Astrophysique – Mathis A. LeCorbot

Dépasser la physique actuelle

Publié 2023-10-232023-10-22 Par Mathis LeCorbot dans Astrophysique, Ovni, Science, Technologie, univers

Cet article est la suite des deux précédents qui décrivent la principale difficulté empêchant les voyages interstellaires en coûts de temps et d’énergies raisonnables.

^{Après un rêve pour violoncelle et piano}

Pour voyager loin et en peu de temps, les Extraterrestres ont eu besoin de dépasser les lois physiques connues actuellement de l’humanité. C’est pourquoi, s’ils viennent réellement nous visiter, ils sont porteurs de nouvelles façons de procéder, soit totalement ignorées de notre civilisation, soit seulement hypothétiques à l’heure actuelle.

Bien entendu, nous avons déjà émis certaines hypothèses plausibles, mais elle ne sont accompagnées d’aucune façon de les tester et encore moins de les mettre en œuvre. Deux me viennent spontanément à l’esprit, le voyage via des trous de ver et le repliement-extension spatial autour d’un vaisseau.

On ne peut pas invalider les principes de la physique relativiste, mais on peut jouer avec eux. Einstein lui-même a pensé aux trous de ver, un passage abrégé entre des repliements de l’espace. Un autre physicien, Alcubierre, a quant à lui présenté une autre solution consistant à déformer l’espace devant et derrière un vaisseau spatial afin de le faire surfer sur une vague spatiotemporelle tout en respectant les principes relativistes. Ces deux solutions exotiques permettraient de se déplacer très loin et en peu de temps. En revanche, l’énergie requise pour générer ou utiliser ces solutions parait peu vraisemblable. On parle d’utiliser de l’énergie de valeur négative. Bref, dès qu’il est question de faire bouger de la masse, tout revient toujours à un problème énergétique.

Et l’énergie du vide ?

On sait que le vide contient de l’énergie puisque le vide n’est pas synonyme de néant. On appelle « vide » un bout d’espace exempt de matière, mais ce vide ne peut pas être absolu en permanence, les lois de la physique quantique l’interdisent. Des particules virtuelles se créent et se détruisent constamment, prouvant par le fait même l’existence d’une énergie intrinsèque au vide qu’il est préférable de nommer « énergie du point zéro », sa plus basse valeur intrinsèque.

Selon les expériences, comme celles mettant en présence l’effet Casimir, la densité de cette énergie est évaluée à environ 10^-9 joule par mètre cube. Cependant, pour être en accord avec la constante de Planck, théoriquement elle devrait plutôt valoir 10¹¹³ joules par mètre cube. Cette énorme différence de 122 ordres de grandeur est appelée la « catastrophe du vide ». Tant que cette problématique persistera, nous ne saurons pas ce qu’est réellement l’énergie du vide, donc s’il est possible de l’extraire sans dépenser plus d’énergie qu’elle en fournirait.

Si notre théorie quantique est vraie, nos expériences actuelles ne montrent qu’une microscopique fraction de l’énergie du vide. Il contiendrait suffisamment de potentiel pour faire à peu près n’importe quoi, y compris de créer et maintenir des trous de ver stables ou construire des moteurs Alcubierre très efficaces, car puisant ses besoins énergétiques d’une source externe plutôt qu’interne. Plus besoin de transporter ses réserves et de devoir les accélérer.

Nos connaissances actuelles nous montrent donc un très léger espoir même si peu de scientifiques abondent en ce sens. Mais il n’est pas totalement exclu de pouvoir un jour voyager vite et loin puisque si l’on s’était fié uniquement aux croyances des scientifiques par le passé, la thermodynamique n’aurait jamais vu le jour, pas plus que la relativité ni la physique quantique. Un consensus scientifique ne définit pas la vérité, seulement ce que la science est en mesure d’expliquer à un moment précis de l’état des connaissances mondiales.

Il a donc suffi à des Extraterrestres plus avancés que nous, ce qui n’est pas très difficile à imaginer lorsqu’on sait que l’Univers avait déjà 9 milliards d’années au compteur lors de l’arrivée d’Homo sapiens sur Terre, d’avoir déjà maitrisé l’utilisation de l’énergie du point zéro, ou de toute autre solution d’ailleurs, pour nous visiter sans y dépenser des centaines de générations d’êtres biologiques ni d’avoir parfait le recyclage absolu.

Alors oui, des êtres venus de très loin pourraient effectivement nous visiter. Les Extraterrestres seraient potentiellement une réalité présente, mais aussi passée. En revanche, pour le moment, nous sommes très loin d’être en mesure d’expliquer la façon dont ils s’y prennent et encore moins de les imiter.

Je propose de tout miser sur l’énergie du point zéro. Commençons par résoudre le paradoxe entre ses valeurs théorique et pratique, car il cache potentiellement une solution exploitable. S’il s’avère que la théorie dit vrai, il faudra ensuite trouver un moyen efficace d’harnacher cette colossale source d’énergie quasi inépuisable et les voyages interstellaires deviendront réalisables sans parfaitement résoudre les autres difficultés précédemment abordées.

Nous pourrions alors voyager léger tout en pouvant atteindre des vitesses relativistes, ces dernières nous faisant bénéficier de la dilatation du temps pour se déplacer à des distances astronomiques en des temps raisonnables.

Faire avec

Publié 2023-10-222023-10-21 Par Mathis LeCorbot dans Aérospatial, Astrophysique, galaxie, Ovni, Physique, relativité, Science, univers

Cet article est la suite du précédent qui décrit la principale difficulté empêchant les voyages interstellaires en coûts de temps et d’énergies raisonnables.

^{Schubert : Sonate pour piano No 19 en do mineur}

Des Extraterrestres ont-ils réussi à contourner les problèmes du temps et de l’énergie ? En fait, il se pourrait qu’ils n’en aient pas eu besoin. Leur solution consiste peut-être à faire avec les lois connues. Nous, Humains, voyons les voyages générationnels comme une difficulté majeure, car notre psychologie n’a pas été forgée en conséquence. Nous avons été éduqués dans un monde où les individualistes, les ambitieux, les hiérarchisés et les belliqueux sont récompensés. Mais si un peuple s’était donné depuis toujours d’autres valeurs centrées sur la communauté, le partage, la patience et le respect, effectuer des voyages interstellaires générationnels serait pour eux beaucoup moins ardu.

Il leur resterait cependant une autre difficulté majeure à surmonter et elle n’est pas des moindres, c’est le recyclage. Plus un voyage s’étire en longueur et plus croît la quantité des ressources nécessaires pour le rendre à terme. Un vaisseau spatial doit vivre en autarcie totale, ses habitants sont donc condamnés à recycler 100 % de toutes leurs ressources internes, y compris leurs déjections. L’ensemble du vaisseau et de ses habitants ne doivent engendrer aucune perte, aucun gaspillage et aucune fuite vers le vide spatial.

L’eau, l’air et la nourriture nous viennent évidemment en tête, mais il n’y a pas que ces ressources vitales à considérer. Puisqu’il est impossible de prévoir suffisamment de pièces de rechange pour tous les bris éventuels, tout doit être réutilisé et refabriqué, y compris les pièces mécaniques et électroniques. Le vaisseau doit être équipé d’une usine à tout faire, absolument tout ce dont il contient déjà. Des imprimantes 3D très avancées pourraient venir à bout de ce problème. Cependant, le vaisseau spatial doit aussi être blindé contre les perforations dues aux micrométéorites, car un seul trou, même minuscule, risque de faire échouer la mission s’il n’est pas immédiatement colmaté. Une armée de microrobots dédiés à cette tâche pourrait limiter les pertes.

Et il faut également parler du problème de la chaleur, de sa déperdition, mais pas que ça. Le vide glacial d’un côté de la cloison et une température ambiante de l’autre, le vaisseau doit absolument recevoir plus d’énergie provenant d’une quelconque étoile qu’il en perd au profit du vide environnant puisque l’isolation ne sera jamais parfaite. L’autre problème provient des lois de la thermodynamique. Un moteur quelconque ne transforme pas 100 % de l’énergie consommée en énergie mécanique. Une partie s’envole en chaleur qu’il faut absolument récupérer à 100 %, ou en acquérir d’une source quelconque, voire d’une source externe, pour compenser les pertes énergétiques.

L’envoi de robots ou d’androïdes à la place d’entités biologiques résout certains problèmes, dont ceux liés à la psychologie inconstante, du moins on peut le prétendre, mais cette solution ne fait pas totalement disparaitre l’obligation du recyclage absolu et l’endiguement de toutes les pertes.

Pertes nulles et recyclage total sont les deux obligations absolues d’un vaisseau spatial au long cours. Et puisque la perfection n’existe pas, il serait surprenant que cette solution du « petit train va loin » soit celle envisagée par les Extraterrestres pour venir sur Terre ou ailleurs. En regardant maintenant vers nous, ces deux difficultés resteront probablement irrésolues durant encore plusieurs siècles, voire jamais. Ainsi, les voyages interstellaires habités ne se font et ne se feront pas avec une technologie primitive comme la nôtre actuellement.

Dans le prochain et dernier article de cette série : Dépasser la physique actuelle.

Hubert a rejoint ses étoiles

Publié 2023-10-152023-10-14 Par Mathis LeCorbot dans Actualité, Astrophysique, Enseignement, environnement, Langue française, Montréal, Passion, Planète Terre, Science, Société

^{We are cursed}

Rarement plus d’une personne par génération a la capacité d’influencer positivement l’humanité tout entière et Hubert Reeves a été l’une d’elles. Son amour pour la science, pour l’écologie, pour la langue française, mais surtout pour les gens a façonné sa nature profonde et incidemment la nôtre.

Contrairement aux discours démagogiques qui enflamment les esprits, le sien, dépourvu de hargne, a toutefois engendré de très grandes passions. Comme quoi l’éducation et les explications simples et claires valent autrement mieux que les phrases incendiaires dépourvues de sens.

Ce Montréalais de naissance et Français d’adoption savait que la science avait causé les catastrophes environnementales que nous connaissons aujourd’hui, mais il croyait également qu’elle pouvait nous en affranchir si on la mettait au service de notre bien-être. La science n’est ni bonne ni mauvaise, elle fait ce pour quoi on la harnache. Malheureusement, l’incurie permanente de nos dirigeants en matière de protection de la Nature l’a profondément bouleversé et l’a peut-être en partie anéanti.

Nous sommes tous des poussières d’étoiles comme nous sommes tous devenus des fragments d’Hubert Reeves, de sa pensée, de ses préoccupations et de ses amours.

Merci, Hubert, d’avoir été présent dans nos vies.

N comme dans Noir

Publié 2023-04-302023-04-29 Par Mathis LeCorbot dans Astrophysique, Écriture, Culture, Langue française, LeCorbot, oiseau, Peinture, Société, Symbolisme

Je poursuis ma série d’articles dédiés à un mot commençant par une lettre précise. Aujourd’hui, je m’attaque au « N » et à son mot associé, le « noir ».

La lettre « N » est la quatorzième lettre et la onzième consonne de l’alphabet. Elle est une consonne nasale alvéolaire voisée et son signe dans l’alphabet phonétique international (API) est [n]. Il est simple à prononcer ce qui le fait apparaitre dans de nombreuses langues.

Dans le système international (SI), le N est utilisé pour l’unité du newton, une mesure de force. Quant à sa lettre minuscule n, elle apparait comme le facteur multiplicatif « nano » valant un milliardième (10^-9) de l’unité. Ainsi, nN signifie nano newton.

Le tableau périodique des éléments utilise la lettre N pour désigner l’azote, nitrogen en anglais. Sept autres éléments chimiques ont des symboles commençant par N dont les plus connus sont le néon (Ne) et le nickel (Ni).

On utilise le n ou le N comme abréviation dans plusieurs domaines. N désigne le nord, les nombres naturels (ℕ) ainsi que la quantité de neutrons. Les deux isotopes de l’uranium, ²³⁵U et ²³⁸U ont bien sûr le même nombre de protons, celui de son numéro atomique valant 92. Cependant, ces deux isotopes ont un nombre de neutrons N = A – Z, soit le nombre total de nucléides (A) moins le nombre de protons (Z). Donc, N = 143 neutrons et N = 146 neutrons pour les deux isotopes les plus connus de l’uranium.

Quant à la lettre minuscule n, en mathématique elle sert généralement à désigner un nombre quelconque comme dans n + 1, 3n, √n, etc.

Dans mon dictionnaire, je recense 1 951 entrées commençant par cette lettre et parmi celles-ci, une seule aura l’honneur d’être traitée dans cet article, le mot « noir », dont sa prononciation est [nwaʀ].

Petit mot de quatre lettres, le noir est souvent considéré comme étant une couleur alors qu’il est exactement son inverse, une absence totale de couleur. La confusion provient souvent des encres noires utilisées en peinture et en imprimerie. Afin d’alléger cet article, je ferai un abus de langage en utilisant sciemment le terme « couleur » avec « noir » puisque de toute manière, il n’existe pas de noir parfait, à une seule exception près.

Un noir dit parfait ne réfléchit ni n’émet aucune lumière visible et le seul objet ayant cette unique propriété dans la nature est un trou noir. Mis à part cet objet céleste exotique, il existe sur le marché une peinture capable d’absorber 99,4 % de la lumière visible. Son nom commercial est « Musou Black ». Pour un objet conçu par l’humain, en l’occurrence par les Japonais, il fracasse tous les records d’albédo avec une valeur de 0,006. Attendez-vous cependant à débourser un montant non négligeable, mais tout de même accessible, pour un flacon de seulement 100 ml de cette peinture particulière. Je partage un lien YouTube qui vous fera voir son énorme pouvoir absorbant.

Dans la nature terrestre, le noir est la couleur de la nuit mais aujourd’hui, peu importe l’endroit où nous nous tenons, il existe bien peu de chance que nos yeux ne voient absolument rien. La Lune, les étoiles ou la pollution lumineuse quasi généralisée parviennent presque toujours à éclairer un pan de notre environnement. Les bâtonnets de nos yeux s’habituent graduellement à la noirceur nocturne et même si les formes révélées restent floues, leur mouvement devient aisément visible. Heureusement, car nos ancêtres utilisaient très souvent cette sensibilité pour survivre aux attaques des prédateurs possédant, eux, une excellente vision nocturne.

Les corbeaux sont les oiseaux emblématiques de la couleur noire même si l’irisation de leurs plumes les fait souvent apparaitre bien plus colorés. J’ai écrit un article traitant d’une légende amérindienne à ce sujet. Malheureusement, ces oiseaux sont également devenus un symbole de mauvais présages, de fourberie et de multiples dangers. Pensons également aux chats noirs pour les superstitieux. Pourtant, les êtres qui devraient se méfier le plus des chats noirs sont les corbeaux, pas les humains.

En astrophysique, on utilise le mot « noir » pour qualifier une forme d’énergie et de matière bien spéciales. La matière noire et l’énergie noire représentent ensemble environ 95 % de tout le contenu de l’univers. Le qualificatif « noire » signifie ici notre absence totale de connaissance sur la nature de ces deux constituants et non pas leur manque de couleur. C’est-à-dire qu’avec tout notre attirail scientifique et tous nos cerveaux actuellement à disposition, nous connaissons moins de 5 % de tout ce que notre univers nous offre ! C’est bien le cas, en astrophysique, nous pataugeons dans le noir total.

En physique, on nomme « corps noir » un objet absorbant toutes les ondes électromagnétiques. Il les accumule sous forme calorifique et il restitue cette énergie en émettant un rayonnement dit de corps noir. Chauffez un morceau de fer et il émettra ensuite une lumière de couleurs caractéristiques. Noir, rouge sang, rouge cerise, orange, jaune et ensuite blanc, au fur et à mesure que la température du four s’élève, la couleur émise blanchit.

Cependant, les bleus et les verts restent des couleurs inconnues du fer chauffé. Au début du XX^e siècle, ces absences étaient totalement incomprises. Et selon la théorie physique en vigueur à ce moment-là, un corps émettant en lumière ultraviolette verrait son énergie de radiation atteindre une valeur infinie ! Heureusement, grâce à Max Planck et ensuite à Albert Einstein, ce mystère fut définitivement résolu en 1905. Ce phénomène radiatif compris signa la naissance de la physique quantique, soit la lumière à énergie quantifiée (discrète) plutôt que continue. On parle des quantas de lumière ou autrement dit de façon plus moderne, des photons.

Dans le monde du symbolisme, le noir est la contre-couleur du blanc. C’est aussi vrai aux échecs, en chevalerie et ailleurs. Le chevalier blanc est preux, chaleureux et vertueux. Le chevalier noir est agressif, froid et fourbe. Étrange que le noir soit froid alors qu’un objet noir devient bien plus chaud qu’un blanc s’ils sont exposés à la même source énergétique.

Le néant primordial est symboliquement noir, de même qu’on considère le noir comme étant négatif ou passif. Aujourd’hui, l’endeuillé porte le noir, mais c’en fut autrement il n’y a pas si longtemps. Et même si le noir signifie la mort, il symbolise également la couleur d’un terreau fertile, donc la vie à naitre.

Dans la nature, le noir est abondant puisque le charbon est noir. Le diamant, lui, est transparent. Pourtant, ces deux objets sont composés du seul même élément chimique, le carbone (C). On peut considérer celui-ci comme ayant (au moins) deux pans totalement opposés. Le carbone vulgaire se transforme en matériau noble sous certaines conditions extrêmes de température et de pression, mais le diamant soumis à une température élevée (≈1 000 °C) devient du simple dioxyde de carbone (CO₂) ou autrement dit, du carbone oxydé par l’air ambiant durant le chauffage. On fabrique donc un gaz à effet de serre en brûlant du diamant ! Mais soyez sans crainte, mis à part dans les entrailles de la terre, je doute qu’il existe de telles sources, n’est-ce pas ?

Mis à part les expressions et cooccurrences avec « noir » que j’ai précédemment employées, il en existe une panoplie d’autres qui utilisent le symbolisme de négativité ou de mystère et dans une moindre mesure, la couleur. Parfois, ces caractéristiques s’entremêlent au sein de la même expression.

Expressions :
Visa le noir, tua le blanc ; broyer du noir ; avoir un fun noir ; manger son pain noir ; demeurer dans le noir.

Cooccurrences :
Roman noir ; liste noire ; boite noire ; caisse noire ; marché noir ; or noir ; marée noire ; messe noire ; travail au noir ; noir de monde ; misère noire ; humour noir ; mouton noir ; regard noir ; bête noire ; fureur noire ; noirs desseins ; chanson noire ; etc.

Avec toutes ces expressions utilisées quotidiennement, pas étonnant que le noir soit devenu le champion toutes catégories de la mort, du mal, du mauvais, de la misère, de l’occulte, du secret, du mystérieux et de l’insondable.

Et que dire de l’archétype moderne du noir, le corbeau (LeCorbot !) ? Peut-il prendre toutes ces formes négatives de caractères ? Trempe-t-il naturellement dans des combines aussi sulfureuses qu’intrigantes ? Se délecte-t-il des misères et des laideurs humaines ?

Si vous lisez beaucoup des 678 articles que j’ai composés et édités ici même, vous obtiendrez sûrement quelques réponses à ces questions. J’ai reconnu, admis, accepté et partagé avec vous des éléments sombres de moi-même. Vous pourrez évaluer ce Corbot public en tout point semblable à une partie du vrai Corbot. Pour l’autre restée jusqu’ici tapie dans le noir, lisez bien tous les caractères noirs de mes prochains articles, peut-être y découvrirez-vous d’autres fragments de ma personne enfouis au sein de quelques noirceurs littéraires ou placés parfaitement en évidence à la lumière éclatante d’un traité limpide.

Car le noir ne peut pas exister sans s’opposer au blanc. Comme je le mentionnais dans un article précédent, placez un amas multicolore de feuilles dans une pièce entièrement dépourvue de lumière et, faute de celle-ci, elles apparaitront toutes noires. Seule une lumière parfaitement blanche permet de les distinguer correctement et seule son absence totale les rend toutes identiques.

Nous sommes l’une de ces feuilles colorées. Parfois, il est bien d’être distingués et parfois il vaut mieux se fondre dans la masse. Se plonger dans le noir total ne s’avère pas pire et ne vaut pas moins qu’être éblouis par un éclat lumineux, car les deux savent nous rendre aveugles.

La surprise des galaxies primordiales

Publié 2023-04-23 Par Mathis LeCorbot dans Actualité, Astronomie, Astrophysique, LeCorbot, Science

Je fus parmi ceux qui corrigeaient la date de mise en orbite du fameux télescope James Webb dans l’article principal sur Wikipédia. J’ai par la suite abandonné cette lassante activité, car je n’en voyais pas le bout. Avec environ 340 points critiques comparativement à une cinquantaine pour d’autres télescopes spatiaux, chaque point critique étant un élément d’échec complet de la mission advenant un malfonctionnement partiel ou complet, on comprend (un peu mieux) la décennie de retard et le budget de vingt fois supérieur à celui prévu initialement. Heureusement, l’attente en valait la peine et plus personne ne chipote sur les coûts « astronomiques » après avoir constaté ses premières images et résultats tout bonnement époustouflants.

Je dois signaler le magnifique travail de la fusée Ariane 5 qui a doublé l’espérance de vie du télescope spatial grâce à la précision de son tir. Ainsi, il pourra nous abreuver plus longtemps d’images à couper le souffle lorsqu’on les compare avec celles des autres télescopes. J’insiste également sur le fait que le James Webb ne succède pas au célèbre Hubble puisque le premier observe dans les longueurs d’onde infrarouges contrairement au second qui voit principalement dans la portion visible du spectre électromagnétique.

Et justement, grâce à cette différence fondamentale, James Webb peut voir tout un tas de trucs laissés dans le noir jusqu’à présent, car l’expansion de l’univers décale la lumière émise par les objets célestes vers des longueurs d’onde plus longues. Donc, ce qui se trouvait autrefois dans le spectre visible peut maintenant être observé uniquement en infrarouge. Et plus on remonte loin dans le passé, donc au plus près du Big Bang, plus les objets s’observent, non plus en rayons visibles, mais en infrarouge éloigné.

Et du coup, à des distances immensément éloignées, une surprise de taille nous attendait. Alors qu’Hubble nous montrait au mieux de ses capacités des galaxies ayant un degré de mochitude élevé (j’ai emprunté ce terme à David Elbaz), James Webb nous fait voir des galaxies bien plus immenses que prévu et apparemment mieux formées.

Les astrophysiciens n’y comprennent plus rien. Leurs modèles de formation des galaxies viennent de voler en éclats, car selon ceux-ci, les plus vieilles d’entre elles devraient plus ressembler à celles présentées par Hubble qu’à celles observées par James Webb.

J’ai lu quelque part que ces résultats remettaient même en cause la théorie du Big Bang alors que rien n’est plus faux. Une multitude d’autres évidences n’ayant rien à voir avec les galaxies primordiales ne sont aucunement réfutées ni même ébranlées par ces nouvelles images. Oui, les astrophysiciens doivent absolument refaire leurs modèles de formation des galaxies. Ils devront peut-être même revoir l’âge de l’Univers actuellement estimé à 13,8 Ga, mais en aucun cas le télescope James Webb n’a pris en défaut le principe du Big Bang.

L’étendue et la qualité de nos connaissances dépendent de la fabrication de nouveaux instruments complémentaires et de plus en plus performants. Puisque le vénérable Hubble vit actuellement sa dernière phase active, on devra bientôt lui fournir un véritable successeur. Pour ce faire, la NASA planche actuellement sur le télescope spatial Nancy-Grace-Roman dont sa mise en orbite initialement prévue pour 2025 est maintenant planifiée en 2027. Tous espèrent que l’expérience acquise avec le Webb permettra d’éviter dix années de retard. Deux suffiront amplement à éprouver notre patience.

Un trou noir dans le système solaire ?

Publié 2019-10-06 Par Mathis LeCorbot dans Astronomie, Astrophysique, LeCorbot

Bon ! Bon ! Les grands mots sont lancés ! On peine à trouver la fameuse planète 9, aussi connue sous les noms planète X, Nibiru, etc., beaucoup de noms pour un objet toujours hypothétique !

Toutefois, les hypothèses se raffinent et les probabilités concernant la présence d’une autre planète dans notre système solaire continuent de croitre. Aujourd’hui, peu d’astronomes raillent du sujet contrairement à il y a vingt ou même dix ans. Ce ne sont plus les apôtres du Nouvel Âge qui parlent, ce sont de très sérieux scientifiques équipés de superordinateurs afin d’appuyer leurs prétentions.

Ils ne peuvent pas expliquer certaines perturbations d’objets lointains dans le système solaire autrement que par une planète qui voyagerait à ses confins. Une planète d’une dizaine de fois la masse de la Terre. Une planète à l’orbite très excentrique. Une planète dont la révolution autour du Soleil durerait quelques dizaines de milliers d’années et, comble de malchance, se situerait actuellement à son aphélie à 150 milliards de kilomètres, le point de son orbite le plus éloigné du Soleil et de nous par conséquent. En comparaison, la Terre est mille fois plus proche du Soleil que ne le serait actuellement ce fameux objet perturbateur transneptunien.

La ceinture de Kuiper se situe au-delà de Neptune et abrite des astéroïdes et des planètes naines. L’une d’elles ne vous est pas inconnue puisque c’est Pluton. Deux autres ont été repérées, elles portent les noms de Makemake et d’Haumea. Au-delà de cette ceinture rocheuse, on observe une baisse importante et anormale de leur nombre surnommée le précipice Kuiper (Kuiper Cliff). Cette absence de cailloux dans cette région intrigue les astronomes. De plus, on observe plusieurs corps de la ceinture se comportant anormalement. En mettant bout à bout tous ces indices, on obtient la probabilité qu’une planète se promène effectivement dans cette région.

Grâce aux ordinateurs et aux lois de la physique qui les alimentent, on parvient à estimer la masse, l’orbite et la position actuelle de cette hypothétique planète. Évidemment, tous ces calculs ne peuvent être qu’approximatifs, mais si on veut la trouver, il faut bien braquer nos télescopes dans une direction où les probabilités de voir l’objet sont optimales.

Malheureusement, malgré tous les moyens mis de l’avant jusqu’à présent pour la dénicher, rien à faire. On a beau observer avec les plus puissants télescopes, Nibiru reste introuvable là où l’on pense qu’on devrait la voir.

Son existence est donc régulièrement remise en question, mais les perturbations dans la ceinture de Kuiper doivent s’expliquer et pour le moment, on ne voit aucune autre explication plus convaincante que celle de la planète X.

Or, par déduction logique, si une planète est présente et si on ne parvient pas à la voir alors que nos télescopes en seraient capables, ce n’est pas parce qu’elle n’existe pas, mais parce qu’elle serait inobservable. Et l’on connait une certaine classe d’objets célestes véritables et inobservables, ce sont les trous noirs.

Mais il y a un gros hic. On connait avec certitude deux types de trous noirs. Le trou noir stellaire, généré par une étoile s’étant transformée en supernova. Les restants de cette explosion forment un trou noir lorsque la masse résiduelle est suffisante. Les plus petits trous noirs stellaires frisent 3 fois la masse solaire. C’est bien plus qu’un trou noir de seulement quelques fois la masse terrestre. L’autre trou noir connu est supermassif, des milliers, des millions voire des milliards de fois la masse solaire.

Alors, imaginer un trou noir de seulement quelques masses terrestres n’est pas anodin puisque aucun phénomène connu actuel ne peut en générer d’aussi légers. Observer la planète X si elle était un trou noir serait impossible puisqu’il ferait seulement une vingtaine de centimètres de diamètre et il serait évidemment totalement noir.

Alors d’où proviendrait cet objet minuscule et hyper massif ? On pense que des petits trous noirs auraient été créés tout au début de l’existence de l’Univers, juste après le big bang. L’hypothèse n’est pas nouvelle puisque les conditions permettant leur formation pouvaient exister à cette époque préstellaire. Il se pourrait même que ces objets, les plus gros d’entre eux, aient été à l’origine de la création des galaxies et la raison pour laquelle chacune d’entre elles possède aujourd’hui en son centre un trou noir supermassif. Les granules originelles auraient cru jusqu’à devenir géantes grâce à l’accrétion graduelle de matière. Toutefois, la grande majorité des trous noirs minuscules continueraient de peupler les galaxies et l’un d’entre eux orbiterait dans notre propre système solaire. L’hypothèse est intéressante mais exotique. C’est pourquoi il faut passer en revue toutes les autres possibilités avant de se rabattre sur cette dernière.

La suite est excitante puisque nous pourrions prouver simultanément l’existence d’un corps perturbateur en orbite lointaine ainsi que ces fameux trous noirs primordiaux jamais encore détectés.

Le problème actuel est celui de la quantité de données disponibles. Nos observations de qualité sont trop récentes pour bâtir une hypothèse robuste. Plusieurs années à récolter de nouvelles données devraient permettre d’y voir plus clair.

Une autre possibilité est qu’il existe non pas une, mais deux planètes éloignées. Ainsi, actuellement nous déduirions la position médiane située entre les deux corps et on ne verrait que le vide, raison des insuccès actuels de nos observations par télescopes.

Ce scénario me plait. Il ne fait pas intervenir d’objets exotiques hypothétiques et il aurait l’avantage de faire cesser la tergiversation entre les noms planète 9 et planète X, chacune s’accaparant l’un d’eux.

L’image du trou noir

Publié 2019-04-21 Par Mathis LeCorbot dans Actualité, Astronomie, Astrophysique, Cosmologie, LeCorbot, Quantique, relativité, univers

Ça y est, l’équipe de l’EHT y est enfin parvenue. Une image réelle d’un trou noir supermassif a été rendue publique après d’importants délais sur l’échéancier initial. Vous l’avez probablement vue, elle orne également le sommet de cet article. Elle s’est répandue comme une trainée de poudre pour rapidement faire le tour de la planète. Je suspecte seulement la tribu amazonienne de la vallée de la rivière Javary ou celle de l’ile North Sentinel en mer d’Andaman de l’avoir ratée. À part ça, tout le monde en a entendu parler.

Des exploits technologiques multiples et sensationnels ont permis ce tour de force pourtant assez prévisible, car malgré le succès de la mission, malgré l’exotisme de cette image, l’équipe n’a finalement que très peu prouvé de choses qu’on ne savait déjà.

En fait, cette image ne prouve rien de nouveau ou de différent, pas même l’existence des trous noirs. Nous sommes si conditionnés à croire aux seules preuves visuelles qu’on ignore que les vraies preuves de l’existence de ces monstres stellaires ont été récoltées depuis un certain temps sous d’autres formes. Mais voir, c’est croire et l’équipe de l’EHT a profité de notre façon primitive d’aborder la vérité pour réaliser un événement médiatique planétaire.

Les gens formant cette équipe savaient exactement là où pointer leurs instruments afin de réaliser cette image. Ils connaissaient déjà avec certitude l’existence de ce monstre supermassif au centre de la galaxie M87. Et non seulement ils connaissaient son existence, ils connaissaient également sa position exacte, sa masse (6,5 milliards de fois la masse de notre Soleil) et ses dimensions précises. Donc, du point de vue strictement scientifique, ils n’ont absolument rien découvert.

Nous connaissons cet étrange phénomène cosmique qu’est le trou noir depuis plus d’un siècle. C’est bien Albert Einstein qui, en élaborant sa formule de la relativité générale, a permis de comprendre comment les trous noirs pouvaient exister. Cependant, contrairement à bien des déclarations faites en ce sens, le grand homme ne les a jamais prédits. C’est un dénommé Karl Schwarzschild qui a résolu les équations pour une étoile et qui a découvert qu’en deçà d’un certain rayon, la gravitation génère un espace temps si courbe qu’il crée une singularité, un point de densité infinie dans un rayon nul. Einstein croyait en ses équations, mais pas aux trous noirs. D’après lui, la Nature possédait un mécanisme qui devait empêcher ces anomalies d’apparaitre. Il avait tort puisque les trous noirs existent bel et bien.

D’ailleurs, il faut savoir que cette image ne montre pas du tout un trou noir. Stricto sensu, un trou noir est un point infiniment petit et parfaitement noir de surcroit. Donc personne ne photographiera jamais un véritable trou noir. Mais alors, que montre cette foutue image si ce n’est pas un trou noir ? Elle montre les effets causés par un point infiniment dense sur son environnement. Le trou noir est donc bien là, mais c’est un point plus que microscopique tapi au cœur de toute cette sphère noire environnante.

Et cette partie noire dans l’image, ce n’est pas le trou noir ? Non. Ce noir n’est même pas un objet, ce n’est que du vide entourant le trou noir qui, je le répète, est infinitésimalement petit. Cette région noire est occasionnée par deux phénomènes créés, évidemment, par la présence d’un trou noir. La partie la plus centrale, environ le tiers du rayon, c’est ce qu’on appelle l’horizon du trou noir, ou l’horizon des événements. Tout ce qui s’approche d’aussi près du centre ne pourra jamais échapper à son attraction gravitationnelle, pas même de la lumière. C’est pourquoi la noirceur de cette sphère est totale et absolue et est d’autant plus grosse que le trou noir central possède une masse importante. La partie noire plus externe, on l’appelle, à tort, l’ombre ou l’ombrage du trou noir. On ne voit pas de démarcation entre les deux zones noires. Je dis « à tort » puisqu’un point infiniment petit ne peut faire qu’une ombre infiniment petite. On aurait été plus avisé d’appeler cette zone « la démarcation » du trou noir.

Le halo orange autour de la zone noire est son disque d’accrétion. Un trou noir en rotation aplatit sous forme de disque toute masse gazeuse ou solide qui a eu le malheur de trop s’en rapprocher. Il avalera cette matière un peu à la fois, faisant grossir sa masse et la surface de la sphère noire inconsistante l’entourant.

Vous vous dites peut-être que c’est une analyse digne du Corbot. En précisant certains faits, je semble vouloir dégonfler à tout prix l’importance du succès. Non, je le ramène simplement là où il doit se situer dans l’échelle des événements marquants. Ce cliché ne méritait pas les éloges dithyrambiques du genre : « Il y a eu un monde avant cette image et il y en a un autre après ».

Holà ! Wo les moteurs ! Calmez-leur le pompon à cette équipe ou à la meute de journalistes en quête de la primeur du siècle. Le seul véritable grand succès de l’EHT est d’avoir réalisé un interféromètre des dimensions de notre planète possédant la résolution et la sensibilité nécessaires pour débusquer cet objet céleste. Elle n’a pas inventé l’interférométrie non plus, elle a simplement amélioré ses capacités par des techniques innovantes. C’est d’abord et avant tout un succès purement technique, pas scientifique. Je ne lui enlève aucune valeur, mais je refuse qu’elle s’arroge ou qu’on lui attribue la paternité de la première preuve de l’existence d’un trou noir, vraie image, mais fausse preuve de surcroit.

Bon, ça vous explique peut-être pourquoi j’ai tant attendu avant de vous faire part de mon opinion. J’ignorais, évidemment, comment les journalistes traiteraient le sujet, même si je m’en doutais un peu. J’ai lu et entendu beaucoup de bons articles et reportages. J’ai également été témoin de bien des stupidités. Faut croire qu’elles viennent comme les chaussures, toujours en paires, les uns sans les autres.

Je croyais que l’équipe dévoilerait tout d’abord une image de Sgr A*, le trou noir formant le cœur de notre propre galaxie, beaucoup plus petit que celui de M 87, mais autrement plus près de nous. Cela viendra probablement bientôt. L’image qu’elle a préféré montrer s’avérait probablement plus nette que celle de Sgr A* et pour une première, l’équipe a choisi la plus impressionnante des deux.

L’EHT continue ses travaux et espère encore augmenter la qualité de ses images. Le trop attendu télescope spatial James Webb viendra changer la donne lorsqu’il daignera enfin flotter dans l’espace bien loin de la Terre. La résolution de l’interféromètre s’améliorera d’un facteur aussi important que celui de l’EHT sur ses prédécesseurs. Et là, peut-être, commencerons-nous à réaliser de véritables percées scientifiques en ce qui concerne la frontière actuelle de nos connaissances sur la physique des trous noirs.

Le trou noir s’en vient !

Publié 2019-04-082019-04-10 Par Mathis LeCorbot dans Actualité, Astronomie, Astrophysique, Cosmologie, LeCorbot, Quantique, relativité

Titre alarmiste, je sais. J’aurais dû titrer « L’image du trou noir s’en vient ». Voilà à peine plus d’une semaine, j’écrivais un article dans lequel je cassais du sucre sur le dos de l’équipe de l’EHT pour avoir promis l’image réelle d’un trou noir en 2017, puis en 2018, et ensuite pour avoir gardé le silence depuis près de 9 mois.

Vous pourriez croire que mon article de la semaine passée était « arrangé avec le gars des vues » (expression chère à mon père lorsque la fin d’un film tombait un peu trop bien, afin que le bon gars puisse toujours gagner, sans égard à l’improbabilité des événements). Qui sait si mon article était véritablement dû à la chance pure, à une probabilité réaliste ou si j’ai profité d’informations non publiques ?

Dans moins de deux jours, l’équipe de l’EHT a convié la presse internationale à une annonce exceptionnelle. Ça ne prend pas la tête à Papineau (expression québécoise consacrée) pour comprendre ce qu’ils veulent nous révéler. Ils vont nous montrer une image du trou noir qui se terre au cœur de notre Galaxie, le fameux Sgr A*. Tout le suspens ne se situe pas à ce niveau, mais ce à quoi l’image du trou noir ressemblera. Bien des gens ont misé sur le fait qu’on ne verra rien de semblable aux belles simulations numériques et je suis pas mal en accord avec ceux-ci.

Mon scepticisme ne se situe pas au niveau de l’existence du monstre galactique situé en plein cœur de la Voie lactée, je suis pas mal certain qu’il existe réellement. Je me questionne sur son apparence, sur ce que révèlera l’image prise de lui.

Noir. Le trou noir sera noir, me direz-vous. Ce serait plutôt logique qu’un trou noir réputé pour ne rien recracher de ce qui a traversé son « horizon des événements », lumière incluse, paraisse noir. Et pourtant, un trou noir de cette masse, 4 millions de Soleils, qui bouffe des nappes de gaz ayant eu le malheur de s’aventurer trop près, risque de nous surprendre.

Tout d’abord, on en sait très peu sur sa vitesse de rotation. Comme tout ce qui se trouve dans l’Univers, ce trou noir tourne sur lui-même. Son environnement immédiat est affecté par cette vitesse de rotation et le résultat pourrait nous surprendre.

Il faut savoir que cette image n’est pas un instantané, mais un montage très complexe de données diverses prises par tout un tas de télescopes différents, à de moments différents, à des longueurs d’ondes différentes, couplés en interféromètres simples ou multiples.

Ensuite, j’ai toujours douté de l’exactitude des représentations théoriques des effets relativistes. Quelque chose me dit que la vraie vie fera apparaitre une complexité bien plus grande et donc un trou noir bien moins évident à décortiquer et à analyser.

Et enfin, même avec tout le respect qu’on doit à ce cher Einstein pour ses équations qui ont révélé la potentielle existence de ces monstres galactiques aux couleurs du Corbot, les trous noirs fricotent aussi bien du côté relativiste de la physique que du côté quantique et c’est là tout son intérêt. Cet objet unique en son genre réussit à exister en poussant les deux théories antagonistes dans leurs derniers retranchements.

Exprimé autrement, le trou noir établit un pont qui n’existe pas actuellement entre nos deux théories et seulement pour cette raison, l’image qu’on s’attend de lui ne peut pas parfaitement lui ressembler.

Dans moins de deux jours, on en saura un peu plus sur Sgr A*, mais il faut également s’attendre à ce que nous nous forgions tout un tas de nouvelles questions à son sujet. C’est ainsi que progresse la science, par théories et par preuves observationnelles, et on recommence sans jamais voir la fin.

Si l’équipe de l’EHT a réussi un petit miracle et qu’elle nous dévoile une image à la hauteur des attentes, on le saura assez rapidement. Si elle est seulement parvenue à obtenir un résultat duquel aucune conclusion ne peut être tirée et ainsi à renvoyer la balle vers une autre expérience encore plus ambitieuse, on le saura aussi.

Soyez toutefois certain que je ne manquerai pas l’occasion de commenter le contenu de cette conférence de presse dès que j’aurai le temps de l’analyser suffisamment pour écrire quelque chose de personnel et, espérons-le, intelligent, à son sujet.

Verra-t-on un trou noir… un jour ?

Publié 2019-03-24 Par Mathis LeCorbot dans Astronomie, Astrophysique, Cosmologie, LeCorbot, Photographie, Quantique, relativité

Les images dans cet article sont des vues d’artistes ou des images de synthèse

En 2018, j’ai écrit une série d’articles (1 ; 2 ; 3 ; 4) sur l’éventualité d’admirer pour la première fois l’image réelle d’un trou noir avant la fin de cette année-là. À l’évidence, ceux qui avaient pris ce pari, l’équipe de l’EHT (Event Horizon Telescope), ont péché par un trop grand optimisme.

Plus de trois mois après leur seconde échéance, aucune nouvelle n’a encore filtré sur leur site web, la dernière mise à jour remontant au 8 août 2018. En octobre 2018, la revue universetoday.com abordait ce sujet et rappelait à leurs lecteurs que rien n’avait été annoncé par l’équipe de l’EHT après l’échéance d’avril 2017.

Je ne veux pas discuter de leurs difficultés techniques, des temps réduits sur les télescopes et de tous les problèmes qu’ils ont dû affronter et qui continuent de jalonner leurs travaux pour composer cette fameuse image. Personne ne met en doute les immenses défis qu’a à relever l’équipe de l’EHT pour traiter les données accumulées en 2017.

Je veux juste parler de cette tendance de plus en plus répandue à vendre la peau de l’ours avant de l’avoir tué, à promettre sans sérieusement évaluer l’ampleur réelle du défi, à titiller l’intérêt des gens pour ensuite se rendre compte que ça ne pourra pas se faire dans les temps, à pérorer plutôt que penser.

Je ne suis pas contre l’enthousiasme, bien au contraire, mais je suis également très attaché au sérieux d’une démarche d’engagement. Promettre de réaliser quelque chose et s’en tenir ne semble plus représenter aucune importance, alors on promet sans compter puisque les conséquences de rater la cible semblent nulles.

J’aurais pu choisir une autre victime que l’équipe de l’EHT, ce ne sont pas les exemples qui manquent. Je l’ai choisie parce que le sujet est éminemment important pour la cosmologie et sa théorie dominante, la relativité générale d’Einstein.

Euh, oui, bon ! En cherchant bien, on peut trouver quelques sujets plus importants dans la vie, j’en conviens. Qu’importe, car tout ce qui a semblé trop éloigné du quotidien pour avoir la moindre importance dans nos vies a fini par l’envahir d’aplomb ! Et la relativité générale n’y fait pas exception. Si vous l’ignoriez, à chaque utilisation d’une appli de positionnement par GPS, la relativité générale vient à la rescousse pour assurer la précision des calculs. Sans elle, les positions dériveraient de plusieurs mètres par jour.

Ce serait donc une erreur de penser que la cosmologie n’a d’intérêt que pour ceux qui l’étudient. La cosmologie est près de nous et même en nous. Le destin de l’Univers dépend de tout ce qu’il contient, nous y compris.

Les trous noirs pavent la voie vers une compréhension inédite de notre Monde, car ils relient la physique relativiste et la physique quantique. Ce sont des objets très simples et pourtant prodigieux.

Cette fameuse et toujours absente première image véritable du trou noir supermassif réfugié au cœur de notre Galaxie apporterait la preuve définitive que ce type d’aberration naturelle existe bel et bien, et pas seulement dans les livres de physique. En revanche, si l’image diffère de ce que nos simulations numériques nous montrent, nous pourrions mettre la main sur quelque chose d’extrêmement important, un indice d’une nouvelle physique.

Alors, de grâce, chère équipe de l’EHT, cesse de promettre la Lune ou le Trou noir et redouble plutôt d’ardeur au travail ! Je déteste écrire des titres d’articles à la forme interrogative et ensuite devoir répondre « non ». « Verra-t-on un trou noir en 2018 ? » C’était le titre de ma série d’articles concernant ton travail en cours… alors, cours !

Temps tridimensionnel

Publié 2019-02-202019-02-20 Par Mathis LeCorbot dans Astronomie, Astrophysique, Avenir, Cosmologie, LeCorbot, relativité

Le temps, apparemment si simple à comprendre, est bien plus complexe qu’il n’y parait. Einstein a formalisé l’aspect bidimensionnel du temps avec sa théorie de la relativité restreinte. Le temps est relatif aux voyageurs les uns par rapport aux autres. Si les horloges battent la mesure régulièrement sans faillir, elles ne s’entendent pas sur un temps commun dès qu’il existe des différences de vitesses ou de champ gravitationnel entre elles.

Ce que nous appelons le temps, celui qu’on ressent, n’est qu’une composante du « Temps » einsteinien. Une fois de plus, il faut se rabattre sur le théorème de Pythagore pour comprendre le temps selon Einstein.

Dans la figure précédente, la ligne horizontale t_r représente le temps relatif entre 2 objets. La ligne verticale t_ireprésente le temps imaginaire, la composante du temps perdu dans la différence de temps entre 2 objets qui ne se déplacent pas à la même vitesse ou qui ne partagent pas le même champ gravitationnel.

Les différentes sommes vectorielles des 2 temps t_r et t_i, les lignes diagonales grises t_a pour le temps absolu, restent invariables en longueur, car si t_r augmente, t_i diminue et vice versa. C’est ce qu’on appelle l’invariance de Lorenz. Le temps (absolu) ne varie jamais en longueur, seulement en direction.

Mais si nous poussons ce concept du temps juste un peu plus loin, plutôt que de nous restreindre à voir le temps en 2 dimensions, que se passerait-il si, dans les faits, le temps était tridimensionnel ? L’invariance de Lorenz, ou si vous préférez, la somme vectorielle des 3 composantes doit cependant encore rester constante, donc d’une longueur identique, peu importe sa direction spatiale. Ce principe fait en sorte que la vitesse de la lumière c reste invariable, peu importe le référentiel.

Lorsque t_j, la troisième composante de ce Temps, vaut zéro, on retrouve la loi de la relativité restreinte. Lorsque cette composante t_jn’est pas nulle, t_r et t_i raccourcissent pour conserver la longueur invariable du temps absolu. Une horloge ne ressent pas l’effet de cette troisième dimension temporelle, tout comme elle ne ressent pas la deuxième dimension, elle continue de battre la mesure au même rythme. Toutefois, ce nouveau vecteur temporel pourrait expliquer un phénomène astrophysique appelé le « décalage vers le rouge » de galaxies.

Puisque la vitesse de la lumière reste invariable dans tous les référentiels, si la troisième composante du temps t_j a une certaine longueur, quelque chose doit avoir varié et c’est la fréquence de la lumière, autrement dit, sa couleur.

Le décalage vers le rouge observé chez les galaxies distantes, d’autant plus grand que les distances entre elles et nous sont importantes, pourrait donc dépendre de deux facteurs et non pas d’un seul. Le premier facteur est celui que nous connaissons déjà, le changement de fréquence proportionnel à la vitesse d’éloignement de ces galaxies, l’effet Doppler. Cependant une partie importante des décalages observés pourrait dépendre du troisième facteur temporel.

Si tel était le cas, nous pourrions reléguer aux oubliettes, ou à tout le moins minimiser l’effet de la constante cosmologique, autrement dit la fameuse « énergie noire » de laquelle on ne connait rien. La nouvelle interprétation de nos observations actuelles serait que l’Univers ne serait pas en expansion aussi rapide que cela peut nous paraitre, voire à la limite sans expansion du tout.

S’il n’était pas décédé, Fred Hoyle jubilerait. C’est celui qui, sous le coup de la dérision, a inventé le terme Big Bang pour se moquer de cette théorie qui fait aujourd’hui la quasi-unanimité chez les physiciens. Lui défendait sa propre théorie, celle de l’Univers quasi stationnaire et la troisième dimension temporelle pourrait bien lui donner raison.

Il reste une question à laquelle il faut répondre. La longueur de cette fameuse troisième composante du temps serait due à quoi ? Qu’est-ce qui la fait varier et qui influencerait la fréquence de la lumière ?

Et si le temps lui-même créait la longueur de ce vecteur ? On l’appellerait le « vecteur du temps qui passe ». Imaginons que plus le temps passe, plus ce troisième vecteur de temps s’allonge. Il serait en quelque sorte la mesure de l’âge de l’Univers.

En se débarrassant de cette douloureuse épine qu’est l’énigmatique, l’hypothétique, la dérangeante énergie noire en lui substituant le principe d’un temps tridimensionnel, nous attaquons la cosmologie sur de toutes nouvelles bases, car tout change, l’âge de l’Univers, ses dimensions et surtout son passé, son présent et son avenir.

J’y reviendrai, car je sens sur vous l’effet du temps, celui que vous venez de prendre pour lire et tenter de comprendre cet article. Comme toujours, ne soyez pas timorés de commenter ou de poser des questions.

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Les images dans cet article sont des vues d’artistes ou des images de synthèse

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