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Librations

Publié Par Mathis LeCorbot dans Astronomie, LeCorbot

L’humain connait la Lune, notre satellite naturel, depuis qu’il lève les yeux vers le ciel. Alors sauriez-vous répondre à cette petite question ? Quel est le pourcentage de la surface de la Lune observable de la Terre ?

Ouais, vous n’êtes pas très astronome et les caractéristiques des astres ne vous émoustillent pas vraiment. Je sais. Malgré tout, vous pensez connaitre la réponse à cette question somme toute aisée.

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La Lune nous montre toujours la même face, c’est bien connu. Vous ignorez certainement pourquoi, cependant à cause de ce phénomène, vous déduisez ce qui suit. La Lune est une sphère et si elle nous montre toujours la même face, on voit alors 50 % de toute sa surface.

Vous seriez même tenté de réduire un peu ce pourcentage puisque tout le rebord n’est pas très facile à observer, voire quasiment impossible. Est-ce que le chiffre de 45 % vous semblerait plus réaliste ? Probablement.

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Toutefois, le vrai pourcentage observable de la surface lunaire est plus proche de 59 %. Hein ? Comment peut-on voir une bonne partie de sa face « cachée » ? C’est à cause des librations, le terme utilisé pour parler de ce phénomène.

La Lune nous montre toujours la même face puisque sa période de rotation (sur elle-même) est égale à sa période de révolution (autour de la Terre). Ce n’est pas un hasard. Les forces de marée entre les deux astres incitent le moins massif des deux à atteindre plus rapidement ce point d’équilibre en ralentissant graduellement sa rotation jusqu’à l’atteinte du verrouillage, un point de moindre énergie.

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Et pour prouver que rien ne sera simple, il existe quatre types de librations, raisons pour lesquelles le pourcentage de surface visible atteint 59 %. Parlons des librations en longitude, des librations en latitude, des librations parallactiques et enfin des librations physiques.

Les librations en longitude sont dues à la forme elliptique de l’orbite lunaire autour de la Terre. Les librations en latitude dépendent de l’angle de cette orbite par rapport à son angle de rotation qui est de 6,7 degrés. Réparties sur plusieurs lunaisons, nous observons un peu plus du pôle Nord et ensuite un peu plus du pôle Sud. La Lune semble hocher du bonnet.

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À douze heures d’intervalle, on peut également voir encore plus de sa surface grâce à l’effet de parallaxe, c’est lorsque nous nous trouvons alternativement du côté gauche et du côté droit de la Terre lorsqu’elle tourne sur elle-même. L’angle créé entre ces deux positions par rapport à la Lune est suffisant pour en voir encore un peu plus. Ce sont les librations parallactiques.

Et enfin les librations physiques se rapportent aux oscillations réelles de notre satellite, car pour rester ainsi verrouillée, la Lune oscille légèrement comme tout objet en « équilibre ». Ces petites oscillations autour d’un point central permettent de voir un peu plus de sa surface lorsque ces mouvements s’additionnent aux autres librations. Et voilà pourquoi 9 % de sa face cachée nous sont tout de même accessibles depuis la Terre. Les 41 % restants ne peuvent être vus que si nous nous déplaçons physiquement dans l’espace, nous ou nos instruments.

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Promenez-vous sur le web et observez attentivement plusieurs photos de la pleine Lune. Vous verrez qu’elle se montre légèrement différente d’un cliché à l’autre. Vous n’aviez jamais porté attention à ce phénomène ? La belle-de-nuit se dévoile bien plus à qui sait l’admirer.

Vivons-nous dans un trou noir ?

Publié Par Mathis LeCorbot dans Astrophysique, Cosmologie, LeCorbot

Je mets tout de suite les points noirs sur les i. Le trou noir dans lequel nous vivrions ne serait rien de moins que notre Univers. J’aurais pu intituler mon article : « L’Univers est-il un trou noir ? » Ainsi, sortez immédiatement de votre esprit toutes les autres interprétations, autant celles de natures socio-économiques que salaces.

Ce qui amène les scientifiques, dont les cosmologistes, à s’interroger de la sorte, ce sont certains rapprochements possibles entre les deux. Je ne reviendrai pas sur l’ensemble des concepts théoriques des trous noirs, seulement sur celui qui concerne une vision « extérieure » qui est sa capacité de retenir infiniment ce qui se rapproche en deçà d’un certain rayon de son centre.

Donc, si notre Univers, là où nous vivons, correspondait à l’intérieur d’un trou noir, nous ne pourrions jamais en sortir. Ce concept de l’emprisonnement absolu est déjà considéré comme étant une particularité de notre Univers, sinon ce ne serait pas un Univers. Voilà le premier point commun visiblement attesté, même s’il n’est que supposition.

Partant de là, il est possible de déterminer si notre Univers est un véritable trou noir en mesurant ses dimensions et sa densité moyenne. Plus les dimensions d’un trou noir croissent, plus sa densité diminue. Il est donc possible de corréler les deux. Et si ce que nous savons sur les dimensions et la densité de notre Univers est juste, il est donc possible de confirmer ou d’infirmer le principe d’un Univers trou noir.

Densité moyenne de l’Univers

Avec une densité moyenne établie par observation à 5 atomes d’hydrogène par mètre cube, la matière dans l’Univers est passablement ténue. Ce chiffre fait fi de tous les autres atomes considérés comme marginaux, y compris l’hélium même s’il contribue à environ 10 % des atomes de l’Univers.

Dimensions de l’Univers

Le problème survient surtout lorsqu’on veut connaitre les dimensions de notre Univers. Il n’y a aucun moyen de vraiment les connaitre.

Expansion de l’Univers

Puisque l’espace est en expansion depuis le Big Bang survenu il y a de cela 13,8 milliards d’années, ce n’est pas seulement la frange limite qui s’éloigne, c’est chaque atome d’espace qui laisse place à d’autres atomes d’espaces autour de lui, contribuant à faire gonfler l’espace global de manière ahurissante. Ainsi, l’expansion de l’espace engendre des effets rendant sa mesure impossible.

Vitesse de la lumière

Puisque la lumière prend un certain temps à voyager dans l’espace, il peut exister des endroits éloignés de l’espace dont la lumière ne pourra jamais nous atteindre puisque l’expansion de l’espace entre ces lieux et la Terre grandit trop vite pour laisser le temps à la lumière de parcourir le chemin supplémentaire. Ces portions de notre Univers nous resteront pour toujours inconnues.

Dimensions de l’Univers observable

À défaut de connaitre ce qui existe au-delà de ce que la vitesse de la lumière nous permet de distinguer, on est contraint de ne pouvoir mesurer que ce qui est observable. Certains cosmologistes estiment cette dimension à 93 milliards d’années-lumière de diamètre et ce ne serait que l’Univers observable depuis la Terre, pas l’Univers entier.

Univers infini

L’Univers pourrait être infini, cependant tous les infinis indisposent passablement une grande quantité de physiciens qui voient dans ce terme des relents culturels religieux inappropriés, ils préfèrent le croire fini, tout en avouant leur ignorance sur sa possible taille réelle.

Le problème du contenant

D’autre part, si on considère cette valeur comme si nous la mesurions à partir de l’extérieur de l’Univers, on considère alors que le contenu de l’Univers s’étend dans un plus grand contenant que lui-même. Il faudrait donc englober ce contenant supplémentaire dans la mesure des dimensions de tout l’Univers. Mais où cesse ce jeu des poupées russes ?

Le problème de l’observateur

En physique, un bon observateur doit rester indépendant de ce qu’il observe, sinon ses constatations deviennent contestables. En faisant partie de l’Univers que nous tentons de mesurer, le statut d’observateur fiable nous est interdit et ainsi nos conclusions resteront toujours douteuses.

Expansion égale accrétion

Un trou noir accroit ses dimensions seulement s’il est en train de bouffer de l’énergie sous n’importe quelle forme. Puisque notre Univers grandit, s’il est un trou noir, il serait en train d’avaler quelque chose venu se promener dans son entourage extérieur. Mais dans ce cas, nous devrions voir de la matière ou de l’énergie apparaitre quelque part dans l’Univers. Toutefois, étant donné que nous n’avons pas accès à voir tout l’Univers, il devient difficile de réfuter l’existence de cette activité. Tout ce qu’on peut dire, c’est qu’on n’a jamais rien vu de tel dans la portion de l’espace qui nous est visuellement accessible. L’astrophysicien Fred Hoyle, le père du terme « Big Bang », parlait de notre Univers en lui donnant la propriété de faire apparaitre subitement de la matière. Cette vision correspondrait à celle d’un Univers trou noir en train de bouffer des mondes externes. Malheureusement, cet aspect est contredit par la diminution de la température du fond cosmologique qui devrait augmenter avec la quantité de matière alors qu’elle est en diminution constante depuis le Big Bang.

Né d’un trou noir

Ne pas confondre un Univers étant un lui-même un trou noir et un Univers né d’un trou noir. Cette dernière hypothèse est souvent évoquée pour expliquer l’événement Big Bang. L’Univers serait une fontaine blanche, une éjection issue d’un trou noir. Le problème est que personne n’a réussi jusqu’à présent à m’expliquer comment un trou noir peut créer une fontaine blanche alors que rien ne peut lui échapper. Lui aurait-on inséré un bâton dans son trou noir et il aurait vomi ses tripes ? Dans ma tête, ceux qui ont inventé le concept de fontaine blanche effectuent une piètre tentative pour réhabiliter la nature définitive et irrécupérable d’un trou noir qui est de dévorer sans restituer… ou si peu lorsqu’il s’évapore en émettant quelques particules de-ci de-là, mais rien pour créer une fontaine de jouissance blanche pour physiciens en manque de libido d’idées.

Mon opinion

Je considère notre Univers en vase clos et à ce titre, il se comporte comme un trou noir en ne laissant rien échapper. Cependant, il devrait posséder d’autres caractéristiques communes avec ces monstres cosmiques qu’à mon avis, il ne partage pas. Ainsi, notre Univers ne serait pas un véritable trou noir au sens einsteinien du terme.