les deux infinis

Les deux infinis

Publié le par Ysia

Peinture de Konrad Zuse

Peinture de Konrad Zuse

Alors que s’émiette notre expertise en un nombre croissant de divisions, les enclaves créées augmentent la difficulté de se former une vue d’ensemble de la nature. Est-elle numérique, analogique ou hybride ? Certains pourtant affirment que la séparation entre les sciences s’effondre, que la nature ne reconnaît plus les frontières disciplinaires et qu’à mesure que s’approfondit notre compréhension, nous voyons plus clairement ce que ces branches traditionnelles distinctes des sciences ont en commun.

Dans l’univers peut-être hypersphérique, hyperbolique ou espace dodécaédrique de Poincaré,   le vide quantique agit comme un superfluide. L’espace-temps apprend à la matière à se mouvoir; la matière dicte la courbe de l’espace-temps.

Dans l’univers de l’infiniment grand, il y a un trou noir gigantesque, Sagittaire A* d’une masse quatre millions de fois celle du Soleil au centre de notre galaxie. Des trous noirs similaires semblent exister au centre de la plupart des galaxies, dont certains ont une masse des milliards de fois celle du soleil. Le réseau de télescopes radio  Event Horizon Telescope établi à l’échelle planétaire tentera de  brosser un tableau de notre centre galactique.
 

En outre, nous savons aussi que le monde de Pluton est dynamique, c’est-à-dire qu’une activité interne semble l’animer qui continue de modeler sa surface. Le jour de l’an 2019, la mission New Horizons passera près d’un astéroïde de glace et sera en mesure de nous faire découvrir l’univers au-delà. Où mieux chercher la matière évanescente que là où règne l’obscurité ?

La part du budget fédéral alloué à NASA reste de l’ordre de 0,5 voire 0,4% comparativement à un niveau record de 4% en 1965. Espérons que les prochains grands rendez-vous de la conquête spatiale aiguiseront l’enthousiasme du public et des gouvernants !

Dans l’univers de l’infiniment petit,  la réalité est un écran d’information traitée par un tissu cellulaire automate qui opère à l’échelle de Planck.  

Les particules subatomiques sont de simples particules. On en compte seize : les quarks, les leptons et les bosons, plus le boson de Higgs. Les leptons sont au nombre de six. « lepton » signifie petit en grec. Parmi les six leptons, il y a les trois générations de neutrinos : les électrons, les muons et les taus. On ne sait quasiment rien de ces particules. Mais nous savons que l’un des trois neutrinos a une masse d’au moins 1/20 celle d’un électron. Les neutrinos constituent la seule forme connue de matière noire. Ils sont éternels parce que, comme la lumière, ils ne se désintègrent pas.(trad. par Ysia)

Brian G. Keating

La physique traite des propriétés fondamentales de la matière et de l’énergie et comment elles interagissent entre elles. La chimie s’interroge sur la façon dont les atomes s’assemblent  pour former des molécules plus complexes et les effets que cela entraîne sur les substances qui en résultent. Ce que la physique et la chimie ont toutes les deux en commun, c’est qu’elles étudient la matière inanimée.

La biologie étudie les organismes vivants. Le principe de survie du plus fort découle-t-il comme la chimie des règles fondamentales de la physique quantique ? Au regard des fractales dans l’univers, de l’apparente concordance entre l’infiniment petit et l’infiniment grand,  le caractère aléatoire des mutations génétiques répond à celui  de la physique quantique. 

Qu’est-ce qui sépare les êtres animés des objets inanimés ? Rien. Au niveau quantique, les mêmes règles s’appliquent. Le cycle de naissance et de mort, c’est retourner d’où l’on vient. Et le poète de demander : La pierre a-t-elle un cœur ? Et notre cœur, court-il le risque de s’endurcir ? Mais où est donc le cœur dans la pierre ?

Remplacer la magie par le dispositif mécanique au cœur de la physique quantique…

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Comment les galaxies se sont-elles formées après le Big Bang ?

Publié le par Ysia

Suivant les recommandations décennales de l’Académie nationale des Sciences, le télescope Hubble fut lancé dans les années 90. Le projet de télescope spatial infrarouge WFIRST recommandé en 2010 vient d’obtenir 150 millions dans le cadre du budget approuvé hier pour la poursuite de ses opérations et un peu plus de 533 millions ont été alloués au télescope James Webb recommandé en 1990.

Comment en sommes-nous arrivés là ? Il y a plus de 13 milliards d’années, au commencement  de l’univers, le Big Bang n’était qu’un rebondissement en douceur d’une période de contraction qui a précédé la période actuelle d’expansion. S’en suit le cycle de naissance et de fusion des galaxies.

En 1609, Galilée armé de sa lunette astronomique  observa Vénus 60 fois mieux qu’à l’œil nu. Au XVIIIème siècle, le télescope de William Herschel, 500 fois plus puissant, lui permit de découvrir  Uranus. Edwin Hubble au XXème siècle comprit que l’univers s’élargit  par son observation des spirales nébuleuses, ces galaxies  qui, dans un nuage d’hydrogène et d’hélium, créent les étoiles.

Aujourd’hui nous savons qu’il existe plusieurs sortes de supernovas, ces étoiles qui implosent pour atteindre une autre étape de leur évolution et qu’il y avait de l’eau sur Mars il y a 50 000 ans. Nous connaissons les ondes lumineuses et gravitationnelles et les planètes naines dont Pluton.

Le télescope spatial Hubble a permis une observation 10 000 fois plus précise ! Lancé en 1990, il est à plus de 600 kilomètres de la Terre et aura nécessité l’envoi de cinq missions d’entretien.  Au sol, des superordinateurs analysent les données reçues. Un télescope est une machine à  remonter le temps. Plus le phénomène observé est  éloigné, plus il est ancien. Le champ ultra-profond de Hubble, sur la base des données recueillies sur une année, offre une fenêtre sur  un morceau de l’univers tel qu’il était il y a 13 milliard d’années,  moins d’un milliard d’années après le Big Bang.

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Transporté par le Canal de Panama jusqu’en Guyane française, le télescope James Webb qui sera lancé à une orbite de plus d’1,5 million de kilomètres de la Terre poursuivra la détection de lumière infrarouge grâce à une puissance cent fois plus grande que celle du télescope Hubble. Paré de 18 miroirs en béryllium, il sera opérationnel six mois après son lancement dans l’espoir qu’il nous délivre un portrait des origines de l’univers et des premières galaxies.

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De l’art de se cramponner à sa propre humanité

Publié le par Ysia

L’être humain est libre de choisir s’il veut vivre comme s’il était seul sur une île ou se confronter à l’inconnu. L’éléphant qui s’enfonce toujours plus profondément dans le désert ou la forêt pour échapper aux hommes allant jusqu’à dissimuler ses défenses dans les broussailles est-il un être sensible ? Le fait qu’il reste pendant des jours au chevet de la carcasse d’un membre de sa famille lui donne-t-il le titre d’être sensible ? Et l’être humain qui rationalise l’évanescence des choses et des êtres pour mieux les ignorer manque-t-il d’humanité ?

Il y a 500 ans, le voile se levait. L’invention de l’imprimerie favorisait sur le long terme la diffusion d’idées nouvelles. Pour la première fois en 1576, Thomas Diggers représentait la  perspective copernicienne d’un espace infini et William Gilbert tentait en 1651 la description de systèmes multiples. Nicolas Bion publiait en 1699 l’Usage des globes célestes et terrestres et des sphères et Bernard Le Bovier de Fontenelle osait imaginer en 1686 que les étoiles étaient autant de soleils dont chacun éclaire un monde.

Quelle est donc cette folie ? reprit-elle. Hélas ! répliquai-je, je suis bien fâché qu’il faille vous l’avouer, je me suis mis dans la tête que chaque étoile pourroit bien être un monde. Je ne jurerois pourtant pas que cela fût vrai, mais je le tiens pour vrai, parce qu’il me fait plaisir à croire. C’est une idée qui me plaît, et qui s’est placée dans mon esprit d’une manière riante. Selon moi, il n’y a pas jusqu’aux vérités auxquelles l’agrément ne soit nécessaire. …
…la Terre pouvoit être une planète, et les planètes autant de terres, et toutes les étoiles autant de soleils qui éclairoient des mondes… Toute la philosophie, lui dis-je, n’est fondée que sur deux choses, sur ce qu’on a l’esprit curieux et les yeux mauvais ; car si vous aviez les yeux meilleurs, que vous ne les avez, vous verriez bien si les étoiles sont des soleils qui éclairent autant de mondes, ou si elles n’en sont pas ; et si d’un autre côté vous étiez moins curieuse, vous ne vous soucieriez pas de le savoir, ce qui reviendroit au même ; mais on veut savoir plus qu’on ne voit, c’est là la difficulté.

Bernard Le Bovier de Fontenelle

La sphère armillaire, objet astronomique tridimensionnel, nous donnait une idée de ce qu’est notre place dans l’univers et d’autres ensembles mécaniques mobiles, les planétaires, offraient un gros plan sur notre système solaire.

Le cerveau a évolué de sorte qu’il s’autorise à méditer sur lui-même. Les branches des arbres à la fin de l’hiver rappellent les axones qui se déroulent créant à chaque embranchement un potentiel de sensations et de sentiments. Des gènes au mystère de leur expression.

Imaginer l'extraordinaire, c’est vouloir rendre ordinaire tous les possibles. Savants et artistes écrivent un guide de voyage pour l’humanité afin qu’elle franchisse les frontières ultimes de la conscience et l’univers. Êtres libres et sensibles, ils l’invitent à s’interroger.

Le cerveau est une planète étrange. La planète est un cerveau étrange.

Dustin Yellin

Isaac Frost en 1845 dessinait le système newtonien de l’univers et Chesney Bonnestell, le père de l’illustration spatiale moderne, imaginait les premiers mondes inexplorés.

De l’art de se cramponner à sa propre humanité

 

Dans un mouvement qui rappelle l’avènement de l’imprimerie il y a 500 ans,  les moyens virtuels favorisent aujourd’hui la diffusion des idées, germes d’un bouleversement futur...

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Dématérialisation

Publié le par Ysia

Si l’activité économique se dématérialise, ce sont les réseaux sociaux et moyens virtuels qui véhiculent le changement des modes de consommation. Ont-ils un effet persistant sur la pensée conceptuelle ? Sont-ils objectivement les précurseurs d’un cycle de spiritualisation ? Considérer le progrès sur le long terme.

Sous le voile qui couvre les notions primitives de l'espace et du temps, la physique quantique marque la  dématérialisation du monde. Au cœur de l'information quantique intégrée dans l'espace-temps se cache l'amplituèdre qui simplifie les calculs dans les interactions entre particules et remet en cause l’espace et le temps en tant qu’éléments constitutifs fondamentaux… Ou peut-être y-a-t-il un autre objet géométrique qui inclura la réalité que nous vivons de la gravité.

La vie sous toutes ses formes et à tous les niveaux se présente comme un processus de régulation et d’organisation des cellules aux écosystèmes… Alors imaginons que nous sommes nés dans un autre écosystème, celui d’une des planètes de la zone habitable du système Trappist-1! Nous ne serions plus seuls dans l’univers mais libres de côtoyer les habitants des planètes voisines. Serions-nous freinés par ces mêmes réactions parfois disproportionnées aux stimuli de l’environnement,  ces défenses instinctives gravées dans nos cellules ou au fond du gouffre infantile ? Et si la mémoire se libérait…

Des transformations sur le long terme s'accomplissent imperceptiblement. Happés par la vie quotidienne, l’angoisse vient de l’incertitude que fait naître le présent éphémère. Doutant de la marche positive du temps et du déclin progressif des passions, elle incite à s’accrocher au quotidien comme s’il offrait quelque permanence. L’historien futur pourra mesurer l'empreinte du présent à l’image du paléoanthropologue qui théorise les empreintes laissées sur les parois des cavernes et les galets millénaires ou comme d'autres qui théorisent aujourd'hui l'univers des étoiles.

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À la découverte de l’univers

Publié le par Ysia

Le télescope Kepler lancé par la NASA en 2009 a scruté le ciel à plus de 120 millions de kilomètres entre les constellations du Cygne et de la lyre. Ainsi ont été découverts la première exoplanète riche en oxygène (Gliese 1132b), le premier monde aquatique (Gliese 1214b) et la première planète de la taille de la Terre dans la zone habitable (Képler-186f). En mars 2016, l’équipe de l’Université de Columbia (Cool World Lab) a annoncé la découverte de Képler-167e à mille années-lumière  de la taille de Jupiter et tout aussi froide (-220 F).

Armé de 42 capteurs, le télescope Kepler a sondé environ 150 000 étoiles, ce qui ne constitue qu’un millième d’un pour cent de la Voie Lactée. Cela a toutefois produit près de deux millions de points de données pour chacune d’entre elles. L’Université de Columbia est l’une des centaines d’universités et de centres de recherche dans le monde qui téléchargent et décodent les données. Ces données pourront permettre de déterminer le rayon de rotation, la masse ou encore la réflectivité de l’atmosphère des exoplanètes.  Kepler  a recueilli les données en photographiant  les étoiles et en enregistrant un tableau de pixels qui mesurent leur luminosité. Convertir ces données en fichiers informatiques décodables présente un extraordinaire défi. La clef serait de pouvoir écrire des codes permettant aux ordinateur de décoder en quelques heures ce qui sinon risque de prendre des décennies.

À quoi ressemble l’atmosphère des exoplanètes ? Contiennent-elles de l’eau ? Quel effet cela fait-il de marcher à leur surface ? La vie existe-t-elle dans ces mondes ?

Grâce aux avancées technologiques, nous serons mieux à même un jour d’observer leur relief  comme les montagnes qui peuvent être le signe de plaques tectoniques, les océans, la végétation ou  les calottes de glace. Mais quasiment rien n’est connu aujourd’hui de la topographie des exoplanètes et c’est aux théoriciens qu’il appartient de spéculer.

Les exoplanètes reflètent un milliardième la lumière d’une étoile. Les exolunes qui orbitent autour d’elles sont encore plus pâles et donc encore plus difficiles à détecter. Nous attendons au printemps la confirmation d’une lune autour de Kepler-1625b, ce qui serait une première.

Du trillion d’exoplanètes dans la Voie Lactée, dix pour cent environ, soit cent milliards pourraient contenir de l’eau et se situer dans la zone habitable. Le projet Breakthrough Starshot qui devrait prendre deux décennies pour être mis sur pied et deux autres décennies pour atteindre sa destination Proxima b fait rêver.

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Libellule

Publié le par Ysia

http://www.fossilmuseum.net/Fossil_Galleries/Liaoning/Sinaeshcnidia/Sinaeshcnidia.htm

http://www.fossilmuseum.net/Fossil_Galleries/Liaoning/Sinaeshcnidia/Sinaeshcnidia.htm

“There’s nothing more thrilling than being on the quest for something new, and having your own destiny in your hands,”

Laisser l’esprit vagabonder d’un bout à l’autre de l’univers...

Le modèle hiérarchique de la formation des galaxies rappelle la représentation des fractales : les galaxies sur fond de matière noire offrent le tableau de leur croissance. Si tout n’était que matière noire au commencement de l’univers, où s’en est-elle allée ? Elle aime à former des grappes par un processus de coalescence sous la force de gravité. Et c’est la matière noire qui tente de séparer les galaxies et d'empêcher leur fusion. Un télescope lilliputien aux yeux de libellule, inventé par Pieter van Dokkum de l’Université de Yale, rivalise avec les géants dans son exploration. Il a découvert la galaxie Dragonfly 44 qui recèle une extraordinaire concentration de matière noire.

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L'apprentissage automatique

Publié le par Ysia

Google a partagé avec la NASA son expertise dans le domaine des technologies informatiques d’apprentissage automatique. L’utilisation des algorithmes d’apprentissage automatique est une approche qui relève de l’intelligence artificielle et qui a démontré de nouvelles possibilités d’analyse des données du télescope Kepler.

La NASA a annoncé que grâce à un réseau de neurones artificiels, une huitième planète autour de l’étoile Kepler-90 a été découverte en passant en revue les milliers de données du télescope Kepler. Les huit planètes de ce système sont plus proches de leur étoile puisqu’elles ont toutes été localisées à des distances inférieures à celle qui sépare la Terre du Soleil.

Une autre planète a également été découverte autour de l’étoile Kepler-80.

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L'ordinateur quantique

Publié le par Ysia

La prochaine menace, dit-on, est l’ordinateur quantique, ces machines qui, en théorie pour le moment, seront beaucoup plus puissantes que les ordinateurs que nous utilisons aujourd’hui. Microsoft et d’autres entreprises numériques aux États-Unis et dans le monde se livrent une concurrence féroce pour créer ces ordinateurs de demain. Avec l’intelligence artificielle et  la réalité augmentée, l’ordinateur quantique fait l’objet d’une course contre la montre. C’est son application dans le domaine de la cryptologie qui inquiète aujourd’hui les gouvernements.

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Au-delà du rivage

Publié le par Ysia

Un naïf missionnaire du moyen âge raconte même que, dans un de ses voyages à la recherche du Paradis terrestre, il atteignit l'horizon où le ciel et la Terre se touchent, et qu'il trouva un certain point où ils n'étaient pas soudés, où il passa en pliant les épaules sous le couvercle des cieux....

L'atmosphère : météorologie populaire. Camille Flammarion (1888)

Universum

Il y a, à ce jour, plus de 4000 exoplanètes recensées. Parce que les étoiles sont des milliards de fois plus brillantes que les planètes, en observer une est d’autant plus difficile qu’il faut faire preuve de patience pour constater sa révolution autour d’une étoile par le déplacement régulier d’une ombre nettement visible devant elle.  Ce n’est là qu’un des cinq moyens de détection avec la vitesse radiale,  l’imagerie directe, la microlentille gravitationnelle et  l’astrométrie.

La première exoplanète à avoir été découverte en 1995 dans le champ d’une étoile similaire au soleil était 51 Pegasi b. C’est son spectre lumineux qui a été détecté, c’est-à-dire la lumière réfléchie visible de l’étoile.

Les étoiles elles aussi orbitent autour du centre galactique à l’instar du soleil qui orbite autour du centre de la Voie lactée à une vitesse prodigieuse de plus de 800000 km/hr au cours d’une année cosmique de 225 à 250 millions d’années. Le soleil  aurait donc aujourd’hui la même position  sur sa trajectoire elliptique que celle qu’il occupait il y a 225 à 250 millions d’années depuis l’extinction Permien-Trias qui marqua la disparition de 95 % des espèces marines et de 70 % des espèces vivant sur les continents au commencement de la révolution marine mésozoïque du benthos au plancton.

Et les galaxies orbitent-elles aussi autour du centre de l’univers dans une valse éperdue ?

Logiquement, les conditions d’habitabilité doivent être remplies pour que la vie puisse exister sur une planète. On appelle la zone habitable "la zone de Boucles d’or" qui, nous dit l’histoire, choisit méthodiquement le lit, le bol et le fauteuil lui convenant le mieux.  Mais il n’y a pas toujours de planètes autour des étoiles. Et on estime que des planètes semblables à la Terre gravissent autour d’’une étoile sur cinq.

La mission Kepler lancée en 2009 avait été conçue pour explorer la Voie lactée à la recherche d’exoplanètes. La mission Kepler 2 lui succéda et continua son observation de 150 000 étoiles en surveillant les planètes en transit, ce qui constitue à ce jour le meilleur moyen de détecter des exoplanètes comme la superterre Kepler 452b à peu près 60% plus large que la Terre avec une révolution de 385 jours et Kepler 22b, 2,4 fois plus large que la Terre.

Les planètes les plus communes n’existent pas  dans notre système solaire. Non seulement le soleil est une étoile naine de type G, c'est-à-dire une naine jaune, et n’est donc pas aussi répandue que l’étoile naine plus petite de type M,  c'est-à-dire une naine rouge, mais la plupart des étoiles existent dans le cadre de systèmes binaires. En outre avec ses petites planètes telluriques proches et ses géantes gazeuses plus lointaines, dépourvu de planètes plus proches que Mercure, le système solaire est, sur la base des informations à notre disposition, parfaitement atypique, comparativement aux milliers de systèmes exoplanétaires découverts à ce jour. D’une température plus élevée que les naines rouges, notre soleil est cent fois plus actif.

Une biosignature -  un gaz comme le méthane dans l’atmosphère ou une activité tectonique  notamment - est l’indice recherché de la présence possible de la vie. Grâce aux techniques de l’empreinte spectrale et de  la  coronographie,  les missions futures comme TESS lancée le 18 avril 2018,  le télescope James Webb dont le lancement à bord d’une fusée Ariane V depuis la Guyane française a été reporté à 2021 et la mission en chantier de visualisation des exoplanètes habitables (HabEx) seront autant d’étapes dans la recherche de la vie au-delà de notre planète (dates remises à jour le 31 décembre 2018).

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Etoiles à neutrons

Publié le par Ysia

La mission NICER (Neutron star Interior Composition Explorer) a été lancée le 3 juin dernier. A présent installée à bord de la station spatiale internationale, elle a pour objectif l'étude des étoiles à neutrons, de sonder et mesurer ces objets extrêmement denses.  Si le télescope spatial Hubble nous a permis d’observer ces étoiles en fin de parcours qui connaissent un effondrement gravitationnel  et le télescope à grand champ à rayons gamma (ou LAT) de l’observatoire spatial Fermi  a également réussi à  détecter plus de 200 pulsars  des 2 500 enregistrés à ce jour - ces étoiles à neutrons qui tournent sur elles-mêmes jusqu’à 700 fois par seconde après l’explosion d’étoiles massives -  et observés pour la toute première fois il y a 50 ans, la mission  NICER en mesurant les variations des couleurs apportera une plus grande définition des étoiles à neutrons grâce à la spectroscopie des rayons X et l’instrument SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology) qui l’accompagne et étudiera la possibilité de révolutionner la navigation spatiale comme une sorte de système GPS mais qui serait basée sur les signaux pulsars.

Le jeudi 17 août à 130 millions d’années-lumière, la collision de deux étoiles à neutrons,  détectée à la fois par l'intensité de sa lumière, l'onde radio et pour la cinquième fois depuis 2015 l’onde gravitationnelle, a confirmé assurément leur existence. On estime qu'il existe environ 100 000 étoiles à neutrons dans chaque galaxie et que leur observation exemplifie la théorie espace-temps : Les étoiles effectivement sont elles aussi un processus. Dans le cycle de vie des étoiles, les étoiles massives se transforment en supernovas, certaines terminant leur cycle en trous noirs, d’autres en étoiles à neutrons.

À quoi ressemblent-elles?  Elles sont pareilles à deux soleils que l'on compresse en une masse de la taille de l’île new-yorkaise de Manhattan. La question est de savoir si leur noyau qui semble conducteur et fluide est fait ou non de neutrons et comment la matière la plus dense que nous connaissions se comporte. Lancée il y a quatre mois,  il reste à NICER au moins 15 mois pour compléter sa mission.

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