutual gravitational attraction
between it and the
Milky Way overcomes
the outward expansion,
allowing them to fall together.
But Doppler shift
measurements only
gives the line of sight
velocity, the component
of the galaxy's motion directly
towards or away from us.
That doesn't tell us whether
Andromeda will actually
hit the Milky Way.
If the galaxy has enough
sideways or transverse
velocity, then it could
miss us completely.
For a long time, we had
no idea about Andromeda's
transverse velocity.
It's actually very
hard to measure.
The galaxy is so far
away that its motion

French: 
loin en dehors de la Voie Lactée.
Hubble continua de combiner la mesure des distances
de nombreuses galaxies avec des mesures
de leur vélocité pour découvrir l'expansion de l'univers.
Ces vélocités ont été découvertes par un autre astronome,
Vesto Slipher, en mesurant l'effet Doppler
entre les raies spectrales.
Quasiment toutes les galaxies de Slipher semblaient s'éloigner de nous.
Andromède était une exception frappante.
Elle est assez proche pour que l'attraction gravitationnelle mutuelle
entre elle et la Voie Lactée surpasse
l'expansion de l'univers, les permettant de se rencontrer l'une et l'autre.
Mais les mesures de l'effet Doppler donnent seulement
la vélocité par rapport à la Voie Lactée, la composante
du mouvement de la galaxie directement vers nous ou dans le sens inverse.
Cela ne nous dit pas si Andromède percutera vraiment
la Voie Lactée.
Si Andromède a suffisamment de vélocité latérale ou transversale,
alors elle pourrait nous louper complètement.
Pendant longtemps, nous n'avions aucune idée de la vélocité
transversale d’Andromède.
Elle est en fait très difficile à mesurer.
La galaxie est tellement éloignée que son mouvement

English: 
relative to background galaxies
is almost imperceptible.
Even with a transverse velocity
equal to its line of sight
velocity, Andromeda's
motion over several years,
in terms of angle on the
sky, would be minuscule,
a fraction of a
percent of the angular
width of one of the Hubble
Space Telescope's tiny pixels.
So how do we measure
Andromeda's transverse velocity?
Well, we use the Hubble Space
Telescope over several years,
of course, with a heavy dose
of being extremely clever.
A team of researchers,
led by Roeland van der
Marel of the Space
Telescope Science Institute,
did just this.
They mapped the
locations of thousands
of stars in Andromeda
between 2002 and 2010
and compared them to
background galaxies.
Then they averaged the observed
motion of all of those stars
and removed the effects due
to the rotation of Andromeda
and the motion of the sun.
They calculated a
transverse velocity
of 17 kilometers per second.
Even taking uncertainties
into account,
Andromeda is racing
towards us much faster
than it's moving to the side.

French: 
relatif par rapport aux galaxies d'arrière plan est presque imperceptible.
Même avec une vélocité transverse égale à celle de la vélocité par rapport à la Voie Lactée,
le mouvement d'Andromède sur plusieurs années,
en terme d'angle dans le ciel, serait minuscule,
une fraction du pourcentage de la largeur
angulaire d'un des minuscules pixels du télescope spatial Hubble.
Alors comment mesurons-nous la vélocité transverse d'Andromède?
Eh bien on utilise le télescope spatial Hubble pendant plusieurs années
avec bien sûr une grosse louche d'intelligence.
Une équipe de chercheurs, menée par Roeland van der Marel
du Space Telescope Science Institute,
a fait exactement ça.
Ils ont cartographié l'emplacement de milliers
d'étoiles d'Andromèdes entre 2002 et 2010
et les ont comparés aux galaxies d'arrière-plan.
Puis ils ont fait une moyenne du mouvement observé de toutes ces étoiles
et ont enlevé les effets dus à la rotation d'Andromède
et au mouvement du Soleil.
Ils ont calculé une vélocité transverse
de 17 kilomètres par seconde.
Même en prenant compte les incertitudes,
Andromède fonce sur nous bien plus vite
qu'elle ne se déplace sur le côté.

English: 
A head-on collision
is inevitable.
Van der Marel and team also
ran a computer simulation
to study the consequences
of this collision.
They used simulations of the
gravitational interactions
of millions of particles
representing groups
of stars and dark matter.
In other words, they
made a little Andromeda
and a little Milky
Way in their computer
and watched them smash together.
They also included
the Triangulum,
or Pinwheel Galaxy, the
third-largest member
of the Local Group.
This is an animated
representation
of the predictions
of that simulation.
The giant spiral
galaxies fall together,
and the little Triangulum
Galaxy joins the party.
The first impact in
around four billion years
completely disrupts the spiral
structure of both galaxies,
creating these
amazing tidal tails.
We see these in other
distant galaxies,
like the Antennae,
which are currently
in the process of collision.
After slamming
through the Milky Way,
Andromeda's core travels on
for a bit before falling back,
and the two galaxies merge
into a vast football-shaped

French: 
Une collision frontale est inévitable.
Van der Marel et son équipe ont aussi fait une simulation informatique
pour étudier les conséquences de la collision.
Ils ont utilisé les simulations des interactions gravitationnelles
de millions de particules représentant des groupes
d'étoiles et de matière noire.
En d'autres termes, ils ont fait une petite Andromède
et une petite Voie Lactée dans leur ordinateur
et les ont regardé se rentrer dedans.
Ils ont aussi inclus le Triangle,
ou la galaxie du Moulinet, le troisième plus grand membre du Groupe Local.
Ceci est une représentation animée
des prédictions de cette simulation.
Les gigantesques galaxies spirales se rentrent dedans
et la petite galaxie triangle rejoint la fête.
Le premier impact, dans près de 4 milliards d'années
perturbe complètement la structure en spirale des deux galaxies,
créant ces magnifiques traînées.
On voit ce genre de choses dans d'autres galaxies éloignées,
comme les Antennes, qui sont actuellement
en cours de collision.
Après avoir percuté la Voie Lactée,
le noyau d'Andromède continue un peu son chemin avant de retourner en arrière,
et les deux galaxies se combinent en une vaste

English: 
elliptical galaxy in
around six billion years.
Both galaxies contain a
supermassive black hole,
which will fall
towards the center
of the new merged galaxy.
They do that through a process
called dynamical friction.
Gravitational
interactions with stars
slingshots those stars
into larger orbits
or even completely
out of the galaxy.
Meanwhile, the black holes
lose angular momentum and fall
towards the center.
When those black holes are
around a light year apart,
they'll start losing orbital
energy to gravitational waves.
Then they spiral towards
each other and merge.
The resulting super
supermassive black hole
may briefly power a new quasar
as it consumes any gas that
also ended up in the core.
There's also a chance that
gas throughout the galaxy
will be shocked into a
storm of new star formation.
This isn't completely clear
because, in four billion years,
both the Milky Way
and Andromeda will
have burned through a lot of
their remaining gas reserves.
But what about the
sun and the earth?
Well, for one thing,
we don't expect
any collisions between stars.
The average distance
between stars

French: 
galaxie elliptique en forme de ballon de rugby dans près de 6 milliards d'années.
Les deux galaxies contiennent un trou noir supermassif,
qui se dirigera vers le centre de la nouvelle galaxie.
Cela se produit au cours d'un processus appelé "friction dynamique".
Les interactions gravitationnelles entre étoiles
projettent ces étoiles dans des orbites plus grandes
ou même complètement hors de la galaxie.
Pendant ce temps, les trous noirs perdent leur moment cinétique et chutent vers le centre.
Quand ces deux trous noirs sont distants d'une année lumière,
ils commencent à perdre de leur énergie orbitale à cause des ondes gravitationnelles.
Puis ils tourbillonnent l'un vers l'autre et fusionnent ensemble.
Le trou noir super supermassif qui en résulte
pourrait bien alimenter brièvement un nouveau quasar lorsqu'il consume tout gaz
qui aurait aussi fini dans le noyau.
Il y a aussi une chance que les gaz dispersés dans la galaxie
seront comprimés et formeront de nouvelles étoiles.
Tout cela n'est pas totalement clair, car dans 4 milliards d'années
la Voie Lactée et Andromède auront toutes les deux
consommé une grande partie de leur réserves de gaz restantes.
Mais quand est-il du Soleil et de la Terre?
Eh bien d'une chose, on ne s'attend pas à des collisions entre étoiles.
La distance moyenne entre deux étoiles

English: 
is around 100 billion times
greater than the average size
of a star.
They'll slide right
past each other.
There's a higher chance
of another star passing
inside Neptune's orbit,
which might cause
some gravitational disruption.
But that chance is still
low, at something like one
in 10 million.
No, our planetary
system will probably
survive this encounter.
One big question is where we
will land when the new uber
galaxy settles.
Van der Marel, et
al's, simulation
follows several candidate
suns, simulation particles
with similar orbits
and masses to our sun,
and they track their
final locations.
Most end up in the outer
parts of the merged galaxy,
but many have orbits that
periodically plunge them
through the central regions.
And some even travel far
enough from the center
to make dashes through
the Triangulum galaxy
before that galaxy
also gets gobbled
by the giant elliptical.
There's also a small
chance that the sun
will encounter one of the
supermassive black holes
as they descend to the core.
And that could slingshot
our solar system

French: 
est à peu près 100 milliards de fois plus grande que la taille moyenne d'une étoile.
Elles passeront les unes à côté des autres.
Il y a de plus fortes chances qu'une autre étoile passe
à l'intérieur de l'orbite de Neptune, ce qui pourrait causer
des perturbations gravitationnelles.
Mais cette probabilité est tout de même faible, à peu près 1 chance sur 10 millions.
Non, notre système planétaire survivra probablement à cette rencontre.
Une grande question est où allons nous atterrir quand cette nouvelle méga galaxie sera formée?
La simulation de Van der Marel et al. suit plusieurs candidats Soleil,
des particules dans la simulation avec des orbites et des masses similaires à notre Soleil,
et ils repèrent leur position finale.
La plupart ont fini dans la bordure de la  nouvelle galaxie,
mais beaucoup d'entre eux ont des orbites qui les font périodiquement traverser les régions centrales.
Et certains voyagent même assez loin du centre
pour faire des percées dans la galaxie Triangle
avant qu'elle ne se fasse elle aussi gober
par la nouvelle galaxie elliptique géante.
Il y a aussi une faible chance que le Soleil
rencontre un de ces trous noirs supermassifs lorsqu'il passera par le centre.

English: 
into intergalactic space.
But most likely, we'll
remain within the system
with front row seats.
So what will this
look like to us?
Well, for around two billion
years after the initial impact,
our sky will be full of
a galactic train wreck
as the two galaxies settle down.
Finally, the giant
orb of Milkdromeda
will fill much of the sky.
At this point, the
sun will already
have expanded into a red giant.
And so we best be watching
from the warm oceans
of Enceladus or Europa.
Earth will long ago have been
roasted by our own brightening
and then expanding sun,
which we talked about
in earlier episodes.
I sometimes think
how lucky we are
to live in the time
before our collision
with Andromeda, a
time when we have
such a clear view of our
dynamical evolving universe,
when we have a neighbor
whose visible stars revealed
its great distance, and
whose spiral structure
helped us guess the
shape of our own galaxy.
Astronomers in
the distant future

French: 
Et cela pourrait projeter notre système solaire dans l'espace intergalactique.
Mais il est très probable que nous resterons dans le système
avec des places de premier choix.
Alors à quoi cela va ressembler pour nous?
Eh bien dans près de deux milliards d'années après l'impact initial,
notre ciel sera rempli par un carambolage galactique
alors que les deux galaxies se stabilisent.
Finalement, l'orbe géant d'Androlactée
remplira une grande partie du ciel.
À ce stade, le Soleil se sera déjà
transformé en une géante rouge.
Et on ferait mieux de regarder depuis les océans tempérés d'Encelade ou d'Europe.
La Terre aurait été carbonisée depuis bien longtemps par notre propre
Soleil à la taille et l'intensité grandissante, ce dont nous avons déjà parlé
dans des épisodes précédents.
Parfois, je me dis que nous sommes vraiment chanceux
de vivre à une époque avant notre collision
avec Andromède, une époque où nous avons
une vue tellement claire de notre univers dynamique et en pleine évolution,
où nous avons un voisin dont les étoiles visibles ont révélé
son immense distance, et dont la structure en spirale
nous a aidé à deviner la forme de notre propre galaxie.
Les astronomes dans un futur lointain

English: 
will see only a single
featureless orb in the sky,
and the next nearest
galaxies will
be very far and fast receding.
Will those astronomers
ever figure out
that there are
countless other island
universes stretching across
a much vaster space time?
Last week, we talked about
a stunning new result
in astrophysics, the
detection of the first stars
to ever form.
And we also gave you the answer
to our trebuchet challenge
question.
Exoplanets Channel says, "If
they detected this with current
radio telescopes, I cannot
imagine what they will discover
with the square
kilometer array."
Yeah, SKA is going to
blow our minds repeatedly
and in many different ways.
The EDGES experiment
integrated for hundreds of days
and added together the radio
signal from the whole sky
to measure their signal
of the first stars.
SKA should be able to map
the signal across the sky
and so create images of
the structures in which
those first stars were
forming, presumably

French: 
verront seulement un orbe uniforme dans le ciel
et la galaxie la plus proche sera
très lointaine et en train de s'éloigner rapidement.
Ces astronomes devineront-t-ils
qu'il y a d'innombrables autres îles-univers
dispersées un univers bien plus vaste?
La semaine dernière, nous avons parlé d'un nouveau résultat  exceptionnel
en astrophysique, la détection des premières étoiles
qui se sont formées.
Et nous avons aussi donné la réponse à la question de notre défi du trébuchet.
Exoplanets Channel dit "Si ils ont pu détecter ça avec les radiotélescopes actuels,
je n'ose pas imaginer ce qu'ils vont découvrir avec le Square Kilometer Array".
Ouais, le SKA va nous époustoufler, pas qu'une seule fois,
et de plein de façons différentes.
Les expériences EDGES ont intégré pendant des centaines de jours
et additionné ensembles les signaux radio de tout le ciel
pour mesurer leurs signaux des premières étoiles.
SKA devrait aussi pouvoir cartographier le signal dans le ciel
et ainsi recréer des images des structures dans lesquelles
ces premières étoiles se formaient, à priori

French: 
des sortes de proto-clusters galactiques.
Patrick Horgan fait remarquer qu'il est plus précis de ne pas se représenter
la matière noire comme une chose.
C'est plutôt le nom que nous donnons à l'effet observé
où la réponse gravitationnelle de l'univers
ne correspond pas à la matière visible
d'après notre compréhension actuelle de la matière et/ou des lois de la gravité.
C'est très juste, Patrick, mais je dirais
que les preuves semblent nous mettre sur la voie que la matière noire
serait une sorte de particule, ou au moins un truc.
D'une part il y a la régularité
des mesures de la masse de la matière noire
des galaxies et des amas de galaxies
avec la méthode des lentilles gravitationnelles contre la méthode de la cinématique.
Il y a aussi le fait que la matière noire
semble être distribuée différemment par rapport à la matière ordinaire,
mais s’agrège tout de même sous l'effet de la gravité, comme par exemple
dans l'amas de la Balle.
Dans le cas du résultat dont nous avons parlé,
l'hypothèse toute entière comme quoi la matière noire
était responsable du refroidissement de l'univers primordial
repose sur le fait qu'elle est une chose qui puisse interagir
avec la matière ou la lumière.
Alors dans ce contexte, il est plus logique de s'y référer de cette façon.
Mais généralement, je suis d'accord.

English: 
some sort of
proto-galactic clusters.
Patrick Hogan points out that
it's more accurate not to think
about dark matter as a thing.
Rather it's the name
we give to the effect,
whereby the gravitational
response of the universe
doesn't match the
visible matter given
our understanding of that matter
and/or the laws of gravity.
That's very fair,
Patrick, but I would
say that the evidence is
converging on dark matter
being some sort of particle
or at least a stuff.
For one thing, there's
the consistency
of the dark matter
mass measurements
of galaxies and galaxy clusters
from gravitational lensing
versus kinematics.
There's also the
fact that dark matter
appears to distribute itself
differently to regular matter
but still comes together
under gravity, for example,
in the Bullet Cluster.
In the case of the
result we discussed,
the entire hypothesis
that dark matter
was responsible for the
cooling of the early universe
relies on it being some sort
of stuff that can interact
with either matter or light.
So in that context, it makes
sense to refer to it that way.
But in general, I agree.

English: 
We should add the caveat that
we really don't know for sure.
And finally a huge shout out to
Springfield High School's two
AP physics classes, led by the
brilliant and dedicated Wesley
Morgan.
These guys submitted
videos of their answers
to the trebuchet challenge.
Here they are, Springfield's
finest physicists.
Your solutions were
exactly correct.
Sorry we didn't end up selecting
you as official winners.
That would have taken
a lot of T-shirts.
But official or not, you
conquered this challenge.
Instead of T-shirts,
we're sending some stacks
of Space Time stickers.
When you end up as astronauts
or famous physicists
or genius inventors
or medieval warlords,
we hope you'll remember us.
[MUSIC PLAYING]

French: 
On devrait aussi prévenir qu'on est vraiment pas sûr.
Et enfin une mention spéciale aux deux classes de physique avancée du lycée de Springfield,
dirigées par le brillant et dévoué Wesley Morgan.
Ils ont soumis des vidéos de leur réponse
au défi du trébuchet.
Les voici, les meilleurs physiciens de Springfield.
Vos réponses étaient toutes à fait correctes.
Désolé que nous n'ayons pas pu vous sélectionner en tant que gagnants officiels.
Il nous aurait fallu beaucoup de T-shirts.
Mais officiellement ou pas, vous avez conquis ce challenge.
Au lieu de T-shirt, nous vous envoyons pleins
d'autocollants Space Time.
Que vous deveniez des astronautes ou de célèbres physiciens
ou des inventeurs de génies ou des seigneurs de guerre médiévaux,
nous espérons que vous vous souviendrez de nous.
 
