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22 avril 2021 4 22 /04 /avril /2021 12:24

Le petit hélicoptère Ingenuity apporté sur Mars par le robot Perseverance dans le cadre de la mission Mars 2020 vient d'effectuer le premier vol d'un aéronef sur une autre planète.

Voir ici la vidéo de cet envol. Un envol bref mais remarquable, compte tenu de la très faible densité de l'atmosphère martienne.

 

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23 novembre 2019 6 23 /11 /novembre /2019 16:24

Le Club d'Astronomie Lyon Ampère (CALA) propose des cours d'astronomie tout au long de l'année scolaire.

Ces cours ont lieu le  mardi de 20 h 30 à 22 h 30 pendant les périodes scolaires au planétarium de Vaux en Velin (place de la nation, en face de la mairie)

Voici les dates retenues pour cette année (sujets donnés à titre indicatif, sous réserve de l'avancement). Cette année bien entendu la Covid a quelques peu bouleversé les choses.

 

 1     26 octobre 2019               Introduction + Le Soleil

 2       3 décembre 2019           Formation du Système solaire + les planètes

 3    10 décembre 2019            Suite les planètes

 4    17 décembre 2019            Suite les planètes  

 5      7 janvier 2020                 Histoire de l'astronomie (1)

 6    14 janvier 2020                 Histoire de l'astronomie (2)

 7     21 janvier 2020                Les grandes lois de l'univers (1)

 8       4 février 2020                 Les grandes lois de l'univers (2)

 9      18 février 2020                Les grandes lois de l'univers (3)

10     10 mars 2020                   La lumière (1) 

11     17 mars 2020                   La lumière (2)

12     24 mars 2020                   La lumière (3)

13     31 mars 2020                   Les étoiles (1)

14      7  avril 2020                    Les étoiles (2)

15     14 avril 2020                     L'astronautique

16      2 mai 2020                       Le calendrier

17     12 mai 2020                      (A définir)

 

A cause de l'épidémie de Coronavirus ces cours sont pour l'instant suspendus

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23 novembre 2019 6 23 /11 /novembre /2019 16:04

Le 11 novembre dernier, le lancement d’une grappe de 60 satellites dans le cadre du projet Starlink a remis sur le devant de la scène les vues toujours plus démesurées d’Elon Musk et de sa société SpaceX.

Destiné à assurer des connexions pour internet notamment pour les zones pauvres en infrastructures terrestres, Starlink change l’échelle de notre présence dans l’espace. Tandis qu’environ 2 000 satellites actifs tournent aujourd’hui autour de la Terre, avec Starlink, ce sont près de 12 000 satellites en orbite basse (de 300 à 1000 km d’altitude) qui sont prévus.

Une telle ambition suscite interrogations et inquiétudes. L’omniprésence de l’homme et de ses artefacts, qui a déjà causé tant de dégâts à la surface de la planète, va-t-elle s’étendre à l’espace ?

Bien sûr, les choses sont d’un autre ordre de grandeur. La masse satellisée totale : satellites actifs, satellites inactifs, derniers étages de lanceurs et déchets divers compris, est aujourd’hui de l’ordre de 7 à 8 000 tonnes, soit environ 1 gramme par humain ! Elle pourrait être multipliée par 10, 100 ou même par 1 000, cela constituerait toujours une quantité absolument infime par rapport à nos artefacts de surface, d’autant que l’espace, même circumterrestre, qui est en 3 dimensions, offre un volume sans commune mesure avec celui de la coquille de 2 ou 300 mètres d’épaisseur à la surface terrestre où se concentrent la quasi-totalité de nos constructions. Enfin, les problèmes de d’interaction avec le vivant ne se posent évidemment pas dans l’espace (*).

Pourtant, deux questions ne laissent pas d’inquiéter.

- D’une part les astronomes risquent de voir de plus en plus de satellites artificiels (sous forme de trainées sur les clichés) là où ils tentent souvent de déceler et d’étudier des astres à la luminosité infiniment plus faible. Leurs caméras et capteurs divers seront saturés de signaux parasites, et pas seulement dans le domaine visible puisque ces satellites satureront aussi d’autres gammes du spectre électromagnétique pour assurer les communications (c’est justement leur objet).

Quant aux humains, quand ils regarderont le ciel, ils contempleront désormais un univers de plus en plus artificiel. Au lieu d’être des étoiles, les astres seront des artefacts. Impossible d’échapper à la civilisation. Voulons-nous de ce monde-là ?

- D’autre-part, le reste des activités spatiales se trouve menacé par un mécanisme de réaction en chaîne dit syndrome de Kessler. Le nombre de collisions possibles entre satellites (aujourd’hui extrêmement faible, on ne connait que de très rares exemples) augmente de façon exponentielle avec le nombre de satellites et surtout, une collision engendre une vaste quantité de débris (plusieurs milliers) qui constituent eux-mêmes de nouveaux satellites susceptibles à leur tour d’entrer en collision avec d’autres et de générer de nouveaux débris. Nous sommes face au risque d’une spirale infernale, d’une véritable réaction en chaîne.

Nous avions déjà dénoncé ici l’irréalisme des projets de conquête de Mars, projets auxquels Elon Musk prend une large part. Nous nous retrouvons face à un problème proche qui est celui de ce sentiment de toute puissance, de volonté de tout conquérir, de tout dominer et d’artificialiser l’ensemble du monde qui nous entoure. Au-delà des questions techniques que peuvent soulever de telles ambitions, c’est la philosophie même de notre action et de notre position dans le monde qui est en cause.  

Beaucoup pensent que la meilleure façon de protéger notre biosphère est de revenir à une activité humaine beaucoup plus modeste sur la Terre. Elon Musk, et bien d’autres, (sur le seul domaine spatial d’autres constellations satellitaires sont en projet : OneWeb, Kuiper… sans oublier les constellations de positionnement déjà existantes type GPS ou Galileo) nous proposent au contraire d’aller vers toujours plus de réalisations, toujours plus d’artificialisation, dans une course (une fuite ?) en avant technologique. L’amour de l’astronomie, le goût de la connaissance et de la compréhension du cosmos ne passent sans doute pas par là.

_____________________________________________________ (*) Ce sujet avait  été abordé sur ce site à l’occasion de la critique du livre de Christophe Bonnal « La pollution spatiale »

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5 décembre 2018 3 05 /12 /décembre /2018 20:24

Alors que s’ouvre la COP 24 à Katowice et que la question du réchauffement climatique s’impose au premier rang de nos inquiétudes en matière d’environnement, il peut être bon d’aller au-delà des inévitables simplifications médiatiques et de mieux comprendre l’extraordinaire richesse de l’évolution climatique de notre planète

C’est ce que nous propose Gilles Ramstein avec ce Voyage à travers les climats de la Terre.

Sans faire un ouvrage technique pour seuls scientifiques Gilles Ramstein nous offre là une étude très dense et ne nous cache rien de la complexité du problème et des multiples interactions astronomiques, géologiques, chimiques et biologiques qui concourent parfois de concert, parfois en opposition, à faire évoluer le climat de notre planète. Il revient notamment sur les trois grands facteurs astronomiques à l’origine des cycles de Milankovitch (précession des équinoxes, variation de l’obliquité et variation de l’excentricité de l’orbite) qui sont maintenant reconnus comme des éléments moteurs de certaines évolutions climatiques et qui expliquent bien, notamment depuis le quaternaire, l’alternance des épisodes glaciaires et interglaciaires avec une périodicité qui tourne désormais autour de 100 000 ans. Gilles Ramstein nous explique  ensuite comment les autres éléments (érosion, salinité et courants océaniques, taux de gaz à effet de serre, végétation, volcanisme… viennent amplifier, ou au contraire atténuer, les effets induits par ces variations astronomiques). Le moteur principal du climat, le rayonnement solaire, n’est pas oublié même si ses variations sont minimes, pour autant, à terme, c’est lui qui aura le dernier mot, notre étoile étant amenée à voir son rayonnement inéluctablement augmenter jusqu’à, probablement dans un milliard d’années, provoquer  l’évaporation des océans et l’assèchement de notre planète (nous avons un répit, on pensait auparavant que cette catastrophe nous attendait dans 500 millions d’années seulement ! )

Et c’est là l’autre grand mérite du livre, outre les explications, Gilles Ramstein nous dresse une véritable histoire du climat, depuis les débuts, Par exemple à l’Archéen, quand le soleil était pourtant 30 % moins « puissant » qu’aujourd’hui, la composition atmosphérique permettait néanmoins des climats plus chauds. D’ailleurs bien que l’on parle aujourd’hui de réchauffement climatique et bien que nous soyons en ce moment dans une période relativement douce (interglaciaire) par rapport à celles qui nous entourent à moyen terme, le climat terrestre est aujourd’hui plus froid qu’il ne le fut la durant majorité de l’histoire de la planète.

Passionnant rappel aussi des grands épisodes de l’histoire de la Terre, l’évolution des gaz à effets de serre, l’apparition de l’oxygène (en deux étapes) et le rôle de la vie dans ces évolutions (le livre de Gilles Ramstein est en cela à rapprocher des travaux de James Lovelock qui avec l’hypothèse Gaïa évoque aussi les multiples interactions entre la planète et le vivant qui ont permis à la vie de maintenir  sur Terre les conditions de sa propre existence). Passionnant chapitre également sur les fameux épisodes de la Terre « Boule de Glace » où la surface de la planète était presque entièrement gelée, avec à chaque fois des explications complètes sur les raisons de cet englacement et les mécanismes par lesquels nous en sommes sortis (pas facile, car quand la terre est couverte de glace l’albédo très important renvoie fortement  la lumière du soleil ce qui ne fait que favoriser le froid par un mécanisme ainsi auto-entretenu). Gilles Ramstein nous rappelle aussi que malgré toutes ces évolutions le climat de la Terre et la pression atmosphérique, sont toujours restés au cours des 4 derniers milliards d’années dans une fourchette relativement étroite permettant donc à la vie de s’épanouir et de se maintenir. La Lune n’y est pas pour rien et cette stabilité est sans doute l’une des caractéristiques les plus extraordinaires de notre planète.

Un excellent cadeau pour Noël à offrir à tous ceux qui sont avides de culture et souhaitent comprendre les grands enjeux de notre temps car bien sûr, l’actuel débat sur le réchauffement climatique n’est pas oublié. Bref, de quoi être plus savant.

_________________________________________________________________________________

Voyage à travers les climats de la Terre, Gilles Ramstein, préface de Michel Brunet, Editions Odile Jacob, collection Sciences, Paris 2015,  351 p. 24,90 €, ISBN 978-2-7381-2853-9

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24 juin 2018 7 24 /06 /juin /2018 18:04

Depuis quelque temps, la conquête spatiale, au sens de l’exploration humaine ou de l’exploitation économique a le vent en poupe (1). On reparle d’aller chercher des métaux sur les astéroïdes et l’on envisage la construction d’une station spatiale en orbite lunaire (2), sans oublier bien sûr, le rêve ultime pour ce siècle que constituerait l’arrivée d’un homme sur Mars.

Au risque de décevoir quelques fans d’astronomie, quelques admirateurs d’Elon Musk ou, plus largement, tous les partisans d’une technologie triomphante, je fais le pari inverse : nous n’irons pas sur Mars.

Nous n’irons pas sur Mars, parce que c’est trop compliqué, trop cher, trop au-dessus de tout ce que nous avons fait jusqu’à présent et de tout ce que nous savons faire. Nous n’irons pas sur Mars parce que cela supposerait une rupture technologique que rien ne laisse entrevoir.

Aller sur Mars est bien différent d’aller sur la Lune. La distance minimum de Mars à la Terre - un peu plus de 50 millions de kilomètres - représente une centaine de fois celle qui nous sépare de notre satellite, mais les lois de la mécanique céleste nous interdisent d’y aller en ligne droite et nous imposent une trajectoire balistique (une demi orbite solaire ayant pour périhélie l’orbite terrestre et pour aphélie l’orbite martienne) soit un parcours environ 1 000 fois plus long que le trajet Terre-Lune. Autant prétendre que l’on va traverser l’Atlantique à la nage et sans assistance au prétexte que l’on a fait une fois trois kilomètres en longeant la côte.

 

L’illusion du progrès

Nous sommes aveuglés par le progrès technologique, oubliant qu’il s’applique pour l’essentiel à un domaine restreint, celui de l’électronique. Certes, les avancées de l’électronique et de l’informatique ont incontestablement permis un pilotage plus précis des sondes ainsi que la réalisation de caméras et d’autres appareils de mesure plus petits, plus fiables et de meilleure qualité ; nous le constatons à l’occasion de chaque nouvelle mission. Mais un lanceur reste avant tout un appareil mécanique, dont 95 % de la masse est constituée de carburant et la quasi-totalité du reste de tôles, d’éléments de structure et de plomberie. Aucun progrès déterminant n’a été fait en ces matières.

Aujourd’hui, 50 ans après le premier survol de la Lune par des hommes en décembre 1968, c’est toujours la même fusée, Saturne 5, qui détient le record de puissance en terme de charge utile et le record d’efficacité (masse satellisée / masse du lanceur). Une fusée qui n’a d’ailleurs connu aucun échec, ce dont bien peu de lanceurs peuvent se vanter. Saturne 5 comportait deux étages (sur trois) fonctionnant à l’hydrogène, c’est-à-dire quasiment avec le carburant offrant la plus grande vitesse d’éjection possible, gage d’un bon rapport puissance / poids (3). Nous n’avons rien fait de mieux jusqu’à présent. Les systèmes de propulsion électriques parfois évoqués ne sont adaptés qu’à de toutes petites puissances, les cantonnant pour l’essentiel aux manœuvres d’orientation et non à la propulsion. Ne parlons plus de la fourniture d’énergie par des réacteurs nucléaires comme cela avait été envisagé dans le cadre du programme Nerva, cela n’est plus d’actualité, les opinions publiques ne l’accepteraient plus.

Nous ne disposons pas aujourd’hui de fusée suffisamment puissante et suffisamment efficace. Bien sûr, l’assemblage partiel d’un vaisseau en orbite permettrait de contourner quelque peu le problème, mais au prix d’une complexité et d’une multiplication des lancements au coût probablement astronomique.

 

Le coût

Permettre à douze hommes de passer quelques heures sur la Lune a coûté environ 200 milliards d’euros d’aujourd’hui, que coûterait d’aller mille fois plus loin à une expédition forcément beaucoup plus lourde devant emporter plus de monde et des réserves (énergie, eau, aliments, oxygène…)  pour une durée environ 80 fois plus longue ? Les problèmes budgétaires et la dette abyssale de la plupart des pays développés ne plaident pas pour des dépenses inconsidérées en matière spatiale. Nous sommes là sur des ordres de grandeur sans commune mesure avec tout ce qui s’est fait.
 

Les problèmes humains

Côté astronautes, les risques pour leur santé et même leur vie sont immenses et aucun ne peut être aujourd’hui considéré comme maîtrisé. Au choix, problèmes cardiaques (absence de gravité), ostéoporose spatiale (absence de gravité), graves dégradations oculaires (rayonnement cosmique, aplatissement du globe oculaire et vue confinée), pertes musculaires (absence de gravité), difficultés d’équilibre (absence de gravité)… Bien entendu, l’importance des lésions et leur irréversibilité croissent avec le temps passé dans l’espace.

Dans les conditions aujourd’hui envisageables, un voyage sur Mars demanderait environ 18 mois (6 mois pour l'aller, 6 mois pour le retour plus 6 mois sur place pour attendre une configuration adéquate des planètes). Nous ne savons pas maintenir en forme des hommes aussi longtemps dans l’espace (le record pour un vol continu est détenu par Valéri Poliakov qui y est resté 14 mois d’affilée). Chacun a pu voir que les cosmonautes revenant d’un long séjour sont incapables de marcher et donc tout aussi incapables de mener à bien une mission sur le sol d’une planète.

A ces questions de dégradation progressive des capacités physiques s’ajoute le risque d’être tout bonnement tué par le vent solaire en cas d’éruption majeure de notre étoile. Ces éruptions ne sont pas prévisibles et aucun blindage ne saurait sérieusement nous en préserver. Même non mortelles sur l'instant, elles induiraient à terme un risque de cancer non négligeable.

Dernier élément humain mais tout aussi imprévisible : la santé psychologique d’un équipage confiné, éloigné et sans espoir de retour rapide.  Dans la station spatiale, les équipages sont en contact permanent avec le sol où des psychologues les lient à la  Terre, les rassurent et savent désamorcer les conflits (parfois parait-il en détournant vers eux l’agressivité qui pourrait exister entre astronautes). Là aussi, en cas de problème, la conscience de cette contrainte – pas de retour possible - peut justement contribuer à rendre l’adaptation psychologique au confinement et à la promiscuité beaucoup plus délicate. Une maladie ou un accident d’un astronaute nécessitant une opération chirurgicale lourde, pourrait être synonyme de mort certaine, rendant ainsi la vie impossible au reste de l’équipage et la bonne tenue de la mission totalement aléatoire.

 

La pollution de la planète Mars 

Autre problème, depuis les premiers atterrissages américains (les sondes Viking en juillet 1976) chaque engin destiné à se poser sur la planète rouge est scrupuleusement désinfecté de façon à n’apporter aucun germe terrestre et à ne pas polluer un environnement dont certains pensent qu’il pourrait héberger des traces de vie ou au moins de vie fossile. Il va de soi qu’avec l’arrivée d’hommes sur Mars, tous ces efforts faits depuis 40 ans seraient en un instant réduits à néant.

 

Toutes ces difficultés expliquent pourquoi, malgré moult velléités, américaines notamment, aucun projet en la matière n’a dépassé le stade de l’intention floue depuis la fin du programme Apollo. Ces renoncements ne sont pas le fruit du hasard, mais bien de la confrontation au réel.

 

La durabilité de notre société

Avec un peu de pessimisme, mais sans doute aussi de réalisme ajoutons qu’une raison extra-astronomique vient obérer la possibilité d’un voyage martien, c’est que notre monde va mal. Le temps n’est plus à ces grandes envolées optimistes. De plus en plus d’analystes estiment que les conséquences de la surpopulation et de la destruction des équilibres écologiques de la planète risquent très probablement de conduire à un effondrement sociétal (4) au cours du siècle. Dans ce cadre, un voyage martien qui suppose au contraire une continuité de toute l’activité industrielle mais aussi une certaine stabilité sociale est tout bonnement inenvisageable. Trop tôt nous ne serons pas prêts et plus tard nous ne serons sans doute plus en mesure de le faire. Nous n’irons donc pas sur Mars au cours de ce siècle.

_________________________________________________________

(1) Voir La Recherche, numéro 536, juin 2018, p. 83 à l’occasion de la critique du livre de Jacques Arnoud ; Oublier la Terre ? La conquête spatiale 2.0

(2) Voir Science et Vie, numéro 1210, juillet 2018 p. 104 : Station orbitale lunaire : enquête sur un nouveau rêve.

(3) La poussée résulte du produit de la masse des gaz éjectés par la vitesse d’éjection d’où l’importance de ce facteur. On raisonne parfois aussi en termes d’impulsion spécifique.

(4) Voir « Collapse » de Jared Diamond ou « Comment tout peut  s’effondrer » de Pablo Servigne.

Enfin, même une simple simulation du séjour sur Mars rencontre parfois bien des difficultés.

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1 février 2018 4 01 /02 /février /2018 12:04

Disons-le d’emblée, l’auteur est d’ailleurs le premier à l’admettre et à en détailler les raisons, le terme de pollution spatiale, est un peu ambigu.

Tout d’abord, il ne s’agit évidemment pas de la pollution de l’espace en général mais seulement de celle de la très proche banlieue terrestre. D’autre part, le concept de pollution qui, sur Terre, évoque surtout la présence de produits et d’objets venant en interaction avec les êtres vivants, n’est pas le bon, la vie étant absente de ces régions.  Enfin et surtout, les quantités concernées sont absolument infimes par rapport à ce que nous connaissons sur notre planète. Christophe Bonnal évalue à environ 7 000 tonnes - l'équivalent de la Tour Eiffel - la masse des artefacts (satellites actifs ou inactifs et débris divers) en orbite autour de la Terre.  Cela représente un peu moins d’un gramme par habitant, bien loin des dizaines de tonnes d’objets d’origine humaine qui accompagnent chacun de nous à la surface de Gaïa sur un domaine infiniment plus petit et avec une dimension de moins.

Dans l’espace circumterrestre qui, jusqu’à l’altitude de 36 000 kilomètres (celle des satellites géostationnaires)  représente un volume supérieur à 70 000 milliards de kilomètres cubes (*), les objets sont en fait très rares, même sur les orbites les plus utilisées, on est loin d’une décharge publique. On trouve par exemple en moyenne un objet de plus de un centimètre tous les 100 millions de kilomètres cubes !

Cette précision donnée, l’ouvrage est très instructif et très complet.

Sur le nombre d’objets en orbite d’abord. A la fin 2016 on estimait à un peu moins de 30 000 le nombre de corps de 10 centimètres ou plus, à 740 000 ceux de plus de un centimètre, à 170  millions ceux de plus de un millimètre et à 360 milliards ceux de plus de 0,1 millimètre. Ne nous affolons pas devant cette dernière estimation, il s’agit-là plutôt d’une sorte de « poussière » très diffuse ne présentant pas grand danger et ne restant pas longtemps en orbite aux basses altitudes. Plus de 99,9 % de la masse totale se trouve d’ailleurs concentrée dans les 30 000 objets de plus de 10 cm.

Christophe Bonnal rappelle utilement que la majorité de ces corps ne sont pas des satellites actifs mais souvent des satellites hors d’usage, plus souvent encore des objets liés à la mise en orbite (les derniers étages des fusées, ainsi que tous les éléments afférents : systèmes d’attache, protections diverses…) et dans la très grande majorité des cas,  de simples débris liés à la dégradation des satellites, destruction par explosion ou, plus rarement, par choc avec d’autres. On trouve surtout des morceaux de mousses isolantes et des débris divers liés à l’érosion des surfaces par le rayonnement solaire, les écailles de peinture par exemple constituent un cas typique. 

Si le terme de pollution est donc quelque peu inapproprié, la question, disons de l’encombrement circumterrestre, reste fort préoccupante ; pas seulement pour les astronomes professionnels ou amateurs qui voient parfois leurs clichés barrés d’un trait par le passage d’un satellite, mais essentiellement pour le futur des activités spatiales en orbite.  

L’auteur explique très bien que la gravité du problème résulte du caractère  potentiellement  exponentiel de la menace avec le temps. En effet, chaque débris est lui-même susceptible par collision d’en  générer une  multitude d’autres qui, à leur tour, répéteront le phénomène comme dans une réaction en chaîne absolument non maîtrisable. Compte tenu de la vitesse à laquelle ont lieu ces chocs - plusieurs kilomètres par seconde -, une collision ne se traduit pas par une déformation des objets, comme quand deux voitures se heurtent,  mais par une véritable pulvérisation en une multitude de petits morceaux. Le risque est qu’à terme, la multiplication des objets orbitaux ainsi créés fasse que les probabilités de collisions soient telles que l’espace circumterrestre devienne pratiquement inutilisable sur les orbites les plus convoitées (orbites basses jusqu’à 2 000 km d’altitude, quelques zones autour de 18 000, 20 000 et 24 000 km ainsi qu’au niveau de l’orbite géostationnaire, à un peu moins de 36 000 km). Les statistiques d’évolution du nombre d’objets valident d’ailleurs ce scénario et montrent la proportion croissante du nombre de débris.

Christophe Bonnal nous propose aussi une revue des techniques déjà mises en œuvre aujourd’hui mais aussi de celles envisagées pour demain afin d’éviter cet encombrement spatial.

Tout d’abord la réglementation ou, bien souvent seulement, les préconisations qui interdisent la destruction volontaire de satellites (ça s’est fait dans le passé, notamment pour les satellites militaires), qui exigent ou recommandent  de limiter le nombre d’objets mis en orbite lors  d’une satellisation, qui prévoient la désorbitation ou la propulsion sur une  orbite moins gênante des satellites hors d’usage, qui prévoient aussi leur inactivation par exemple en tentant d’éviter que les ergols restants ne finissent par provoquer une explosion génératrice de nouveaux déchets (on vide pour cela les réservoirs). Si ces règlementations complexes et multiples voient leur application progresser, elles sont toutefois encore loin d’être systématiquement respectées.
Christophe Bonnal nous donne enfin un aperçu des techniques de récupération envisagées, plusieurs cependant  semblent « science fictionnesque » et certainement hors de prix. Elles s’appliquent majoritairement aux gros objets qui, s’ils sont les moins nombreux, sont potentiellement à la fois les plus dangereux en cas de choc et surtout les plus susceptibles de générer de nouveaux débris.

D’autres sujets sont également abordés comme la protection particulière, par changement d’orbite, de la Station Spatiale Internationale ou la conception des blindages. On trouve aussi quelques éléments sur les - encore rares - collisions entre satellites. Il est intéressant et inquiétant de voir par exemple la brutale augmentation du nombre de déchets en orbite après les deux incidents majeurs que furent la destruction volontaire du satellite chinois Feng Yun 1C en 2007  et la collision entre Iridium 33 et Cosmos 2251 en 2009. Si ces genres d’accidents se multipliaient, le problème deviendrait vite insurmontable. La première collision répertoriée de l’histoire (en 1996)  fut franco-française entre le satellite militaire Cerise et une pièce d’un étage supérieur de fusée Ariane.

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Pollution spatiale, l’état d’urgence  par Christophe Bonnal, Editions Belin, Paris 2016, 19,90 €, ISBN : 978-27001-5792-4

_________________________________________________________________________________ (*) Un milliard de kilomètres cubes représente un cube de 1 000 kilomètres de côté soit environ deux fois la surface de la France sur une hauteur de 1 000 kilomètres.

 

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7 septembre 2017 4 07 /09 /septembre /2017 14:04

L’astronomie nous offre le vertige d’impensables immensités : celles de l’espace, du temps ou de la multiplicité des mondes. Toutefois, le plus souvent, ces immensités ne résultent que d’un élargissement ou d’une multiplication des situations connues. Nous agrandissons simplement par le calcul ou l’imagination ce qui nous est familier.

Mais depuis quelques années, la recherche nous emmène sur des territoires infiniment plus vastes et plus inconcevables encore. Non seulement l’Univers est immense, incommensurable, peut-être infini, mais il est multiple. Il n’y aurait pas un Univers, mais une multitude et même une infinité d’Univers, sans communication aucune, ni spatiale, ni temporelle (sinon bien sûr, chacun ne constituerait alors que les parties d’un même tout, et le mot Univers prenant par définition le sens de la globalité, les comprendrait tous). Jusqu’à présent deux voies existaient pour penser ces nouveaux infinis.

 

D’une part le développement des théories de l’inflation, cette séquence du Big-Bang qui, aux tous débuts de notre monde, aurait en une infime fraction de seconde  multiplié la taille de notre Univers par un facteur gigantesque, conduisant la trame de l’espace-temps à s’étendre brutalement à des vitesses très supérieures même à celle de la lumière (1).

Ces théories offrent une certaine cohérence au scénario du Big-Bang (elles ont d’ailleurs été élaborées en ce sens). Cette inflation permet en effet de penser que toutes les régions de cet Univers ont été un temps en contact les unes avec les autres, justifiant l’homogénéité du monde constatée à grande échelle. L’inflation offre aussi une explication au caractère apparemment euclidien de notre univers, elle a « aplati » les irrégularités de courbures locales à la façon dont le gonflement d’un ballon gomme les plis du ballon dégonflé.

Or, ce scénario dit « inflationnaire »  envisage que la vitesse d’expansion ait connu ça et là quelques irrégularités menant à la création de « bulles » indépendantes (comme dans une sorte de mécanisme de cavitation). Chacune de ces bulles devenant alors un Univers indépendant, car séparé du reste à ce moment-là et incapable de s’y recoller. C’est là une première voie pour concevoir les univers multiples, autre nom des multivers.

 

La seconde catégorie est plus surprenante encore et prend naissance dans l’une des nombreuses interprétations de la mécanique quantique, c’est-à-dire bien souvent dans les tentatives pour rendre compréhensible des phénomènes a priori inconcevables pour l’esprit.

L’interprétation reine ou orthodoxe, parfois dite  de Copenhague  en référence à Niels Bohr son chef de file,  considère que tout phénomène, toute réalité matérielle effective, ne prend corps qu’après sa mesure. La réalité n’existe qu’après sa constatation. Avant, seule existe une probabilité que la mesure donne tel ou tel résultat. A la fameuse question « Est-ce que la Lune existe quand je ne la regarde pas ? », la mécanique quantique orthodoxe répond clairement non, au moins pour les particules (2). Bien sûr, cela donne lieu à mille débats philosophiques sur la nature du réel et sur le lien entre objet observé et observateur, redonnant éventuellement un rôle prééminent à la conscience dans la définition de la réalité et proposant même, selon certains, un nouveau lien entre science et religion.

Parmi les tentatives pour essayer de comprendre ou même d’éviter cette théorie surprenante et déstabilisante qui rend le réel dépendant de la conscience qui l’observe, l’une des plus remarquables, mais aussi des plus effrayantes est celle proposée par Hugh Everett en 1957.

Selon Everett, chaque fois que plusieurs possibilité de résultats existent, (c’est-à-dire en pratique plusieurs milliards de fois par seconde pour chacune de toutes les particules de l’Univers, je laisse imaginer le nombre de combinaisons auquel cela conduit depuis plusieurs milliards d’année) la nature ne choisit pas un résultat parmi tous les possibles au moment de la « mesure », mais l’Univers se démultiplie en autant d’autres Univers qu’il y a de possibilités. Nous sommes à chaque fois dans l’un d’entre eux et nos « doubles » ou plutôt nos « multiples » sont dans les autres, sans bien sûr la moindre possibilité de communication entre eux : ce sont bien des Univers différents. Dès lors, plus de mystère quant à la réduction de la réalité à  une seule des probabilités, mais par contre, une inflation vertigineuse du nombre de ces réalités, c’est-à-dire de ces Univers. C’est là l’autre catégorie de Multivers.

 

Récemment le physicien Yasunori Nomura a proposé de relier ces deux catégories de multivers (ceux issus de l’inflation et ceux issus de la théorie d’Everett donc) en proposant qu’il s’agisse d’un seul et même phénomène. La revue Pour la Science dans son numéro de septembre 2017 (3) a publié un article de ce chercheur décrivant les grandes lignes de son raisonnement. Le  suivre nécessite une très bonne connaissance de chacune des théories, ce qui dépasse largement le cadre de ce site. Le point principal est que la formation d’une nouvelle « bulle-Univers » (première catégorie donc) est l’équivalent d’un résultat possible de mesure (deuxième catégorie). Les différents « Univers-bulles » ne coexisteraient pas en « réel » mais dans une sorte d’espace mathématique de probabilité comparable à celui proposé par la mécanique quantique. Dans ce cadre, les habitants d’un Univers peuvent retrouver le concept de prédictabilité (indispensable à la science) qui s’évanouit lorsque l’on propose que soit réelle l’infinité des possibles; en effet, si tout est possible rien n’est prédictible de façon unique puisque tout peut arriver.

 

De telles théories sont très difficiles à tester et l'on peut leur faire le reproche de n'être que de pures spéculations malgré la rigueur scientifique de ceux qui les portent. Elles semblent toutefois confirmer que l’Univers est compliqué, extrêmement surprenant, probablement incompréhensible à des cerveaux sélectionnés par la nature pour faire face aux tâches de survie immédiate. Infiniment étrange et déstabilisante, la réalité dépasse et dépassera peut-être ce que nous pouvons concevoir.  Cependant, puissent les travaux de ces chercheurs favoriser le lien, à mon avis fécond et nécessaire, entre philosophes et scientifiques.

 

Voir ici la conférence donnée par Aurélien Barrau sur ce sujet

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(1) Sans que cela ne vienne en contradiction avec la relativité restreinte car, dans le cadre de cette théorie, ce sont les objets matériels, les rayonnements ou l’information dont la propagation ne peut dépasser la vitesse de la lumière (299 792 458 mètres par seconde), la trame de l’espace-temps peut s’étendre plus vite. Les objets qui de ce fait seulement s’éloigneraient les uns des autres plus vite que la lumière ne peuvent se voir et communiquer et donc, aucune mesure de vitesse supérieure à la lumière ne peut être constatée. La sacro-sainte loi de la relativité n’est pas violée.

(2) Nous n’évoquerons pas ici le délicat problème aussi bien technique que conceptuel du passage du microscopique au macroscopique les deux semblant fonctionner selon des lois différentes (respectivement quantique et classique) alors que le second n’est que l’agrégation du premier. Il va de soi que c’est un des problèmes parmi les plus étudiés et les plus discutés de la physique.

(3) Pour la science : numéro 479, septembre 2017, p 25 à 34. Article de Yasunori Nomura, Les univers multiples, miroir du monde quantique ? , (le lien ici proposé donne accès au début du texte). Cet article est par ailleurs suivi d'une étude de Sébastien Renaud-Petel rappelant les atouts du scénario de l’inflation.  

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3 février 2017 5 03 /02 /février /2017 12:24

Le pendule n’est pas l’apanage du seul professeur Tournesol, des sourciers ou des astrologues, c’est aussi un véritable instrument scientifique largement popularisé par le fameux pendule de Foucault permettant de mettre en évidence la rotation de la Terre et dont de nombreux exemplaires sont aujourd’hui visibles à travers le monde (a).

Mais si la réalisation d’un pendule de Foucault réclame un soin tout particulier,  le pendule peut être utilisé pour une expérience beaucoup plus simple destinée à mesurer l’intensité de la gravitation.

Un simple fil, une masse, un point d’accroche et une montre suffisent à démontrer avec une précision raisonnable que, sur Terre, la pesanteur nous retient au sol avec une accélération un peu inférieure à 10 ms-2 (b).

L’intensité de la pesanteur détermine en effet l’accélération avec laquelle la masse du pendule sera entrainée vers le sol puis ralentie dans son mouvement de remontée, l’intensité de la gravité détermine donc le rythme d’oscillation du pendule, mesurée par sa période selon la formule suivante :

 

                                       T = 2 Pi (L/g0) ½

 

T : période (temps d’un aller et retour du pendule, en secondes)

L : longueur du fil (de l’accroche jusqu’au centre de masse, en mètres)

g0 : intensité de la gravité terrestre (ce que l’on cherche à mesurer)

 

Notez que la valeur de la masse n’intervient pas, ce qui est logique puisque toutes les masses tombent avec la même accélération (et donc avec la même vitesse) vers le centre de la Terre, si l’on néglige les forces de frottements.

 

Voici par exemple les résultats d’une expérience faite récemment lors d’un cours d’astronomie avec des moyens très succincts.

L étant de 1,84 m, on a pu observer  44 oscillations du pendule sur une durée de 120 secondes, soit une période T de 120/44 = 2,727 secondes

Il suffit alors de résoudre l’équation suivante pour déterminer g0.

 

                                T     = 2 Pi (L/g0) ½          peut aussi s’écrire

 

                                g01/2 = 2 Pi x L1/2 / T      soit

 

                                g01/2 = 2 Pi x L1/2 x  T-1

 

En remplaçant 2 Pi (6,283), L (1,84 m) et T (2,727 s) par leurs valeurs respectives, on obtient :

 

                         g01/2   = 6,283 x (1,840 m)1/2 x (2,727 s)-1 soit

 

                         g01/2   = 6,283 x (1,356 m1/2) x (2,727 s)-1 soit

 

                         g01/2   = 3,124 m1/2 s-1

 

       Soit    en élevant au carré les deux membres de l’équation

 

                               g0   =  3,1242 ms-2 soit

 

                               g0   =  9,759 ms-2

 

La valeur généralement admise est de 9,807 ms-2 à 45° de latitude, nous obtenons donc ici une approximation exacte à 0,5 % près.

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(a) En France notamment au Musée des Arts et Métiers à Paris mais aussi depuis 2015 au Panthéon (lieu de l’expérience initiale de Léon Foucault en 1851). Dans le monde on en trouve dans la plupart des grands pays, l’un d’entre eux, aux Nations-Unies à New York, mais aussi dans les musées et dans de nombreux lycées.

(b) Selon les différents lieux de mesure sur notre planète, du fait de l’éloignement variable au centre de la Terre (dépendant de la latitude, la Terre étant plus large à l’équateur) et de l’altitude ainsi éventuellement que de la variation de la densité des roches près du point de mesure, la gravité varie à peu près de 9,78 ms-2 à 9,83 ms-2 . Pour plus d’informations sur le sujet, voir également ce lien (Wikipédia) ou pour plus de détails encore celui-ci de l’ENS de Lyon.

Notez également qu’en toute rigueur il faudrait faire l’expérience dans le vide, la poussée d’Archimède modifiant très légèrement les résultats. Cette modification est négligeable compte tenu de la très faible masse qu’aurait le volume d’air équivalent à celui de l’objet utilisé pour l’expérience. Le frottement de l’air entre également en jeu mais il est aussi négligeable du fait de la densité de l’objet utilisé et de la faible vitesse des mouvements engendrés. Dans cette expérience, la difficulté principale réside dans la mesure précise de la période.

Pendule de Foucault au Musée des Arts et Métiers à Paris

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26 décembre 2016 1 26 /12 /décembre /2016 17:00

Le blog Les Etoiles vous présente ses meilleurs vœux pour 2017

Bonne année à toutes et à tous

 

Si la neige vous semble manquer en cette période de l'année, un petit détour par Encelade vous procurera tout ce qu'il vous faut, les cratères, eux-mêmes recouverts, semblent s'être donné le mot pour dessiner un bonhomme de neige.

Source : Nasa

 

 

 

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11 septembre 2016 7 11 /09 /septembre /2016 18:44

 

Une image fantastique d'un rocher martien prise par le rover Curiosity

 

 

Un rocher martien impressionnant
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