Les électrons

Le nuage d'électrons
En Grec "atomos" signifie "qui ne peut être divisé". Jusqu'à la fin du XIX^e  siècle l'atome est la plus petite partie d'un corps simple qui ne peut être divisée. 
Au début du X X^e siècle on va plus loin: l'atome est formé d'un noyau et de particules élémentaires,les électrons, qui décrivent des orbites circulaires ou elliptiques autour du noyau.
Un peu plus tard enfin, et c'est la conception actuelle,les électrons ne décrivent plus des orbites mais forment un" nuage" stratifié en couches ayant différents niveaux d'énergie.


La transition électronique
C'est le passage d'un électron d'un niveau d'énergie à un autre.Deux cas sont possibles:
Soit l'électron passe d'un niveau d'énergie à un autre de niveau inférieur, il cède de l'énergie (la différence d'énergie des deux niveaux) sous forme de photons. On peut voir au spectroscope une raie brillante.
Soit  l'électron passe d'un niveau d'énergie à un autre de niveau supérieur, pour cela il absorbe de l'énergie (la différence d'énergie toujours des deux niveaux) sous forme encore de photons. Au spectroscope, si une lumière blanche traverse des atomes (sous certaines conditions) ces atomes absorbent des photons de la lumière blanche émise et l'on voit apparaître une raie noire d'absorption dans le spectre de cette lumière blanche.

Plusieurs transitions électroniques peuvent se produire avec divers électrons d'un même atome, on peut alors observer au spectroscope plusieurs raies brillantes ou noires.On obtient ce qu'on appelle les spectres d'émission et d'absorption de l'atome considéré. Vous voyez ces deux spectres,l'un au-dessous de l'autre,avec le lithium (images ci-dessous). Les raies brillantes et colorées émises sont exactement aux mêmes places que les raies noires d'absorption (elles correspondent aux mêmes longueurs d'onde émises ou absorbées):

                                                            

Horloge atomique
Une horloge atomique utilise actuellement une transition électronique du césium 133. Par souci de simplification et aussi pour épargner les esprits "non scientifiques" mais courageux qui veulent bien lire cet article,je ne préciserai pas cette transition électronique!.....

La définition légale de la seconde donnée en 1967 lors de la conférence générale des poids et mesures est la suivante: la seconde est la durée de 
9 192 631 770 périodes de la radiation émise par le césium 133 dans la transition électronique précédente. 

Les satellites tournant autour de la Terre du système américain GPS de votre voiture ou russe GLONASS ou européen GALILEO (en construction) sont tous dotés d'horloges atomiques de très grande précision.

L'électron libre
C'est un électron faiblement lié au noyau dans le nuage d'électrons. Il ne participe pas à des transitions électroniques mais il intervient,entre autres, dans la circulation de l'électricité.

Au sens figuré," l'électron libre" est un individu faiblement lié à l'organisation à laquelle il adhère (syndicat,parti politique,....) et il est prêt à créer son propre mouvement. Au foot,c'est un attaquant pouvant revenir en arrière pour aller chercher le ballon.

Le mythe de la caverne

Platon
Notre professeur de philosophie nous avait parlé du "mythe de la caverne", allégorie racontée par Platon. Une allégorie est une représentation des idées  par des images. Platon est né à Athènes en 428/427 avant J.C. et mort également à Athènes en 348/347 avant J.C. C'est un philosophe de la Grèce antique, que l'on peut considérer comme l'inventeur de la philosophie occidentale. Il fut le disciple de Socrate. Tous les récits de Platon sont rédigés sous forme de dialogues.

Le mythe de la caverne

Des hommes enchaînés depuis leur enfance sont enfermés dans une caverne, le visage tourné vers la paroi opposée à l'entrée, la paroi est éclairée par un feu qui brûle au dehors. Les captifs ne voient que les ombres projetées par le feu et manipulées par les  gens de l'extérieur, comme des ombres chinoises. Ils n'entendent que les échos des paroles et des bruits qui leur parviennent du dehors.
Lorsque l'un des captifs réussit à se délivrer de ses chaînes et sort de la caverne, il est d'abord aveuglé par le soleil, peu à peu il s'habitue à la lumière, il voit le monde tel qu'il est et il devient capable d'affronter la réalité.


Analyse du mythe
Le talent de Platon est de faire dialoguer deux personnages. Par le jeu des questions qu'ils posent, se dégagent des idées, des thèmes de discussion entre philosophes et professeurs de philosophie, de tout temps. Par exemple:

• Ces hommes enchaînés, ne sont-ils pas prisonniers d'un univers qui n'est autre que celui de la caverne? 
• La vérité, pour eux, ne vient que des ombres qu'ils voient sur la paroi et des échos qu'ils entendent. Cette vision du monde, n'est-elle pas une illusion? une manipulation par des personnes haut-placées ou des médias qui sont à l'extérieur? 
• Est-il préférable de rester dans la caverne dans la quiétude de l'ignorance? ou avoir le courage d'en sortir pour se mettre en quête de vérité?
• Le captif sorti de la caverne et revenant voir ses amis prisonniers ne sera-t-il pas traité de fou, s'il leur apprend la réalité du monde? Ne sera-t-il pas lapidé? On peut penser à l'obscurantisme des religions: pour avoir affirmé que la Terre tourne autour du Soleil et sur elle-même, Bruno Giordano fut accusé d'hérésie par l'Inquisition et brûlé vif, tandis que Galilée dut se parjurer. L'obscurantisme de la religion islamique a arrêté pendant des siècles tout développement culturel, intellectuel et conduit aujourd'hui à tous les fanatismes.

L'allégorie de la caverne a traversé des milliers d'années parce qu'elle est très riche en idées exprimées par des images. Bien d'autres sujets de discussion peuvent être abordés dans ce mythe, mais je ne suis pas un philosophe ni un professeur de philosophie!......

La longue histoire du mètre

Après l'année-lumière qui est une distance (voir mon précédent article), je vais vous raconter l'histoire d'une autre distance, beaucoup plus petite!! Celle du mètre. A la fin de l'histoire vous verrez que le mètre peut se définir, lui aussi, à l'aide de la lumière.

La révolution métrique
Finies les références humaines comme le pouce, le pied , le pas, la coudée ou la toise valant six pieds. Après la révolution de 1789, c'est la révolution métrique : en 1791 l'Académie française des Sciences définit le mètre comme étant la dix-millionième partie d'un quart de méridien terrestre. A cette époque, un méridien terrestre était un cercle passant par les pôles Nord et  Sud de la Terre supposée sphérique, aujourd'hui c'est un demi-cercle. Par conséquent un quart du cercle méridien terrestre a pour longueur dix-millions de mètres et un méridien terrestre: 40 millions de mètres c'est-à-dire  40 000 km.
C'est aussi la longueur de tout grand cercle de la Terre, en particulier de l'équateur comme vous le savez peut-être.

Les travaux de Delambre et Méchain 
Deux Astronomes français Delambre et Méchain mesurèrent de 1792 à 1798, après bien des mésaventures, la longueur, en toises de l'époque, d'un arc de méridien de Dunkerque à Barcelone. Ils purent alors en déduire la longueur d'un quart de méridien et enfin sa dix-millionième partie c'est-à-dire le mètre.
De nombreuses rues en France (à Paris en particulier) portent les noms de ces deux Astronomes célèbres.

Les mètres-étalons
Afin de conserver intact, intangible et en permanence le mètre précédent et aussi pour habituer la population à cette nouvelle longueur "révolutionnaire", on  fabriqua de très nombreux mètres-étalons que tout le monde put voir. Aujourd'hui à Paris il n'en reste que deux, gravés dans le marbre,véritablement. L'un est visible au 13 Place Vendôme, l'autre au 36 rue de Vaugirard.

                                  le mètre-étalon du 36 rue de Vaugirard à Paris

Depuis 1889 un mètre-étalon en platine iridié se trouve au Pavillon de Breteuil à Sèvres. 

Les nouvelles définitions du mètre
Les progrès de la Science ont conduit à définir le mètre à l'aide d'étalons optiques plus rigoureux, plus précis et que l'on peut contrôler constamment:

• En 1960 le BIPM (Bureau International des Poids et Mesures) définit le mètre comme étant        1 650 763,73 fois la longueur d'onde dans le vide d'une radiation orangée émise par le krypton 86.
• En 1983 le BIPM définit le mètre comme étant la distance parcourue par la lumière dans le vide pendant la fraction 1/299 792 458 de seconde. C'est la définition actuelle du mètre. Vous rapprocherez cette définition de celle de l'année-lumière donnée dans notre précédent article (distance parcourue par la lumière dans le vide pendant 1 an).

J'ai volontairement souligné la première définition du mètre ainsi que la dernière, près de deux siècles se sont écoulés entre ces deux définitions. Quelle belle aventure!
Mais, me direz-vous, la seconde utilisée dans la dernière définition du mètre, comment est-elle définie? Quels sont ses étalons? Ceci est une autre histoire!...... 

L'année-lumière

Qu'est-ce que l'année-lumière?
Cette union insolite des mots année et lumière désigne non pas un temps comme on pourrait le croire mais une distance.
L'année-lumière est la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1 an.

Sa valeur approchée
Nous allons faire un calcul écrit en italique, à la portée de tout le monde, que vous pourrez suivre si vous ne lisez pas trop vite cet article et si vous faites un tout petit effort. Dans le cas contraire, laissez de côté ce calcul et notez seulement le résultat en caractères gras:

La vitesse de la lumière dans le vide est une constante universelle fixée exactement à 299 792 458 m/s (300 000 km/s en arrondissant) c'est-à-dire qu'en une seconde la lumière parcourt 299 792 458 m.
Donc si l'on multiplie le nombre de secondes qu'il y a dans une année par 299 792 458 m nous aurons la distance correspondant à une année-lumière.
Rappelons qu'une année contient 365,25 jours (en tenant compte de l'année bissextile), un jour contient 24 heures, une heure contient 60 minutes et  une minute contient 60 secondes. Donc dans une année il y a:
                                                365,25 x 24 x 60 x 60 secondes
Une année-lumière est donc égale à:
                                                299 792 458 x 365,25 x 24 x 60 x 60 m
soit en arrondissant:

                                                9 460 milliards de km 

Cette distance est énorme! C'est pourquoi au lieu de manipuler des milliards de km il est plus commode de calculer, en Astronomie, les distances en années-lumière. Les nombres obtenus sont  beaucoup plus simples.

Exemples

• Proxima Centauri, l'étoile la plus proche, est à 4,22 années-lumière.
• La galaxie la plus proche est la galaxie d'Andromède. Elle est à 2,5 millions d'années-lumière. Cela  signifie que la lumière venant de cette galaxie et qui nous arrive maintenant dans nos télescopes ou nos lunettes est partie de la galaxie il y a 2,5 millions d'années.
• La distance Terre-Soleil est environ 150 000 000 km. Cette distance est aussi environ de 8 minutes-lumière. Cela signifie que la lumière venant du Soleil met 8 minutes pour nous parvenir
• Le télescope spatial Képler vient de découvrir une exoplanète (planète tournant autour d'une étoile) appelée Képler-186 f. C'est la "soeur" de la Terre car les conditions de vie y sont très proches de celles de la Terre. Elle est à 492 années-lumière. Si l'on recevait aujourd'hui un signal de cette exoplanète, il aurait été envoyé il y a 492 ans!

L'expression"être à des années-lumière"
Le langage de  l'Astronomie apporte ses lumières, si l'on peut dire, à la langue française:
"être à des années -lumière" signifie au sens figuré, d'une façon exagérée, "être très loin".
Par exemple "être à des années-lumière de penser ou de croire" veut dire "être très loin de penser ou de croire",  "être à des années-lumière de quelqu'un" signifie "être très loin de quelqu'un"......

Le Cheval de Troie

La guerre de Troie
Nul ne peut ignorer la guerre de Troie: elle fut racontée par le poète grec Homère dans l'Iliade et l'Odyssée et par le poète latin Virgile dans l'Enéide, leurs histoires souvent illustrées de belles images enchantèrent notre jeunesse! 
Dans le cas contraire, vous avez peut-être vu au théâtre l'opéra-bouffe la Belle Hélène d'Offenbach ou encore l'un des nombreux films consacrés à cette grandiose épopée. 

Revenons sur un épisode célèbre.

Le  Cheval de Troie
Pâris, fils de Priam roi de Troie (cité située en face de la Grèce, au Nord-Ouest de la Turquie), enleva la belle Hélène épouse de Ménélas roi de Sparte (cité puissante de la Grèce antique). En rétorsion, le roi bafoué Ménélas leva une expédition rassemblant la plupart des rois grecs.
Au bout de 10 ans de guerre et après avoir vainement assiégé Troie, le rusé Ulysse eut l'idée d'un stratagème très habile: il fit remplir un énorme cheval en bois de soldats grecs et l'abandonna devant Troie, faisant croire à une offre de paix. Les Troyens, d'abord méfiants, hésitèrent longtemps, mais furent finalement séduits et flattés par cette grande et belle offrande et ils tirèrent le cheval dans l'enceinte de la cité, ils  firent la fête toute la nuit!...... Profitant alors de la torpeur générale des Troyens,due à l'alcool, les soldats grecs sous la conduite d'Ulysse sortirent du  cheval de bois et ouvrirent les portes de la cité, permettant au reste de l'armée grecque d'entrer et de prendre enfin la ville.

Reconstitution du cheval de Troie.By Go Gap

                         
Mythe et réalité
La guerre de Toie a-t-elle vraiment eu lieu? Elle daterait du 13ème siècle avant J.C alors que les seuls écrits connus d'Homère et de Virgile datent respectivement du 8ème siècle et du 1er siècle avant J.C.
L'enlèvement de la belle Hélène par Pâris n'est-il pas un beau conte de fée?
Par ailleurs,on n'a trouvé aucune trace du cheval de Troie.

Quoi qu'il en soit, après des milliers d'années, ce cheval de Troie est devenu un mythe  célèbre et bien souvent utilisé, comme beaucoup de mythes de la mythologie grecque  (voir mes articles: le rocher de Sisyphe du 02/02/2014 et le tonneau des Danaïdes du 20/01/2014).

Aujourd'hui un "cheval de Troie" est une introduction dans un milieu de "quelque chose" d'apparence anodine dans le but de capturer ou détruire ce milieu. Exemples:

• En Informatique, un "cheval de Troie" est un logiciel apparemment inoffensif mais en réalité malveillant, introduit dans un ordinateur. 
• Un "cheval de Troie" rempli de séparatistes pro- russes a peut-être été introduit en Ukraine par Poutine, rusé comme Ulysse!
• Une "taupe" n'est autre qu'un "cheval de Troie" introduit dans un milieu (la police, la finance, la mafia,....).

Les   papillons  monarques

On est toujours émerveillé à la vue d'un papillon monarque. Admirez son envergure d'une dizaine de  cm, les dessins et les couleurs orange,noir,blanc, sur ses ailes.











                                                                  

On est fasciné et intrigué à la fois par les migrations de ces papillons.

La grande migration 
A la fin de l'été, une seule génération de plusieurs millions de papillons monarques partent du Canada et du Nord des Etats-Unis. Ils parcourent en 2 mois plus de 4 000 km pour arriver dans les forêts du Michoacan au Mexique où ils sont très attendus et où une grande fête est organisée.
Pendant six mois, c'est l'hibernation dans ces forêts. Les arbres sont entièrement recouverts d'imposants amas de papillons, un épais tapis de papillons se forrme également sur le sol.
Ensuite, les couples se forment, c'est la ponte des oeufs et enfin la disparition de cette génération.
La durée de vie de ces papillons est de 7 à 8 mois.

Le retour
A partir du mois de mars, plusieurs générations successives font le retour en sens inverse du Mexique vers le Nord des Etats-Unis et le Canada. Chaque génération fait une étape du parcours et engendre la génération suivante.
Alors que, chez les oiseaux migrateurs et les saumons par exemple, l'aller-retour se fait par une seule et même génération, ce sont plusieurs générations de papillons monarques qui accomplissent le retour, ces générations étant différentes de celle de la grande migration.
La durée de vie des papillons du retour est de 1 à 2 mois.

Comment expliquer ces longs voyages
Les migrations des papillons monarques sur plusieurs milliers de km restent des énigmes. On peut en donner deux explications possibles:
la présence d' horloges internes dans le cerveau et les antennes permettant de maintenir le cap;
de la magnétite (oxyde de fer) dans la tête agit comme une boussole interne qui permet de s'orienter dans le champ magnétique terrestre.

Mais que ces mystères de la nature ne nous empêchent pas de continuer à être émerveillés par ce papillon.
Au fait, le papillon monarque est aussi surnommé le roi des papillons! "Parce qu'il le vaut bien", comme dirait une certaine pub.
                                                                                             

                                                                                                   

                                                                                         

Le fabuleux nombre π

La salle  π du Palais de la découverte

π = 3,14.... est un fabuleux nombre que l'on rencontre dans bien des formules:

• le périmètre d'un cercle de rayon R est 2π R
• l'aire limitée par ce cercle est π R²
• le volume limité par une sphère de rayon R est (4/3) πR³    

Dans la" salle π du Palais de la Découverte" à Paris sont affichées les 704 premières décimales de ce fameux nombre.              

la salle π du Palais de la découverte

                                 
Le 16 Octobre 2011, les Japonais Alexander Yee et Shigeru Kondo ont annoncé officiellement leur dernier record du nombre de décimales calculées: 10 000 milliards.




"A quoi ça sert" me direz-vous? La course aux décimales date des Babyloniens, des Egyptiens, Archimède, Ptolémée,.......      Certes, on aime bien battre des records! En tous genres !
Mais, surtout, cette recherche permanente nous fait découvrir de nouvelles méthodes de calcul, des algorithmes de plus en plus performants, elle nous fait avancer en informatique en testant des ordinateurs de plus en plus puissants. Au delà des records, la recherche scientifique engendre de grandes découvertes.

La quadrature du cercle

Construire, à l'aide de la règle et du compas, un carré dont l'aire est égale à celle limitée par un cercle de rayon donné R.

La longueur du côté de ce carré est facile à calculer :
l'aire limitée par le cercle est  π R²,  le côté du carré cherché a donc pour longueur                  
π  R   puisque l'aire du carré est    (π R) ² = π R²                  
Mais c'est la construction, à l'aide de la règle et du compas, de la longueur π  R qui est impossible à réaliser. C'est pourquoi le problème précédent, appelé problème de la quadrature du cercle, est impossible à résoudre.

De nos jours, la "quadrature du cercle" désigne un projet irréalisable, un problème (social, économique,  sentimental,.....) insurmontable......

La  salle  des Cariatides  du Louvre

Les Cariatides    

L'origine des Cariatides est incertaine. Sont-elles de jeunes prêtresses de Cariatis déesse de la mythologie grecque ? Ou bien des jeunes-filles habitant la cité antique de Caria, réduites en esclavage par les Grecs parce que la cité s'était alliée aux Perses?

En architecture, les Cariatides sont représentées par des statues féminines soutenant sur leurs têtes un lourd fardeau, une plate-forme, comme des colonnes, symbolisant l'esclavage des femmes d'antan .

Six élégantes Cariatides ont été construites au Vème siècle avant J.C. au temple d'Erechthéion sur l'Acropole à Athènes. On trouve aussi de nombreuses Cariatides plus récentes, du XIXème siècle, à Paris (à l'Opéra Garnier, au Tribunal de Commerce, dans les fontaines Wallace,....).

Ma visite au Louvre
Ma plus belle découverte de Cariatides fut celles du Louvre. En visitant le plus beau musée du monde je trouvai au rez-de-chaussée, salle 17, la fameuse salle de bal appelée salle des Cariatides.

Les Cariatides soutenant la tribune des musiciens

C'est en 1546, un an avant sa mort, que François 1er commença à faire construire une grande salle de bal. Son fils Henri II poursuivit les travaux et en 1550 Jean Goujon sculpta, à l'entrée de la salle, quatre magnifiques statues féminines soutenant sur leurs têtes la tribune des musiciens.

Nombreux sont les bals et réceptions qui y sont organisés.

Le 14 Mai 1610 , Henri IV est assassiné par Ravaillac. Le roi expire au Louvre et pendant plusieurs jours son cercueil est exposé dans la salle des Cariatides.                                                                                                                                                                                                                                   

Le 24 Octobre 1658, Molière y joue pour la première fois devant Louis XIV.

Diane dans la salle des Cariatides
Au fond, les Cariatides soutenant la tribune des musiciens

Aujourd'hui, sont exposées de belles copies de sculptures grecques.

 La  suite  de  Fibonacci 

Problème

Un couple de lapins vient de naître le 1er Janvier et deux mois plus tard il donne naissance à un couple de lapins, ensuite tous les mois il donne naissance à un nouveau couple. Il en est de même pour les nouveaux couples: ils suivent la même loi de reproduction. Combien obtient - on de couples de lapins au bout d'un an?

Chaque premier du mois, à partir du 1er Janvier jusqu'au 1er Janvier suivant, le nombre de couples de lapins se calcule aisément. On trouve: 

              1    1    2    3    5   8   13   21   34   55   89   144   233                                                    

En dehors des deux premiers nombres, chaque nombre est la somme des deux précédents. Une telle suite de nombres est appelée suite de Fibonacci, du nom de son inventeur Léonardo Fibonacci né et mort à Pise (1170-1250) qui a résolu le problème précédent. Au bout d'un an, le nombre total de couples de lapins sera  233. Ainsi, avec un seul couple de lapins nous obtenons, au bout d'une année, 233 couples de lapins! Ce qui est considérable! 

Ce problème sur la prolifération des lapins nous sert d'introduction à une étude de cette suite bien connue.

Etude de la suite de Fibonacci

• Calculons le quotient de deux termes consécutifs de la suite:

8/5=1,6                       13/8=1,625              21/13=1,61538....            34/21=1,61904....
55/34=1,61764....      89/55=1,61818....    144/89=1, 61797....       233/144=1,61805....
Ces quotients se rapprochent de plus en plus de = 1,61803....  qui n'est autre que le nombre d'or que l'on retrouve en architecture, dans la nature, les quasi-cristaux,... (voir l'article de mon blog du 6 Juillet 2013).

• C'est une suite de Fibonacci qui apparaît dans le message codé du célèbre roman Da Vinci Code.                                                                              
• Savez-vous qu'un Fib est un poème dont les nombres de syllabes des différents vers forment une suite de Fibonacci? 
• Certains jeux ou problèmes de mathématiques font intervenir également une telle suite.

La gravitation selon Einstein

L'espace-temps

Dans notre Univers, un événement peut se produire en un lieu précis et à un instant déterminé.

Aussi est-il nécessaire d'associer à cet evénement un système de 4 coordonnées (x,y,z,t) où x,y,z sont les coordonnées de l'événement dans l'espace et t l'instant, la date de cet événement.

On a donc imaginé une représentation mathématique, une structure conciliant les deux concepts de l'espace et du temps: c'est l'espace-temps.

La gravitation selon Einstein

Selon Einstein, la gravitation est une déformation de l'espace-temps c'est-à-dire une modification de la courbure de l'espace et une modification du temps provoquées par le mouvement à très grande accélération d'une masse énorme ou d'une énergie immense, ce qui revient au même car il y a équivalence entre masse et énergie d'après la fameuse formule d'Einstein E = m c² ( voir l'article de mon blog du 02/04/2013).                                                                             

On peut imaginer cette déformation de l'espace-temps par la figure ci-dessous:

                                                                                                      

 Les effets de cette gravitation                                                         

• Une déformation que le télescope spatial Hubble a pu observer est celle de la lumière: la lumière venant d'une galaxie est déviée par la présence d'un objet massif (une autre galaxie)  qui joue le  rôle de lentille: c'est ce qu'on appelle une lentille gravitationnelle.  
• Les déformations peuvent se propager comme des vagues à la surface de l'eau lorsque l'on jette un caillou: ce sont des ondes gravitationnelles.

En Antarctique, le radiotélescope BICEP (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization) a pu observer, semble-t-il, les ondes gravitationnelles primordiales émises une infime fraction de seconde au tout début  du Big Bang il y a 13,8 milliards d'années. Ces ondes ont été provoquées par une énergie énorme engendrant l'inflation de l'Univers. Si ces résultats sont confirmés, les chercheurs du BICEP auront probablement un Prix Nobel! L'avenir nous le dira! La recherche continue, que s'est-il passé avant ??

Le radiotélescope BICEP est  à gauche.
A droite, l'on voit le télescope SPT.

La  loterie de l'hérédité 

Les lots de la loterie 

Chaque cellule reproductrice humaine contient 23 paires de chromosomes. On démontre qu'il y  a     2²³=8 388 608 spermatozoïdes possibles,différents génétiquement, pouvant provenir d'un même père et aussi 2²³ ovules possibles d'une même mère. Le nombre de bébés tous différents possibles provenant d'une fusion de l'un des spermatozoïdes et de l'un des ovules est donc:         

            2²³x2²³ =8 388 608 x 8 388 608  

soit plus de 70 000 milliards. Seuls les vrais jumeaux issus d'un même ovule (jumeaux monozygotes) sont identiques.                                                                            

La fabrication d'un bébé est donc une véritable loterie avec 70 000 milliards de lots pour un même couple!

Exemple de tirage d'un lot contenant la couleur des yeux                                                       
Supposons que le père possède dans son patrimoine génétique 2 allèles (des copies) du gène de la couleur des yeux: l'allèle M des yeux marrons et l'allèle B des yeux bleus.Supposons que la mère possède aussi les allèles M et B. Quelle va être la couleur des yeux du bébé?
Rappelons que si l'un des deux allèles s'exprime et l'autre non, on dit que le 1er allèle est dominant et l'autre récessif. L'allèle M est dominant tandis que l'allèle B est récessif.
Le père et la mère ont les yeux marrons puisqu'ils possèdent le gène dominant M. Trois cas peuvent alors se présenter:                                 

•  si  les deux parents cèdent leurs allèles M, l’enfant aura aussi les yeux marrons;

• si l’un des deux parents cède l’allèle M et l’autre l’allèle B, l’enfant aura encore les yeux marrons  puisque M est dominant et B est récessif;                                                        

•  si les deux parents cèdent l'allèle B, l'enfant aura les yeux bleus.                                                                                                                                                                                                         

Ainsi, il est possible que deux parents ayant les yeux marrons aient un enfant aux yeux bleus !  

                                                                                                                         

Le rouge cardinal et le cardinal rouge

Le rouge cardinal est une couleur. C'est un rouge soutenu qui est celui de la robe que portent les cardinaux. Il symbolise le sang versé par le Christ.

                                                      

    
Le cardinal rouge est un oiseau. C'est un passereau d'Amérique du Nord. Il doit son nom à la couleur rouge du plumage du mâle qui rappelle celle de la robe des cardinaux. C'est un bel oiseau chanteur pouvant être utilisé comme animal de compagnie.

Vous remarquerez comme la place de l'adjectif avant ou après le nom peut modifier totalement la qualification d'un mot.  Nombreux sont les exemples, dans la langue française, où la place de l'adjectif joue un rôle essentiel:

• un grand homme est un homme célèbre, méritant de l'admiration tandis qu'un homme grand est un homme de grande taille;
• une curieuse personne est une personne surprenante, bizarre, étrange tandis qu'une personne curieuse cherche à s'intéresser, à approfondir ses connaissances;
• un chic type (sympathique, généreux) ce n'est pas la même chose qu'une dame chic (élégante);
• je vous laisse trouver la différence entre une drôle d'histoire et une histoire drôle;
• entre ma propre maison et une maison propre.

Je ne pense pas que l'on puisse trouver de telles nuances de la langue française dans d'autres langues. En particulier dans la langue anglaise où la règle générale est de mettre l'adjectif avant le nom et jamais après.
                                                                                     

Le  rocher de Sisyphe 

Pour avoir osé défier les dieux, bien des fois, par ses ruses, Sisyphe fut condamné à faire rouler éternellement jusqu’au haut d’une colline un rocher qui  redescendait chaque fois avant de parvenir au sommet. Cette histoire de la mythologie  grecque a été racontée par Homère dans l’Odyssée. 

La métaphore du rocher de Sisyphe peut se retrouver dans bien des exemples:                                     

• Le soleil qui s'élève chaque jour pour replonger le soir à l'horizon;
• Les marées qui montent et redescendent sans cesse;
• L'effort suivi d'un repos dans un travail quotidien;
• Il peut s'agir aussi de la vie elle-même pouvant atteindre des sommets et aussi des chutes!

Mais cette tâche infligée par les dieux à Sisyphe était-elle seulement une punition? ou une absurdité, tout comme le "tonneau des Danaïdes"? Dans son essai philosophique  "le Mythe de Sisyphe" Albert Camus pense que Sisyphe est, en fin de compte, heureux d'accomplir sa tâche parce que le bonheur consiste à vivre  sa vie tout en étant conscient de son absurdité. Chaque fois que Sisyphe fait rouler son rocher, il espère bien le faire retomber de l'autre côté de la colline! C'est cet espoir sans cesse renouvelé qui le pousse à accomplir sa tâche.

Les exemples donnés précédemment ne sont pas des absurdités ni des punitions. Le travail quotidien est, avant tout, une lutte permanente pour vivre. Nombreux sont les "sans emploi" qui voudraient bien avoir un" emploi" précisément, même s'il est répétitif, fastidieux ou difficile!

L'éternelle ascension du soleil ou des marées et leurs descentes sont des sources de renouveau, donc d'espoir......

Le  tonneau des Danaïdes

 

 Selon la mythologie grecque le tonneau des Danaïdes est un tonneau que les Danaïdes,les 50 filles du roi Danaos, étaient condamnées à remplir en enfer pour les punir d'avoir tué leurs nuisibles époux et cousins,les 50 fils de leur oncle Egyptos frère de Danaos, le soir de leurs noces. 
Elles avaient beau verser de l'eau dans le tonneau elles n'arrivaient jamais à le remplir car il était percé de toutes parts.  
Le tonneau des Danaïdes est une métaphore que l'on emploie bien souvent, en voici des exemples: 
   

• un compte bancaire que l'on  remplit et que l'on vide sans relâche;
• le budget de l'état!
• un cerveau percé  lui aussi  de nombreux trous, des trous de mémoire ou de connaissance, que l'on cherche sans cesse  à combler......
• la boite de réception de votre ordinateur n'est-elle pas un "tonneau des Danaïdes"? Tous les jours vous la videz et tous les jours elle se remplit! 

Mais le tonneau des Danaïdes de la mythologie était-il vraiment un tonneau en bois cintré et cerclé que nous connaissons? N'était-il pas plutôt une jarre percée?
Quoi qu'il en soit, l'expression "tonneau des Danaïdes" désignera toujours une tâche, absurde ou non, qui se renouvelle sans fin. 
Tout comme le"Rocher de Sisyphe" que nous verrons plus tard.

L'effet  Doppler-Fizeau

Doppler (mathématicien et physicien autrichien 1803-1853) et Fizeau (physicien et astronome français 1819-1896) ont observé (chacun de leur côté) un décalage de la fréquence d'une onde sonore ou lumineuse lorsque la source sonore ou lumineuse est en mouvement par rapport au récepteur. C'est l'effet Doppler-Fizeau.

Par exemple le son émis par une source sonore (sirène d'une ambulance ou sifflement d'une locomotive) nous semble plus aigu lorsque la source se rapproche et plus grave lorsqu'elle s'éloigne.

Il en est de même pour les ondes lumineuses provenant d'une étoile. Lorsque celle-ci se rapproche, les longueurs d'onde des raies de son spectre lumineux sont plus courtes, le spectre est décalé vers le bleu: c'est le blueshift. Ce décalage est constaté sur les étoiles de la galaxie d'Andromède, ce qui montre que la galaxie d'Andromède se rapproche de  notre  galaxie, la voie lactée.

Lorsque l'étoile s'éloigne, les longueurs d'onde des raies de son spectre lumineux s'étirent, le spectre  est décalé vers le rouge: c'est le redshift (voir figure ci-dessous) observé pour la première fois par Hubble (astrophysicien américain 1889-1953).
Ce redshift observé sur la plupart des galaxies permet de penser que l'Univers est en expansion.                                                                                                                                                     

L'effet Doppler -Fizeau est le procédé le plus utilisé pour prouver l'existence d'une exoplanète,  planète orbitant autour d'une étoile autre que notre Soleil. Lorsqu'une planète tourne autour de son étoile, celle-ci subit des oscillations. L'étoile  se rapproche ou s'éloigne et l'on peut observer sur un spectrographe très perfectionné des fluctuations de son spectre.

Les astrophysiciens ont découvert à ce jour plus de 1000 exoplanètes. Peut-être découvrira-t-on un jour une exoplanète habitée??

La  Relativité

Selon Einstein, lorsqu'un corps solide a un mouvement uniforme à très grande vitesse par rapport à un repère galiléen (par exemple un repère terrestre), il y a contraction des longueurs  et  dilatation du temps.

Cela conduit à des paradoxes invraisemblables que l'on peut imaginer:
une voiture à très grande vitesse peut entrer dans un garage (ouvert aux deux bouts pour éviter qu'elle ne s'écrase!), la profondeur du garage étant plus courte que la longueur de la voiture, qui s'est contractée;
un jumeau resté sur Terre vieillira  beaucoup plus vite que son frère de retour après un voyage à très grande vitesse, le temps du voyageur s'écoulant beaucoup plus lentement que celui du jumeau resté sur Terre. Ce paradoxe a été l'objet de quelques films de science-fiction.

Mais on peut vérifier la réalité des résultats énoncés et démontrés par Einstein:
la contraction des distances et la dilatation du temps ont pu être observées sur les particules lancées à une vitesse proche de celle de la lumière dans les accélérateurs de particules;
les horloges atomiques de très grande précision de certains satellites voguant dans l'Univers, à grande vitesse, retardent très légèrement (d'une fraction infime de seconde mais mesurable) par rapport aux horloges atomiques terrestres.

Finissons avec un peu d'humour noir: un automobiliste roulant à très vive allure  vieillira moins vite........S'il a un accident il mourra plus jeune qu'il ne l'est réellement!

Le  mur du son

Dans l'air, tout projectile animé d'une vitesse égale ou supérieure à celle du son engendre une onde de choc qui se manifeste par un claquement, un BANG. On dit que le mur du son est franchi. Donnons quelques exemples:

Le Concorde(photo ci-dessus), cet avion de légende, pouvait atteindre la vitesse de Mach1 (une fois la vitesse du son) engendrant un BANG supersonique. Il pouvait dépasser Mach 2 (deux fois la vitesse du son).

Un Mirage 2 000, à la poursuite d'un avion suspect, a passé le mur du son et provoqué un BANG au-dessus de la Côte d'Azur le Vendredi 20 Septembre 2 013 vers 19h.

Félix Baumgartner se lance d'une altitude de 39 000m pour atteindre la vitesse de 1350km/h et franchir le mur du son le 14 Octobre 2 012, au dessus du désert du Nouveau Mexique.

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Exercice du Bac S France 2 012 : Quand on donne un coup de fouet, le mouvement du poignet engendre un déplacement de la mèche du fouet. La vitesse de l'extrémité de la mèche est le quotient de d (figure ci-dessus) par l'intervalle de temps entre les deux instants.On trouve une vitesse très supérieure à la vitesse du son. Aussi incroyable que cela puisse paraître, le claquement du fouet est encore un BANG supersonique!!