Les requins

Ce fut tout à fait par hasard que je choisis dans la bibliothèque d'un hôtel, pendant les vacances, un livre d'un écrivain que je ne connaissais pas du tout, Christophe Ono-dit-Biot. C'est pourtant un  écrivain célèbre ayant remporté de nombreux prix littéraires.
Mais le hasard fit bien les choses car le livre, "Plonger", remarquablement bien écrit, me fit découvrir les requins, ces poissons effrayants et fascinants à la fois. J'appris ainsi qu'il était possible d'en adopter, qu'ils possèdaient des capteurs bien particuliers, les ampoules de Lorenzini, dont je vais vous parler.


L'adoption d'un requin
Il est courant d'adopter un chien ou un chat, mais un requin! Et pourtant, il existe des associations vous proposant une telle adoption. Par exemple, Shark Research Institute est une organisation de recherche sur les requins basée à Princeton dans le New Jersey, qui permet d'adopter un requin-baleine, oui, un requin-baleine, qui n'est pas un petit animal, pouvant mesurer plus d'une dizaine de mètres.
En versant une cotisation, vous recevez sa photo et un certificat d'adoption avec son nom, mentionnant quand, où et par qui il a été marqué. Cette marque est une balise permettant de suivre votre protégé et de le surveiller.
Equipe Cousteau a procédé de même en marquant des requins-marteaux, Adopt a Shark également avec des requins blancs et des requins-marteaux.
L'objectif de ces associations est la sauvegarde des requins dont la population décroît gravement chaque année. Le maintien de ces espèces est indispensable dans l'équilibre écologique. Ces associations ont besoin de dons, en particulier ceux collectés pour les adoptions de requins.

Les ampoules de Lorenzini
Une multitude de points sombres tapissent le museau du requin, les ampoules de Lorenzini, du nom de son découvreur, un anatomiste du XVIIème siècle. Ce sont des capteurs sensoriels situés sur le pourtour de la bouche du squale.
Ces capteurs sont capables de détecter dans l'eau la moindre impulsion électrique émise par les contractions musculaires d'une proie en mouvement ou enfouie dans le sable, sa respiration, les variations de température. Ils perçoivent aisément si vous avez peur ou non, à son approche. En plongée, si vous êtes calme, très calme, il tournera autour de vous sans danger.
Ces ampoules constituent aussi un sixième sens permettant au requin de se guider dans les océans.

Mais ces ampoules ont un point faible, une faille que les plongeurs savent exploiter.
Lorsqu'on les caresse, le requin entre dans une sorte de transe, un état de catalepsie. C'est incroyable mais vrai! La bête s'abandonne complètement, la photo ci-contre vous le montre bien.


Les requins sont-il dangereux?
En voyant dans des vidéos, à la TV, les requins évoluer parmi les plongeurs nullement effrayés, on constate qu'ils ne sont pas dangereux.
Certes, le requin est un prédateur car c'est une nécessité pour lui de se nourrir pour survivre (comme tous les animaux, ainsi que les humains!).
En général les requins sont plutôt craintifs, leurs attaques sur les baigneurs sont extrêmement rares.

Pour conclure, je vous dirai : aimez donc les requins! Soutenez, si vous le pouvez, les associations de sauvegarde de l'espèce! Mais s'il y en a dans les parages, soyez vigilants et surtout très prudents! Evitez de les rencontrer si vous n'êtes pas un plongeur accompli et calme!.....      

Les horloges atomiques

la seconde est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition électronique entre deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133

C'est la définition légale de la seconde donnée en 1967 par la Conférence Générale des Poids et Mesure. Je vais chercher à vous expliquer les mots soulignés. C'est une "explication de texte" en quelque sorte, que je vais faire.

L'atome moderne
Autrefois on pensait que les électrons décrivaient des orbites circulaires ou elliptiques autour du noyau d'un atome.
Après l'apparition de la physique quantique, on a découvert que les électrons étaient dispersés dans un nuage stratifié en couches de niveaux d'énergie quantifiés.
Ces niveaux peuvent, eux-mêmes, se diviser en niveaux d'énergie très proches les uns des autres, les  niveaux fins, qui peuvent à leur tour se diviser en niveaux hyperfins.

L'état fondamental
Lorsque les électrons sont dans les couches d'énergie les plus basses, l'atome est dans un état stable, au repos, appelé état fondamental.

La transition électronique
Rappelons que la transition électronique est le passage d'un électron d'un niveau d'énergie à un autre.
Nous en avons parlé longuement dans notre article "les électrons" du 15 / 06 / 2014.
Deux cas peuvent se produire:
Lorsqu'il passe d'un niveau d'énergie à un autre de niveau inférieur, l'électron cède de l'énergie sous forme de photons. On peut voir alors au spectroscope une raie brillante de la couleur des photons cédés.
Lorsqu'il passe d'un niveau d'énergie à un autre de niveau supérieur, l'électron absorbe de l'énergie sous forme de photons. Au spectroscope, si une lumière blanche traverse un atome, on peut voir une raie sombre correspondant aux photons de la  lumière blanche absorbés par l'électron.
Dans les deux cas, l'énergie des photons (cédés ou absorbés) est égale à la différence d'énergies des deux niveaux de la transition électronique.

Le césium 133
Le césium est un métal alcalin possédant des propriétés chimiques semblables à celles du sodium, du potassium ou du rubidium. Il  possède de nombreux isotopes qui ont les mêmes propriétés chimiques mais des propriétés nucléaires différentes (les noyaux de leurs atomes ont le même nombre de protons mais des nombres différents de neutrons). Seul l'isotope ¹³³Cs est stable et présent dans la nature.

Les horloges atomiques

Nous allons voir comment la définition légale de la seconde intervient dans la construction des horloges atomiques au césium 133.

une horloge atomique au césium 133

Un oscillateur à quartz de fréquence 9 192 631 770 Hz joue le rôle d'une horloge donnant l'heure: l'horloge avance d'une seconde toutes les    9 192 631 770  vibrations de l'oscillateur.

Mais la fréquence de l'oscillateur n'est pas toujours rigoureusement constante. Aussi est-il nécessaire de la contrôler, de l'ajuster en permanence. C'est  la transition électronique entre les deux niveaux hyperfins d'un jet d'atomes de césium 133 (voir la définition légale de la seconde), qui remplit cette fonction.

Il existe d'autres types d'horloges atomiques, au rubidium, au calcium, à hydrogène, ...

Mais les plus utilisées sont les horloges atomiques au césium 133 d'une très grande précision: elles donnent l'heure avec un écart de1seconde au bout de plusieurs millions d'années! On les trouve dans tous les satellites du GPS. Elles sont très nombreuses sur Terre et servent à synchroniser en permanence toutes les horloges (du GPS, de la TV, d'un ordinateur,...). Ce sont les gardiennes fidèles du temps.

L'année 2015 durera une seconde de plus!
Le saviez vous? Les gardiennes du temps donnent le TAI (Temps Atomique International) qui est la moyenne des temps de centaines d'horloges atomiques réparties dans le monde. Le TU (Temps Universel) est fondé sur la rotation parfois irrégulière de la Terre sur elle-même, il s'écarte très légèrement du TAI. Une correction se fait en ajoutant une seconde intercalaire aux horloges du TU.
Depuis 1972, tous les trois ans environ, la seconde intercalaire est introduite soit le 31 Décembre, soit le 30 Juin.
Le 30 Juin 2015, les Terriens ont dormi une seconde de plus. Avant minuit, les horloges du TU ont indiqué:

           23 : 59 : 58        23 : 59 : 59         23 : 59 : 60        00 : 00 : 00

Visite du VLT

Je vous ai déjà parlé du VLT (Very Large Télescope) dans mon article sur "les trous noirs" du 14 / 05 / 2015. J'envie ces visiteurs, astronomes professionnels ou amateurs ou simples touristes, qui vont voir ces télescopes impressionnants en plein désert au Chili.

Et si nous partions les visiter, nous aussi, à notre façon, grâce à Internet !

Composition du VLT

Le VLT est un ensemble de 4 télescopes géants que vous voyez à l'arrière-plan  et de 4 télescopes auxiliaires dans les coupoles au premier plan. Ces installations appartiennent à l'ESO (European Southern Observatory), elles sont situées à 2635 m d'altitude au Cerro Paranal dans le désert d'Acatama au Chili, sous un ciel d'une pureté exceptionnelle! Indispensable aux observations.

Les 4 télescopes géants

Ils sont installés dans des bâtiments compacts pouvant tourner  de façon synchrone avec les télescopes.

Ils peuvent fonctionner séparément, étudiant des astres dans des longueurs d'onde allant de l'ultraviolet à la lumière visible et l'infrarouge.

Le diamètre de 8,20 m d'un miroir principal d'un télescope géant est parmi les plus grands du monde. Plus un miroir est grand, plus il reçoit de lumière et permet de voir des galaxies de plus en plus lointaines (mieux que le fameux télescope spatial Hubble!). Il peut aussi suivre les mouvements des étoiles (par exemple, le mouvement de l'étoile géante bleue S2 s'approchant du trou noir de notre galaxie, que j'ai indiqué dans mon article sur "les trous noirs" du 14 / 05 / 2015).

Plus un miroir est grand, plus la résolution (la plus petite distance ou le plus petit angle séparant deux points) est petite. Par exemple, avec l'un des 4 télescopes géants du VLT la résolution angulaire peut atteindre 0, 0173 secondes d'angle, ce qui représente des détails d'une trentaine de mètres sur la Lune.

Les 4 télescopes auxiliaires

Ils sont aujourd'hui au nombre de 4. Ils se trouvent dans des coupoles qui peuvent se déplacer sur des rails que vous voyez sur la photo. Les diamètres de leurs miroirs principaux mesurent 1,80 m.
Ils sont essentiellement utilisés en interférométrie, comme nous allons le voir.

Le réseau interférométrique VLTI

Le VLTI (Very Large Télescope Interferometer) permet de combiner les faisceaux de lumière provenant de plusieurs des 8 télescopes précédents afin d'obtenir l'équivalent d'un télescope géant pouvant atteindre 100 à 200 m de diamètre. Il permet aux astronomes de discerner des détails avec une précision jusqu'à 25 fois plus importante qu'avec les télescopes géants utilisés séparément. Il serait possible ainsi de discerner un homme ou les phares d'une voiture sur la Lune!

Les faisceaux lumineux captés par les télescopes sont combinés dans un tunnel souterrain grâce à un système complexe de miroirs. Les chemins optiques de ces faisceaux peuvent être modifiés à l'aide des télescopes auxiliaires se déplaçant sur leurs rails.