Trou noir, matière noire et énergie noire

En Astronomie et en cosmologie on qualifie de "noirs"certains phénomènes invisibles et mystérieux. En voici quelques exemples.

Trou noir 
C'est un trou, un puits, de masse énorme, qui attire les étoiles qui s'en approchent......, elles  finissent par être avalées. Elles tombent dans le trou!
Il est noir car on ne le voit pas, aucune lumière ne s'en échappe, il émet des bouffées de rayons X  et de rayons gamma invisibles que l'on peut capter par des radiotélescopes.
L' Univers contient des milliards de galaxies qui contiennent des milliards d'étoiles. Il existerait un trou noir au centre de chaque galaxie. Ainsi au centre de notre galaxie (la Voie Lactée) la masse de ce trou noir serait  estimée à près de 4 millions de fois la masse du Soleil!

Matière noire
Chaque galaxie serait entourée d'un halo de matière invisible appelée matière noire.
Ce halo serait une sorte de cocon qui maintiendrait les étoiles à l'intérieur d'une galaxie.
On observe avec de puissants télescopes (le télescope spatial Hubble par exemple) que la lumière venant d'une galaxie lointaine est déviée par la présence d'un halo d'une autre galaxie intermédiaire. Ce halo jouerait le rôle de lentille, de loupe.

Energie noire
L'énergie noire ou énergie sombre (dark energy) est une forme d'énergie hypothétique emplissant  tout l'Univers. C'est l'énergie d'une force répulsive entre les galaxies, qui surmonte l'attraction de la gravitation et qui explique que l'expansion de l'Univers s'accélère.
On ne confondra pas"matière noire" et "énergie noire": alors que la matière noire engendre une force d'attraction comme la gravitation, l'énergie noire au contraire repousse la matière.

Conclusions
On estime, en gros, que l'Univers est composé de:
  4% de matière ordinaire,visible (protons,neutrons,électrons,atomes,molécules,.....)
  21% de matière noire
  75% d'énergie noire.
Quelle est la nature, la composition de cette matière noire ou de cette énergie noire?
Nous ne le savons pas. On peut même se demander si ces dernières existent vraiment? Elles sont invisibles et bien mystérieuses!
Après la découverte récente du boson de Higgs au CERN, les recherches continuent sur la matière et l'énergie noires. On va de découverte en découverte, les progrès de la Science ne s'arrêtent pas........
comme l'expansion de l'Univers!

La traque aux photons

La double nature de la lumière                                                                                                           La lumière est formée d'ondes,comme les ondes radio,les ondes TV,les micro-ondes,les rayons X,...
Elle est aussi formée de particules, de grains de lumière, de quanta: les photons.                       
Einstein reçut un prix Nobel de Physique en 1921, non pour sa théorie de la relativité, mais pour ses  travaux sur les photons, sur la coexistence des deux natures de la lumière: la nature ondulatoire et la nature corpusculaire.

La boite à photons                                                                                                                                Le gros inconvénient des photons (comme toutes les particules élémentaires de l'Univers) était qu'ils disparaissaient aussitôt. Le Français Serge  Haroche prix Nobel de Physique en 2012 (comme Einstein, pour les photons, près d'un siècle plus tard!) réussit avec son équipe à les piéger dans une boite, cette boite rêvée par Einstein.Elle est faite de deux miroirs supraconducteurs sur lesquels la lumière rebondit plus d'un milliard de fois.
                                                                                                                                                    
Les qubits 

On peut désormais mesurer, compter, manipuler des photons sans les détruire. La voie est ouverte à une nouvelle expérimentation de la physique quantique et en informatique les qubits (ou bits quantiques) seront les briques élémentaires des futurs ordinateurs quantiques beaucoup plus puissants que les ordinateurs classiques. 

L'avenir est au quantique!                                                                                                                                                              

Sur les traces du Méridien de Greenwich

Le Méridien de Greenwich est le demi-cercle de la Terre passant par le pôle Nord, le pôle Sud et Greenwich. Il passe également par Villers sur Mer, charmante commune de Normandie près de Deauville. J'ai pu voir cet été, sur un parapet au dessus de la plage, une bande bleue indiquant ce méridien :

C'est à partir de ce méridien que les longitudes sont déterminées. La longitude d'un  lieu est l'angle formé par le plan du méridien de Greenwich et le plan du méridien du lieu, c'est une longitude Est ou Ouest suivant que l'on se trouve à l'Est ou à l'Ouest du méridien de Greenwich. Ainsi si je me place sur la bande bleue ci-dessus, la longitude est nulle. Si je mets un pied à droite, il est à l'Est, et un pied à gauche, il est à l'Ouest!  La longitude de Paris est 2°20' Est.

C'est aussi à partir du méridien de Greenwich que l'on partage la Terre en 24 fuseaux horaires de 15° numérotés de 0 à 12 à l'Est et de -1 à -11 à l'Ouest. Le temps universel (TU) est le temps GMT (Greenwich Mean Time). Lorsque l'on passe d'un fuseau horaire au suivant on ajoute ou on retranche 1h. Mais des considérations politiques, géographiques ou économiques modifient la règle. Par exemple le numéro du fuseau horaire de la France métropolitaine n'est pas 0 mais 1 comme en Espagne, en Allemagne ou en Italie. Compte tenu du changement d'heure en été, dans ces pays :
               heure légale d'hiver = heure GMT +1h
               heure légale d'été     = heure GMT+2h                                                                                                                                                                                                                                                                               En hommage à Michel Rouiller.                                                                                  

A la recherche du nombre d'or

A la recherche du nombre d'or 

Le nombre d'or est le nombre , racine positive de l'équation x²-x-1= 0 . Il est égal approximativement à 1,618.  

En architecture le nombre d'or est le rapport le plus harmonieux entre deux longueurs. Dans un rectangle d'or, le rapport entre la longueur et la largeur est égal au nombre d'or. Ainsi, la façade du Parthénon à Athènes peut s'inscrire dans un rectangle d'or.



Les quasi-cristaux, découverts par l'Israélien Daniel Shechtman (prix Nobel de  chimie 2011), sont des assemblages de dodécaèdres réguliers c'est-à-dire des polyèdres dont les 12 faces sont des pentagones réguliers (photo ci-contre). Le nombre d'or se retrouve dans chaque pentagone régulier: c'est le rapport entre la longueur d'une diagonale et celle d'un côté.       

                 La spirale d'or est formée d'une succession de quarts
                 de cercle inscrits dans des carrés eux-mêmes inscrits
                 dans des rectangles d'or (voir fig.).On trouve de belles
                 spirales d'or dans la pomme de pin, le coquillage
                 nautile,la fleur de tournesol.

pomme de pin

coquillage nautile

fleur de tournesol

                
               

Le pendule de Foucault

C'est le moine astronome polonais Copernic (1473-1543) qui remit le Soleil au centre de notre système planétaire: la Terre tourne bien autour du Soleil et aussi sur elle-même.

Giordano Bruno, qui approuva la théorie copernicienne, fut accusé d'hérésie par l'Inquisition qui n'admettait pas que la Terre ne fût pas le centre de l'Univers. Le pauvre Astronome a été brûlé vif en 1600.

Galilée évita de subir le même sort en se parjurant en 1633.

Képler précisa la théorie de Copernic en énonçant les lois relatives au mouvement des planètes autour du Soleil en 1609 et 1610.

C'est en 1851 que Léon Foucault eut l'idée géniale de démontrer que la Terre tourne sur elle-même, en suspendant sous la coupole du Panthéon un pendule fait d'un fil métallique de 67m de long et d'une sphère métallique de 28 kg (photo ci-dessus). Le plan des oscillations du pendule est en rotation et  on observe la trace de ce plan sur un plateau gradué horizontal, cette trace  fait un tour complet en
                       (23h 56 min) / (sinus de la latitude) ,
 23h 56 min est la durée de rotation de la Terre sur elle-même (appelée jour sidéral). La latitude de Paris étant de 48° 50', le plan des oscillations du pendule fait un tour complet en
                       (23h 56 min) / sin (48°50') = 31h 47 min.
Le pendule de Foucault se voit de temps en temps au Panthéon et en permanence au musée des Arts et Métiers à Paris. Nombreux sont ceux qui ignorent l'existence d'un tel pendule!

On connaît peut-être davantage  le pendule de Foucault , ce roman plein d'humour et d'érudition d'Umberto Eco.

Un rayon vert dans le ciel de Paris

Certaines nuits, dans le ciel de Paris, on pouvait voir un rayon vert . Des étudiants envoyaient, en effet, un faisceau laser depuis l'Observatoire de Paris jusqu'à une terrasse de la butte Montmartre. Après réflexion sur un "coin de cube" de la terrasse, le faisceau revenait à l'Observatoire.
La vitesse de la lumière est le quotient de la distance (aller-retour) parcourue par le rayon vert, par le temps mis pour faire ce trajet.
Les étudiants refirent cette expérience pendant plusieurs jours et retrouvèrent comme vitesse de la lumière un résultat bien connu : 300 000km/s environ, avec une certaine marge d'erreur.

Dans le vide la vitesse de la lumière (ou célérité) est une constante universelle de valeur exacte, par convention:
        c =299 792 458 m/s = 299 792,458km/s
Il en résulte la définition actuelle du mètre, depuis1983,  donnée par le  BIPM ( Bureau International des Poids et Mesures): le mètre est 1/299 792 458 de la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1seconde.

Monet ou Manet?

 Leurs noms peuvent déjà prêter à confusion puisqu'ils sont identiques à l'exception d'une seule lettre (o ou a).

La confusion persiste car ce sont deux impressionnistes.

Et enfin, comble de la confusion, si l'on vous pose la question: qui a peint le déjeuner sur l'herbe? Monet ou Manet? La réponse est: Les deux mon capitaine! En effet chacun d'eux a peint un tableau portant ce même titre. Celui de gauche est le déjeuner sur l'herbe de Monet et à droite celui de Manet. C'est ce dernier tableau que l'on connaît, car il a fait scandale: on y voit deux hommes habillés avec chapeaux aux côtés d'une femme toute nue!!! Ce tableau est d'ailleurs beaucoup beau que celui de gauche,a mon avis. On peut voir ces peintures au musée d'Orsay.

Rappelons, pour lever tout confusion, que Edouard Manet a peint entre autres:Berthe Morisot (peintre
mariée au frère de Manet), Argenteuil, Olympia, le Buveur d'absinthe, le Chanteur Espagnol,......
Tandis que Claude Monet était l'ami de Clémenceau. Il est célèbre, en particulier, pour la série des Cathédrales de Rouen et la série des Nymphéas peintes à Giverny. Cette dernière série se voit habituellement au musée de l'Orangerie près du jardin des Tuileries à Paris.

E =mc2

C'est la formule qui a rendu Einstein si célèbre, elle signifie qu'une particule de masse m possède une énergie propre E  égale au produit de m par le carré de la vitesse de la lumière dans le vide. Du fait de l'énormité du facteur c2 (puisque c =300 000km/s) une masse même très petite renferme une quantité considérable d'énergie susceptible d'être libérée. Donnons des exemples d'échanges de masse et d'énergie:

Dans l'accélérateur de particules LHC du CERN, le choc de protons (noyaux d' hydrogène) à très grande vitesse produit une énergie énorme dont une partie est transformée en  matière de nouvelles particules (comme, par exemple, le fameux boson de Higgs que l'on vient de découvrir).

Dans la fission nucléaire, des noyaux d'atomes sont divisés, cassés en noyaux plus petits, il y a, cette fois, une perte de la masse totale donc une émission d'énergie.Une telle fission nucléaire se produit dans les piles atomiques et les centrales nucléaires. Elle se produisit, hélas, dans le lancement des bombes atomiques A  d'Hiroshima et de Nagasaki les 6 et 9 Août 1945.

Dans la fusion nucléaire, au contraire, des petits noyaux fusionnent pour donner des noyaux plus gros,  mais il y a encore une perte de la masse totale donc une émission d'énergie. Cette énergie est beaucoup plus grande que celle libérée dans la fission nucléaire. C'est le principe de la bombe H. La fusion nucléaire se fait aussi au coeur des étoiles, en particulier dans notre Soleil. Savez-vous que, chaque seconde, 700 millions de tonnes d'hydrogène fusionnent pour donner 695 millions de tonnes d'hélium. Où sont donc passés les 5 millions de tonnes perdues?? Elémentaire ,  mon cher Watson, elles sont  converties en énergie pour nous chauffer et nous éclairer pendant encore 4 milliards et demi d'années..... environ!

Mille-feuille, Mille-pattes et Napoléon

Sur la même page d'un dictionnaire on peut lire au masculin singulier : " mille-feuille"  et
" mille-pattes". Pourquoi n' y a-t-il pas de s à "mille-feuille" et pourquoi  y en a-t-il un à" mille-pattes"?

Dans un restaurant parisien, je lisais les différents plats et pâtisseries écrits en Français et en Anglais.
Je lus à ma grande surprise:
             mille-feuille à la vanille..............Napoléon vanilla cream
Cette traduction fait-elle  référence à l'origine napolitaine de la pâtisserie ou à Napoléon Bonaparte qui en mangeait énormément dans ses campagnes militaires?

J'attends vos commentaires!

Effet de fronde (suite)

Effet de fronde (suite)

Le centre spatial de Kourou en Guyane française se trouve à 5° au nord de l'équateur. C'est à cette latitude que  la vitesse de rotation de la Terre est la plus grande (au pôle Nord et au pôle Sud elle est nulle). Cette vitesse ajoutée à celle d'une fusée n'est autre que l'effet de fronde. Cela permet un accroissement de la vitesse de la fusée et une économie de carburant.

 

Le vieux lanceur russe Soyouz, de près de 60 ans mais toujours très fiable, vient d'être lancé ce dimanche 2 décembre à 3h 02 min (heure de Paris) depuis Kourou pour mettre en orbite le satellite Pleiades-1 B.

 

Son jumeau Pleiades-1A a été aussi lancé par une autre  fusée Soyouz depuis Kourou il y a près d'un an. Pleiades -1 A et B sont deux satellites d'observation de la Terre commandés par l'agence spatiale française , le CNES.

 

,Effet de fronde ou trampoline?

L'assistance gravitationnelle consiste à envoyer une sonde près d'une planète. Lorsque la sonde s'approche d'une planète, elle est attirée vers celle-ci: c'est l'attraction de la gravitation de Newton, analogue à l'attraction due à la pesanteur.Quand la sonde tourne autour de la  planète, elle acquiert une très grande vitesse qui lui permet ensuite de repartir vers un astre plus lointain: c'est un véritable  effet de fronde.

Cet effet de fronde peut se reproduire plusieurs fois quand la sonde frôle successivement plusieurs planètes.Cette succession de rebonds pour obtenir une vitesse de plus en plus grande peut être comparée au trampoline qui permet de rebondir plusieurs fois de plus en plus  haut.

Ce procédé permet d'envoyer une sonde avec une vitesse relativement réduite pour économiser  du carburant, elle atteint ensuite une vitesse de plus en plus grande et va de plus en plus loin par assistance gravitationnelle. Exemple: la sonde Cassini-Huygens lancée le 15 octobre1997 a survolé Vénus (deux fois), puis la Terre, Jupiter et enfin Saturne.

Arrivé dans les anneaux de Saturne, l'orbiteur Cassini (de fabrication américaine) a libéré la sonde Huygens (de fabrication européenne) parachutée sur Titan, satellite de Saturne, le 14 janvier 2005.

J'ai vu les images transmises par Huygens, à l'observatoire de Paris, le 15 janvier 2005.

Le  plus court chemin d'un point à un autre

Sur une surface plane c'est la ligne droite: le plus court chemin du point A au point B dans un plan est le segment de droite joignant A et B.
Mais sur une surface courbe sur laquelle on ne peut tracer de ligne droite, quel est le plus court chemin d'un point à un autre?? Ce plus court chemin  est une géodésique.
Les géodésiques sur la Terre supposée sphérique sont connues dans la marine et dans l'aviation.
Par exemple, la géodésique passant par le point A représentant  Paris et le point B représentant Los Angeles est le grand cercle de la Terre passant par A et B ( le centre de  ce cercle est le centre de la sphère représentant la Terre).
C'est pourquoi en partant de Paris pour aller à Los Angeles la trajectoire de l'avion remonte très haut vers le Nord -Ouest jusqu'à frôler le cercle arctique.

Le sfumato

                                                                        Au musée du Louvre étaient exposées la Joconde et une copie venue, pour quelque temps, du musée du Prado de Madrid.                                                                                                                                

Laquelle est la Joconde de Léonard de Vinci et laquelle est la copie faite par un élève du maître? Il n'y a pas photo , si l'on peut dire ! Il est évident que c'est la peinture de gauche qui est celle   du grand maître Léonard.Le sourire mystérieux qui attire tant de monde est celui de gauche.                    

Cela provient du sfumato , mot dérivant de l'italien fumo (fumée) . C'est une technique de peinture de Léonard de Vinci: la superposition de plusieurs  couches de peinture donne ce flou artistique, cet effet vaporeux,mystérieux, envoutant au sourire de Mona Lisa.

On retrouve également ce sfumato dans les paysages à l'arrière-plan.                                                                                                                                      

Les sphinges de Bagatelle

Une sphinge est un sphinx au féminin c'est-à-dire une créature fantastique de la mythologie grecque représentée avec un corps de lion  et un buste de femme. Nombreuses sont les sphinges devant le château de Bagatelle au bois de Boulogne(photo ci-dessus).
Sur le fronton on peut lire:    PARVA  sed  APTA  (petite mais commode). C'est en effet une petite folie , une bagatelle (d'où le nom donné au château) offerte par le comte d'Artois à sa belle-soeur la Reine Marie-Antoinette à la suite d'un pari qu'il gagna. Mais le prix du château lui coûta beaucoup plus que le gain de son pari!
Le château et ses jardins furent des lieux de rendez-vous galants (et encore maintenant dans le bois de Boulogne!) d' où l'origine de "faire la bagatelle".