Verra-t-on un trou noir en 2018 ? (3)

J’ai entendu votre question et je vous réponds d’entrée de jeu, la réponse est non! Il n’existe aucune photo de l’horizon d’un trou noir nulle part sur Terre. Toutes sont des illustrations d’artiste ou des dessins créés par ordinateur à partir des formules mathématiques tirées de la théorie de la relativité générale d’Einstein. Par contre, ça pourrait changer dès cette année.

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Poursuivons maintenant notre aventure entreprise avant-hier et hier en présentant quelques concepts astronomiques. Si on veut obtenir une photo d’un horizon d’un trou noir, il faut quand même comprendre comment on pourrait y arriver. Vous verrez qu’il ne suffit pas de relier un iPhone à un télescope.

Tout d’abord, différencions deux concepts des instruments d’optique, leur sensibilité et leur résolution.

La sensibilité dépend dans un premier temps de la qualité du détecteur à transformer les photons en signal électrique. Attachez une patate à un télescope, vous n’obtiendrez pas la photo d’un champ de patate. Ensuite, il y a le nombre de photons qui seront amenés au détecteur. Cette quantité dépend de la taille du télescope, ce qu’on appelle la surface collectrice du miroir principal. Enfin, pour augmenter le nombre de photons, le télescope visera le même point du ciel le plus longtemps possible.

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La résolution définit la capacité de l’instrument à différencier deux éléments l’un de l’autre. Elle dépend du nombre de pixels du détecteur, de la fréquence à détecter et aussi de la parallaxe.

La parallaxe est l’angle maximal formé par deux points de la surface collectrice. Plus le diamètre du télescope est grand, plus l’angle sera important et plus son pouvoir de résolution sera important. Un grand miroir aura donc deux avantages. Il collectera plus de photons et il aura un pouvoir de résolution plus important.

Toutefois, aucun télescope terrestre ou spatial n’a la résolution nécessaire pour voir les détails des effets optiques occasionnés par les trous noirs connus, même ceux du petit monstre supermassif caché au centre de notre Galaxie. Peut-on attendre la mise en service en 2025 du télescope E-ELT de 39 mètres de diamètre, mais là encore, sa résolution serait beaucoup trop faible.

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Qu’à cela ne tienne! Les astronomes sont des petits futés et ils ont pris la définition de la résolution d’un instrument optique au pied de la lettre. S’il faut augmenter la parallaxe pour améliorer le pouvoir de résolution, il suffit de prendre deux télescopes au lieu d’un seul et de leur faire regarder le même objet en même temps afin de créer un télescope virtuel de meilleure résolution.

Différentes solutions ont été mises de l’avant, dont certaines plus simples, d’autres plus complexes. La plus simple est le concept des jumelles, c’est le cas du BLT (Binary Large Telescope).   

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Pour des télescopes indépendants, il faut trouver le moyen de traiter les signaux reçus par les deux engins pour les faire correspondre exactement dans le temps. On parle alors d’interférométrie. Une fois encore, deux solutions existent. Les interféromètres couplés localement, comme le VLT. Possédant 4 gros et 4 petits télescopes, il est possible de simuler un télescope de 200 mètres de diamètre.

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Mais encore là, c’est beaucoup trop peu pour espérer voir l’horizon d’un trou noir. Ça prendrait un télescope au moins des dimensions… de… de… la Terre. Et c’est là qu’ils ont créé le EHT (Event Horizon Telescope). Ce n’est pas un nouveau télescope, mais un protocole d’utilisation d’un réseau de neuf télescopes existants répartis un peu partout sur la planète, y compris au Groenland et en Antarctique. Son diamètre virtuel définissant sa capacité de résolution est de près de 15000 km.

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Une première session photo s’est déroulée en avril 2017 et les résultats sont à l’étape du traitement qui pourrait se terminer d’ici la fin de l’année 2018. Ce sont des pétaoctets de données à traiter avec des difficultés énormes, d’où le délai entre la prise photo et le résultat final.

Demain, quelques questions – réponses sur le sujet.

Verra-t-on un trou noir en 2018 ? (2)

Cet article fait suite à celui d’hier.

En résumé, un trou noir, c’est un point de l’espace infiniment petit et dans lequel la matière entassée dedans est devenue infiniment dense. Alors pour voir un point infiniment petit… noir… et très éloigné, on peut se demander si les astronomes ne sont pas tombés sur la tête !

Je vais donc introduire un autre concept qu’il faut connaitre provenant de cet hirsute personnage, mais un peu plus génial que moi, Albert Einstein. Il y a 103 ans, sa théorie de la relativité générale nous apprenait que l’espace-temps se déforme lorsqu’il y a de la matière. Et plus cette matière est dense, plus l’espace se déforme.

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L’image classique est celle du trampoline avec une boule de quilles au centre. Remplacez la boule de quilles par une boule d’or, puis par une boule d’uranium, plus la matière est massive, plus le trampoline s’enfonce autour de l’objet. Placez-y maintenant un trou noir, le trampoline se déforme tellement que sa trame devient un puits sans fond. Ainsi, autour d’un trou noir, la trame d’espace-temps se creuse à l’infini.

 

Ce puits attire donc les objets environnants, mais également tout ce qui s’en approche trop, lumière incluse. Ce n’est pas le trou noir qui attire la lumière, c’est l’espace qui a pris la forme d’un entonnoir. La lumière ne fait que suivre la géométrie de cet espace qui plonge sans fin. On dit qu’elle suit la géodésique de l’espace-temps.

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Si la lumière passe trop près, sa géodésique va l’amener inexorablement dans le puits. Si la lumière passe plus loin, l’espace-temps n’est pas suffisant déformé pour que la géodésique l’amène dans le puits. On comprend donc qu’il y a une limite entre le « juste un peu trop près, je tombe » et le « juste assez loin, je m’en sors ».

Sous cette limite, la lumière est piégée par le puits spatiotemporel. Au-delà, elle parvient à poursuivre sa trajectoire. Puisque le puits gravitationnel est tridimensionnel (sa déformation se crée dans les 3 dimensions d’espace), la limite est également tridimensionnelle. Elle prend donc l’apparence d’une sphère. Et puisque toute lumière passant sous cette limite est irrémédiablement piégée dans le puits, cette sphère ne peut émettre aucune lumière. Elle est donc parfaitement noire. On a l’impression que le trou noir a une bonne dimension puisqu’on voit une grosse sphère noire. Cependant, le trou noir reste un point infinitésimalement petit. La sphère noire autour du trou noir est simplement un effet créé par le trou noir, ce n’est pas le trou noir. Cet effet visuel ne contient rien, ni matière, ni lumière, sauf en son point central infiniment petit. Cependant, on a l’impression de voir le trou noir.

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La surface de cette sphère parfaitement noire se nomme l’horizon des événements du trou noir. Plus le trou noir sera massif, plus cet horizon gonflera, puisque l’espace déformé s’agrandit de plus en plus. On a l’impression de voir le trou noir grossir. C’est toujours l’horizon des événements qui grossit, pas le trou noir qui reste toujours, peu importe la masse engloutie, un point infiniment petit.

Donc, mon titre est un peu racoleur puisqu’on ne peut voir que l’horizon des événements d’un trou noir, pas le trou noir comme tel.

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Toutefois, les astronomes eux-mêmes parlent de voir un trou noir. Vous pourrez donc corriger leur abus de langage la prochaine fois que vous croiserez un astronome au supermarché. « Tut, tut, tut ! horizon des événements mon ti-noir ! Tu ne me passeras pas un horizon pour un trou ! »

Bon, maintenant on sait qu’on peut admirer l’effet d’un trou noir sur l’espace qui l’entoure, ça ressemble à une sphère toute noire, ça s’appelle un horizon des événements, ça peut donc s’observer.

Demain, on verra comment s’y prendre pour voir des horizons des événements qui sont passablement petits. Et les trous noirs supermassifs alors ? On aurait probablement plus de chance avec ceux-là.

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Verra-t-on un trou noir en 2018 ? (1)

Est-ce que nous pourrons voir un trou noir très bientôt ?

Évidemment, la question aurait de quoi faire rire. Puisque le fond du cosmos est noir, regarder un trou noir sur un fond noir, c’est comme observer un corbeau dans un placard. Pourtant, il est possible de voir ce à quoi un trou noir ressemble en regardant ses effets sur son environnement.

Afin de répondre à la question initiale, j’aurai besoin d’expliquer succinctement différents concepts que je distribuerai dans des articles distincts.

Le premier article sera donc consacré à rappeler comment se forme un trou noir afin de comprendre sa nature.

Une étoile est un délicat équilibre entre deux forces antagonistes. Tout d’abord, une étoile, c’est une bombe nucléaire. La pression engendrée par la fusion nucléaire tend donc à disperser les constituants de l’étoile comme le fait n’importe quelle bombe nucléaire. Toutefois, puisqu’une étoile est aussi un agrégat important de matière, la gravitation retient la matière éjectable en la concentrant au centre de l’astre, ce qui maintient l’étoile en une sphère plutôt stable.

Une étoile est donc une sorte de balance à ressort qui retient le poids déposé sur son plateau en le repoussant jusqu’à un équilibre entre les deux.

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Formation d’une étoile à neutrons

Cependant, le carburant nucléaire venant en fin de compte à manquer — et cela arrive d’autant plus rapidement que l’étoile est obèse — la pression des explosions nucléaires ne suffit plus à contrebalancer la force gravitationnelle qui comprime l’étoile. De ce combat singulier perdu d’avance, l’étoile finira par imploser sous son propre poids. Si elle possède suffisamment de matière, l’implosion réussira à vaincre les autres forces répulsives possibles dans la matière. Les électrons deviendront incapables de se repousser mutuellement (principe d’exclusion de Pauli) et finiront par s’écraser sur les noyaux des atomes. Ce faisant, les électrons fusionneront avec les protons du noyau pour former des neutrons. On obtient ainsi une étoile d’une densité extrême dont son cœur est entièrement composé de neutrons. Tous ces neutrons sont comprimés dans une sphère de 20 à 40 km de diamètre pour l’équivalent en poids d’une étoile de 1,4 à 3,2 fois la masse de notre Soleil. C’est dire comment la densité de la matière est importante ! Mais une étoile à neutrons n’est pas encore un trou noir.

Trop de matière pour résister

Si l’étoile à neutrons possède une masse supérieure à 3,2 fois celle de notre Soleil, ces particules neutres formant une espèce de noyau atomique géant seront elles aussi incapables de résister à la force gravitationnelle. Les quarks composant les neutrons atteindront leur limite de résistance et flancheront à leur tour.

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Formation d’un trou noir stellaire

À cette étape, il n’existe plus aucun autre mécanisme pouvant résister à la force gravitationnelle. La matière atteint alors sa limite d’existence et s’écrase en se concentrant un point infiniment petit. Le résultat est une singularité des équations de la relativité générale d’Einstein. Un point infiniment petit concentrant une masse de densité infiniment grande. Un trou noir est né.

Ouais, la physique n’aime pas trop les infinis et ces deux infinis du trou noir signifient qu’on a un « trou » dans notre théorie. Un trou noir de connaissances liées aux trous noirs qu’on ne parvient pas à éclaircir. Ironique, n’est-ce pas ? Cette formation des trous noirs se rapporte aux trous noirs d’origine stellaire, c’est-à-dire qu’une étoile est à l’origine du trou noir. Il atteint des masses maximales aux alentours de 14 fois celle de notre Soleil.

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Trou noir galactique (supermassif)

Il existe aussi des trous noirs galactiques. Ce sont des trous noirs tapis au cœur de la plupart des galaxies. Leur origine est controversée, mais il est certain qu’ils ont cru en avalant de la matière environnante et par coalescence avec d’autres trous noirs. Le record est détenu par le trou noir supermassif de la galaxie NGC 4889 qui aurait un petit 21 milliards de fois la masse de notre soleil !

La Voie lactée, notre Galaxie, cache également un trou noir supermassif en son sein. Il deviendra important pour la suite de cet article. Toutefois, sa dimension reste modeste. Il a la taille plutôt fine à comparer à bien d’autres trous noirs en ne pesant que 4 millions de fois la masse de notre Soleil !

Dans le prochain article, j’expliquerai simplement ce qu’on appelle l’horizon des événements d’un trou noir. Cette notion est essentielle pour comprendre comment on peut observer un trou noir.

Je vous donne rendez-vous demain pour la suite de ce passionnant feuilleton et vous encourage entretemps à poser vos questions sous forme de commentaire.

À bientôt.

Voici pourquoi nous sommes dirigés par des extraterrestres

Je vous mets immédiatement au parfum, je ne suis pas un adepte du conspirationnisme. Et même si la couette de Trump peut nous faire penser qu’il est issu d’une race extraterrestre, ce n’est pas ce genre de direction extraterrestre dont je veux parler, mais plutôt une direction de l’ombre, peu importe la manière dont cette influence serait exercée. Pour mettre en lumière ma pensée, voici un conte fictif, mais qui pourrait bien être survenu dans notre réalité.

16 juillet 1945, la première bombe nucléaire explose au Nouveau-Mexique. Elle émet une double bouffée de rayons gamma susceptibles d’être détectés par des peuples situés quelque part dans notre Galaxie et reconnus comme ayant été émis par une arme à fission nucléaire.

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Ce signal ne trompe pas les astronomes extraterrestres appelés à définir la nature de ce sursaut de rayons gamma. C’est de toute évidence le souffle d’une bombe nucléaire. Ainsi, une race primitive vient de signaler sa présence ainsi que le niveau technologique auquel elle est arrivée.

Immédiatement, les astronomes sonnent l’alarme et une course contre la montre commence pour la communauté scientifique qui réunit le comité chargé de traiter ce type d’alertes.

— Professeur et digne membre de la guilde des Astronomes, il semble que vous ayez une nouvelle importante à nous transmettre. Veuillez nous décrire de quoi il s’agit. Un signal reçu d’une région déserte de notre Galaxie, à ce qu’il parait.

— Merci, Votre Éminence. Vous avez raison, comme de raison. Cette nuit, un signal d’alarme nous est parvenu de plusieurs détecteurs, éliminant d’emblée un faux positif. D’une portion de notre Galaxie que nous croyions déserte de toute vie intelligente est survenu un sursaut de rayons gamma caractéristique de l’explosion d’une bombe nucléaire à fission. Comme le stipule notre protocole, j’ai immédiatement convoqué cette assemblée afin de décider des dispositions à adopter.

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— Merci professeur. Qu’en dit la guilde des Physiciens?

— Éminence, nous connaissons tous les dangers immédiats qu’encourt cette population qui a atteint le niveau critique de technologie Keaq 7. Plus des deux tiers des populations galactiques ayant acquis les connaissances nécessaires pour fabriquer des bombes à fission nucléaire n’y survivent pas, car ils s’autodétruisent en créant une escalade de violence qui devient très vite incontrôlée. Après la bombe à fission viendra la bombe à fusion qui ne possède aucune limite de puissance théorique. Il est donc impératif d’adopter des mesures appropriées le plus rapidement possible.

— Et qu’en dit maintenant la guilde des Historiens?

— Très digne Éminence. Mon collègue physicien a raison. Seulement un tiers des populations ont survécu, mais il faut comprendre pourquoi. Celles qui ne se sont pas fait exploser la tronche ont reçu de l’aide provenant d’un exopeuple dans quatre-vingts pour cent des cas. Donc la question ne se pose pas. Si nous voulons leur éviter l’extermination nous devons les aider à traverser ce niveau de dangerosité extrême en envoyant immédiatement un minimum de deux unités, mais plus serait mieux.

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— Votre Éminence, j’ai établi les coordonnées exactes, elles sont prêtes à être téléversées dans les ordinateurs de bord de nos vaisseaux spatiaux. Le trajet devrait nous prendre deux de leurs années à vitesse optimale.

— Bien. Maintenant, laissons place à notre collègue de la guilde des Primatologues.

— Merci, Votre Éminence. Voici un aperçu du futur de cette race Keaq 7. Durant les deux ans que durera notre voyage vers cette région, nous enregistrerons plusieurs autres explosions du même type. Ce premier sursaut gamma indique habituellement un essai de validation. Puisque l’explosion a sans conteste réussi, si le peuple qui a développé cette première bombe est actuellement en guerre, il l’utilisera très bientôt à plusieurs occasions afin de la terminer. À cause de la complexité du mécanisme, il est arrivé à très peu d’occasions que deux peuples belligérants et ennemis réussissent à s’équiper simultanément de ces engins. On voit donc rapidement survenir une accalmie signalant la fin de cette guerre. Si, en contrepartie, on ne détecte aucune autre explosion du même genre dans un court laps de temps, on peut être certain de l’absence actuelle de conflit armé, ce qui n’indique pas nécessairement de bonnes nouvelles, puisque les explosions de validation récidiveront avec des engins de plus en plus puissants jusqu’à atteindre des niveaux qui peuvent mettre en péril la structure même de leur planète. Ainsi, dans tous les cas, notre intervention est requise.

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— À vous, maintenant, cher membre de la guilde des Zoologues.

— Votre Éminence, remontons loin dans notre passé. Nous avons pris conscience de la valeur de tous les animaux vivant sur nos planètes et avons pris les moyens de les protéger de l’extinction, car chacune de ces espèces apporte une richesse qu’il est difficile de connaitre a priori, mais qui se révèle de grandes importances pour la science et le bien-être de nos populations. Il en est de même avec toutes les races et les peuples des autres planètes. C’est pourquoi les protéger d’eux-mêmes est non seulement important, mais crucial pour l’avenir de notre Galaxie.

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— Quelles sont les étapes d’intervention une fois que nous serions rendus sur place, cher collègue de la guilde des Aventuriers?

— Première étape, nous devons détecter les radiations résiduelles pour dresser une carte précise et complète. Elle nous renseignera sur les lieux où les bombes ont été fabriquées, testées et ensuite utilisées. Deuxième étape, nous dresserons un inventaire de l’arsenal complet, tous peuples confondus. La troisième étape consiste à tracer la fameuse courbe Dean & Naed qui nous indiquera combien de temps il nous reste pour agir avant le déclenchement de l’apocalypse. C’est seulement à partir de la quatrième étape que les options surviennent.

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— Quelles sont-elles?

— La Fédération intergalactique préconise toujours de susciter une rencontre avec les chefs d’états possesseurs de la bombe nucléaire pour leur montrer les vidéos d’archives des peuples s’étant autodétruits et tout le bazar.

— Vous semblez sceptique, mon cher représentant de la guilde des Psychologues.

— C’est exact, Votre Éminence. De récentes recherches montrent qu’un sentiment de non-appropriation, de détachement accompagne la visualisation de ces vidéos d’archives. Les primitifs ne se sentent que très peu concernés, croyant qu’ils seront capables d’éviter le point de non-retour, trop enracinés dans leurs logiques guerrières.

— Alors, que devons-nous faire pour briser leurs désirs inconscients de détruire leur planète?

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— Je recommande la toute nouvelle méthode Hoxfy.

— Qui est?

— Prendre le contrôle de leurs gouvernements.

— Et ça fonctionne?

— Les résultats sont surprenants. Nos contacts à la Fédération font état de 41 peuples survivants en 42 interventions.

— Un score presque parfait, c’est intéressant. Alors, allons-y avec Hoxfy. Assurons-nous de contrôler leurs gouvernements, pour leur bien, évidemment.

 

2018 LA

Les PHA (Potentially Hazardous Asteroids), ou géocroiseurs en français, sont des objets célestes susceptibles d’entrer en collision avec la Terre. Nous tenons une liste de ceux que nous avons déjà découverts et il s’en rajoute constamment. Le compte actuel est rendu à 1913. Cependant, il en existe beaucoup plus et notre liste s’allonge presque tous les jours.

Le dernier géocroiseur découvert porte le gentil nom de 2018 LA. Il a donc été observé en 2018, durant la première quinzaine du mois de juin (L) et il est le premier (A) de cette quinzaine. Il n’apparaissait pas dans la liste d’hier. C’est donc un petit nouveau jamais aperçu auparavant.

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Dans cette liste sont répertoriés les géocroiseurs ayant un degré de dangerosité plus élevé que les autres. On y retrouve 3 informations essentielles à savoir la distance qui le sépare de la Terre (en distance Terre-Lune), sa vélocité et son diamètre approximatif.

2018 LA passe à zéro fois la distance Terre-Lune. Cela signifie qu’il nous frôle vraiment de très près, soit à moins de 1/20 de la distance Terre-Lune. Toutefois, son petit diamètre ne le rend pas susceptible d’atteindre la surface de la Terre. Il se consumerait probablement au complet durant son entrée dans l’atmosphère de la planète.

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Vous voyez aussi l’orbite (ellipse blanche) que cet astéroïde décrit autour du Soleil et le croisement de celle de la Terre (ellipse bleue). Actuellement, le point bleu montrant la position de la Terre est invisible, car il est situé trop près du point blanc qui le masque, montrant que l’astéroïde nous frôle vraiment de très près.

Classifications du niveau d’évolution des civilisations

Plusieurs personnes ont défini des niveaux de civilisation permettant de cataloguer leur degré d’évolution. Même moi, je m’y suis mis avec mon échelle Keaq inventée pour les besoins d’une nouvelle que j’ai écrite en 2015.

La plus idiote de ces classifications et malheureusement l’une des plus connues, non ce n’est pas la Keaq, vilain lecteur, c’est la Kardachev, du nom de son inventeur, sûrement un imbuvable camarade soviétique rouge sur la vodka qui en fit la publication lors d’une conférence en 1964, donc avant la crise du pétrole de 1973.

Elle possède seulement trois échelons.

I. La civilisation capte et consomme 100 % de l’énergie de sa planète
II. La civilisation capte et consomme 100 % de l’énergie de son étoile
III. La civilisation capte et consomme 100 % de l’énergie de sa galaxie

 

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Construction d’une sphère de Dyson qu’utiliserait une civilisation de niveau II pour capturer l’énergie entière d’une étoile

 

Considérant l’échelle Kardachev, vous les terriens — moi je suis un extraterrestre et je me dissocie totalement de vous tous — vous n’êtes rien, niveau néant, moins mille, dans la fosse des Mariannes, au sommet des tours jumelles du World Trade Center, au même niveau qu’une bique, qu’une lamproie, qu’une éponge, qu’une amibe. Les 4 dernières comparaisons ne sont pas une insulte de ma part, mais une réalité selon la classification Kardachev.

Ouais, comme vous pouvez le voir, l’échelle Kardachev est un peu réductrice pour les populations qui croient valoir quand même un petit quelque chose au-dessus du zéro, comme les humains, genre.

Ma principale critique concernant cette classification est qu’elle possède beaucoup trop peu d’échelons dans son ensemble, ce qui engendre des défauts majeurs.

1. L’absence d’échelons sous le premier niveau
2. Les fossés abyssaux séparant deux échelons
3. La forte improbabilité de l’existence de l’échelon III dans l’Univers
4. Rien ne peut capter la totalité d’une énergie disponible
5. Une civilisation vraiment très avancée dépense peut-être beaucoup moins d’énergie que des civilisations incapables de bien la maitriser et qui la gaspillent, donc sous-évoluées.

Dans le passé, Carl Sagan avait déjà émis des commentaires défavorables à son égard. Plus récemment, le vulgarisateur scientifique Michio Kaku parlait de remplacer l’énergie dépensée par une échelle basée sur l’économie du savoir. Mais là, on ne parle plus du tout de l’échelle de Kardachev. Aussi bien prendre la classification Keaq, tant qu’à faire ! Mais là, j’empiète sur un autre article.

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Ce joli nom dont toutes les mères veulent qu’au moins un de ses enfants le porte est celui d’un géocroiseur repéré près de la Terre. En terme astronomique, un géocroiseur proche est à moins d’une distance Terre – Lune. Lui, il passe à une demi-fois cette distance.

Date
2018-05-15
Distance
0.5 LD
Vitesse (km/s)
12.8
Diamètre probable
71 m

Faisant un respectable 60 à 130 mètres de diamètre s’il explosait près du sol à sa vitesse de croisière de 12,8 kilomètres par seconde, il pourrait détruire une grande ville. Ses paramètres le placent dans la classe des impacteurs comparables à celui de Toungouska qui en 1908 ravagea 60 millions d’arbres dans un rayon de 20 kilomètres et fit des dégâts jusqu’à 100 kilomètres. Heureusement, ce cataclysme s’est produit en Sibérie et aucune perte de vie humaine n’a été recensée.

Malgré l’immensité de l’espace, ce lieu abrite une foule de dangers et plusieurs d’entre eux gravitent à proximité de la Terre.

On peut voir cet astéroïde filer de bas en haut sur l’animation suivante. Comme son nom l’indique, il a été repéré en 2010, mais les astronomes ont ensuite perdu sa trace. Il l’ont récemment redécouvert et l’ont pris en photo. 

Qui sait si cet astéroïde ne viendra pas un jour s’attarder un peu trop près? S’il le fait, il ne sonnera pas à notre porte avant d’entrer. En revanche, il va cogner très fort!

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Photon noir

Le CERN reprend ses activités, mais pas avec le LHC, avec le SPS. Bon, d’accord, je vais continuer en français. Le Centre européen pour la recherche nucléaire recommence ses expériences en utilisant le Super Synchrotron à Protons, un accélérateur circulaire plus petit que le fameux Large Hadron Collider utilisé dans la traque du boson de Higgs.

Cette fois-ci, les scientifiques du CERN cherchent des traces du photon noir, une particule hypothétique qui serait responsable d’interactions entre la matière ordinaire et la matière noire. Cette expérience est nommée par le sigle NA64.

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D’après la théorie actuelle, l’Univers serait composé de 15 % de matière telle qu’on la connait et de 85 % de matière dite noire puisqu’elle est invisible, n’interagissant pas avec les photons. Cette fameuse matière noire permet de consolider les galaxies qui, sinon, se disloqueraient tellement leur vitesse de rotation est grande. Mais grâce à ce surplus de masse, elles forment leurs belles spirales sans que leurs étoiles s’éparpillent.

Seules des observations gravitationnelles de ce genre, ainsi que les effets de lentilles gravitationnelles nous laissent croire que la matière noire existe réellement. Toutefois, elle n’est jamais apparue dans les expériences au CERN ou ailleurs. On pense être en mesure de confirmer son existence en s’attaquant à son transmetteur de force qui serait un type de photon différent des grains de lumière que l’on connait, qui n’émet aucune lumière (onde électromagnétique) et qui par conséquent est invisible, de là son qualificatif «noir».

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Tout ceci n’est qu’hypothétique, mais si on ne parvient pas à découvrir ce photon noir et d’y associer une cinquième force, la théorie de l’existence de la matière noire va prendre du plomb dans l’aile. S’ensuivrait une remise en question de la théorie de la gravitation énoncée par Einstein en 1915, sa fameuse relativité générale.

Puisque cette théorie n’a jamais été prise en défaut, dans aucune expérience, soit elle est juste et la matière noire existe réellement, soit la matière noire n’existe pas et la relativité générale est fausse malgré nos résultats expérimentaux actuels qui atteignent des niveaux de précision extrêmes.

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Le questionnement est majeur puisqu’il touche à 85 % du contenu de l’Univers en fait de matière ou à l’avènement d’une théorie de la gravitation interagissant différemment aux petites et aux distances moyennes et grandes, c’est-à-dire de la dimension des galaxies et plus encore.

On a toutes les preuves que nos théories coincent quelque part, pourtant l’Univers a très bien su dissimuler la façon dont il fonctionne. Présumer l’existence du photon noir et de sa matière noire est une tentative théorique qui nous permettrait de nous dépêtrer de ce bourbier dans lequel la physique des particules et de la gravitation est enfoncée depuis plus de 85 ans.

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Oui, déjà en 1933, un astronome du nom de Fritz Zwicky avait présumé de l’existence d’une matière invisible en mesurant la vitesse de rotation des galaxies. Ce dernier s’est mis la communauté des astronomes à dos lorsqu’il les a tous traités de «bâtards, peu importe dans quel sens on les regarde», mais il avait raison puisqu’ils s’étaient alors totalement désintéressés de ses résultats d’observation qui jetaient un très lourd pavé dans leur mare à canards.

Mais eux qui voyaient Zwicky comme leur vilain petit canard ont dû admettre, bien plus tard, malheureusement, qu’il avait parfaitement raison. Un scientifique de plus à rejoindre le plateau de la balance des génies désavoués qui ont osé dire différemment de la majorité, voire de la totalité des gens de leur profession.

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C’est le doux nom d’un astéroïde géocroiseur qui s’est invité sans l’avoir détecté avant qu’il nous frôle. Il a été le plus gros et le plus proche jamais répertorié « après coup ».

Bon, ce n’est quand même pas un tueur de dinosaures. D’un diamètre de seulement 65 mètres, mais propulsé à une vitesse impressionnante de 29,6 kilomètres par seconde, ça vous aurait défrisé un afro en un rien de temps. Ce joli bolide est passé à moins d’une demi-fois la distance Terre-Lune, ce qui est considéré comme une menace sérieuse.

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La preuve est faite, une fois encore, que malgré toutes nos précautions, les astéroïdes dangereux peuvent survenir sans se faire annoncer. Comment font-ils pour ne pas être détectés par nos instruments ? Tout d’abord, sa vitesse équivaut à celle de la Terre lorsqu’elle orbite autour du Soleil, mais tout dépend de quelle direction vient le géocroiseur. De l’un ou l’autre des pôles, il y a très peu de chance qu’on le voit s’approcher. S’il se rapproche de nous alors qu’il a le Soleil dans le dos, il restera totalement invisible puisque les rayons solaires nous aveugleront.

Bien que les géocroiseurs soient maintenant répertoriés et suivis à la trace, de nouveaux bolides restent une menace permanente comme nous l’a prouvé 2018 GE3 encore une fois et comme ce fut le cas le matin du 15 février 2013 à environ 9 h 20 locales avec le superbolide de Tcheliabinsk en Russie dont je vous convie à regarder une édifiante compilation vidéo montrant la rentrée du météore dans l’atmosphère terrestre, ainsi que ses conséquences vraiment non négligeables causées par les multiples ondes de choc trahies par les dizaines d’explosions entendues lors de quelques séquences. Et ce caillou ne mesurait que le quart du diamètre de 2018 GE3. Il transportait tout de même l’énergie de 30 bombes d’Hiroshima dont la majorité a heureusement été consumée en frottement dans notre atmosphère.

Bon visionnement !

TESS

La Nasa lance aujourd’hui dans l’espace un nouveau télescope chasseur d’exoplanètes. Du nom de Tess, le dernier-né de la Nasa va s’en prendre aux étoiles les plus proches de nous pour tenter de leur arracher leurs secrets. Ont-elles des planètes en orbite?

L’acronyme signifie Transiting Exoplanet Survey Satellite. Tess surveillera donc la baisse de luminosité produite lorsqu’une planète passe devant son étoile, une mini éclipse, en fait. Puisque dans la plupart des systèmes stellaires, les planètes orbitent dans le même plan, en découvrir une signifie la possibilité d’en découvrir plusieurs, dont celles résidant dans la zone habitable.

Contrairement à l’autre télescope dédié à cette tâche, le vieillisssant Kepler, Tess cherchera dans l’ensemble du ciel, mais visera principalement les étoiles les plus proches et de préférence les naines rouges. L’objectif avéré est de déceler de la vie extraterrestre et pour ce faire, les naines rouges, contrairement aux naines jaunes comme notre Soleil, sont stables beaucoup plus longtemps. Les spécialistes croient que cette stabilité accroit les chances de faire naitre et évoluer la vie jusqu’au stade de l’intelligence telle qu’on la connait.

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Une fois les exoplanètes détectées, Tess passera le flambeau à d’autres télescopes pour affiner les données. Le futur télescope spatial James Webb sera l’un de ceux qui poursuivra cette mission.

Ainsi, Tess cherche des planètes habitables et habitées dans notre voisinage immédiat. Ce qui suivra sera, bien entendu, l’envoi de sondes inhabitées. Mais d’ici là, il faudra améliorer nos systèmes de propulsion. Les réactions chimiques ont atteint leur maximum. Il faut équiper nos fusées de moteurs bien plus performants. Le moteur à plasma commence à donner des résultats intéressants. Sera-t-il suffisamment fiable pour bientôt embarquer des sondes à bord de fusées munies de tels moteurs? Une épopée à suivre.

Photos : Nasa