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Serge Brunier, photographe et astronome amateur, se penche sur une des glorieuses pages de la science en France au XVIIème siècle : la création de l'observatoire de Paris né en 1667 de la volonté du jeune roi Louis XIV.

Depuis que les astronomes savent qu’il y a des milliards de planètes rien que dans notre galaxie, et qu’un bon nombre d’entre-elles pourraient être habitables, la chasse à la vie extraterrestre est relancée. De Los Angeles à San Francisco, Serge Brunier parcourt la Californie à la rencontre de ceux qui sont à la recherche d’autres mondes habités.

Au début du XXe siècle à Los Angeles, l'astronome américain Edwin Hubble démontre l'existence d'autres galaxies en dehors de notre Voie lactée ainsi que leur éloignement les unes des autres à une vitesse proportionnelle à leur distance.

Tempêtes de sable sur Mars, pluies d'acide sulfurique sur Vénus, ouragans capables d'engloutir la Terre sur Jupiter et Vénus... Depuis le sommet du Pic du Midi, les astronomes font de la météorologie planétaire et observent les phénomènes atmosphériques des planètes de notre système solaire, quand d'autres "chassent" les orages sur notre planète !

La baie de Fundy au Canada connaît les plus fortes marées de la planète avec des courants marins qui se transforment en de puissantes cascades réversibles.

Les volcans ont donné son atmosphère à la Terre, il y a quatre milliards d'années. À Hawaii, sur les flancs du volcan Mauna Loa, un observatoire étudie depuis 56 ans les modifications de notre atmosphère et notamment les effets de l’accroissement de la concentration de gaz à effet de serre.

A Hawaii, le volcan Mauna Kea, qui culmine à 4 200 mètres d'altitude, est l’un des hauts lieux de l’astronomie mondiale où les astronomes étudient la matière et l'énergie noires pour dévoiler la part obscure et mystérieuse de l'Univers.

En plein désert du Thar, au nord-ouest de l’Inde, un ensemble de trente antennes sont déployées sur plus de 500 kilomètres carrés dans la campagne de l’État du Maharashtra.

Escale à Delhi à la découverte d'un observatoire unique en son genre : le Jantar Mantar érigé au XVIIIe siècle par le Maharaja Jai Singh II. Sans lunette, ni télescope, cet impressionnant observatoire de pierre fut créé pour mesurer avec précision la position des astres.

Au cœur de la jungle de Porto Rico, se cache le plus grand radiotélescope du monde, de 305 mètres de diamètre. Destiné à sonder les profondeurs de l’Univers, cet instrument impressionnant permet d’étudier des objets ou des phénomènes célestes que l’on ne peut observer avec des télescopes optiques.

Serge Brunier part à la rencontre de passionnés qui contribuent à aider les scientifiques en observant sans relâche le ciel. Parmi eux, Thierry Legault, ingénieur en aéronautique qui, sans rien laisser au hasard, a pu photographier la sortie dans l’espace d’un astronaute de l’ISS...

Au sommet du Pico Veletta dans la Sierra Nevada en Espagne, les astronomes étudient la comète Ison sous toutes ses coutures : composition chimique de son noyau et de sa chevelure…