Cap sur les exoplanètes

 

L'observatoire du Pic du Midi

Je ne cesse de rêver, je m' évade en regardant cet observatoire aux multiples coupoles avec cette immense antenne radio:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le label R I C E

L'observatoire du Pic du Midi est situé dans les Hautes-Pyrénées à une altitude de 2876 m. En 2013 l'observatoire a obtenu  le  label     R I C E (Réserve Internationale de Ciel Étoilé) dont l'objectif est de limiter la pollution lumineuse dans la région environnante afin qu'elle jouisse d'un ciel étoilé d'une qualité exceptionnelle. Plus de la moitié des Hautes-Pyrénées (251 communes autour du Pic du Midi) est engagée par des réglementations, ententes, planifications des différents propriétaires ou administrateurs de la région afin de lutter contre le phénomène de pollution lumineuse.         

Le Néo-Narval

L'observatoire du Pic du Midi s'est doté d'un nouvel instrument astronomique le Néo-Narval, évolution du Narval. C'est un spectropolarimètre composé d'un spectrographe et d'un polarimètre.

 

Le spectrographe permet de voir les oscillations périodiques d'un étoile dues aux exoplanètes qui l'entourent: son spectre oscille périodiquement vers le rouge (le redshift) et le bleu (le blueshift).

 

Le polarimètre étudie la polarisation de la lumière d'une étoile magnétiquement active.

 

 

 

 

 

 le Néo-Narval est l'instrument encastré dans le Télescope Bernard Lyot en rouge. 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   Inauguration du Néo-Narval en 2020 par les équipes du Pic du Midi.        

 Rappelons qu'une exoplanète est une planète qui tourne autour d'une étoile, comme les planètes et la Terre tournent autour de notre étoile, le Soleil.

 

On compte aujourd'hui près de 4300 exoplanètes. En 1995 fut découverte la première exoplanète par les astrophysiciens genevois Michel Mayor et Didier Queloz qui obtinrent le Prix Nobel de Physique en 2019.

 

L'observatoire du Pic du Midi recherche ces exoplanètes si surprenantes. Y en aurait-il une qui ressemblerait à la Terre? Habitable? Qui aurait une certaine forme de vie?

La chasse aux exoplanètes continue!

                                                                     

Claude Monet

Claude Monet (1840-1926) est l'un des fondateurs de l'impressionnisme. A partir de 1890, il se consacre à des séries de peintures dans lesquelles il peint le même motif à différentes heures de la journée, à diverses saisons.

 

La série des cathédrales de Rouen

La série des cathédrales de Rouen est un ensemble de 30 tableaux peints par Claude Monet, représentant des vues du portail occidental de la cathédrale Notre-Dame de Rouen peintes sous des angles de vues et à des moments de la journée différents, réalisées de 1892 à 1894.

 

Voici, à titre d'exemples, deux des trente tableaux de la série:

                                                                   

Remarquez les changements de couleurs d'une cathédrale à l'autre, et cette lumière éblouissante!

 

La lumière est l'obsession de Claude Monet qui sera frappé de cataracte!

 

Aujourd'hui les tableaux de cette série sont répartis dans des collections privées ou des musées du monde entier.

 

La série des Nymphéas

Je suis allé au musée de l'Orangerie au jardin des Tuileries - Place de la Concorde à Paris.

 

Dans deux pièces ovales, la lumière naturelle qui provient depuis le toit vitré, éclaire les panneaux des Nymphéas  représentant le bassin de nénuphars peint par Monet à Giverny:

Monet a fait don de ces panneaux à l'Etat Français en hommage aux combattants tombés au champ de bataille pendant la première guerre mondiale. L'acte de donation fut signé devant notaire en 1922.    

 

Voici deux de ces si beaux panneaux:

Reflets d'arbres

Soleil couchant

 

 

 

 

 

 

 

L'amitié avec Clémenceau

Je ne peux m'arrêter là, sans parler de la grande amitié entre Monet (à droite) et Clémenceau (à gauche):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dans ses lettres, le Tigre (Georges Clémenceau) appelle son ami Monet son vieux hibou, son vieux crabe, son vieil homme des bois.

Bien souvent Clémenceau a soutenu, encouragé le peintre. C'est Clémenceau qui a fait installer la série des Nymphéas au musée de l'Orangerie.

 

 

Ma promenade en compagnie de Claude Monet s'achève. J'espère que cette promenade vous a plu. 

Un astéroïde porte le nom de ce peintre, c'est l'astéroïde (6676) Monet.

Le musée Rodin

Je ne sais combien de fois j'ai visité le musée Rodin qui se trouve près de chez moi. Récemment je l'ai redécouvert avec des amis venus de Megève pour le voir. Je vais vous raconter cette visite.

 

Le musée

Le musée Rodin est situé au 79 rue de Varenne à Paris (7ème):

    

Les sculptures de Rodin sont impressionnantes et riches en symboles, je ne cesse de les admirer. Voici les sculptures que j'ai vues, les plus belles du musée (il y en a beaucoup d'autres à Paris et dans le monde entier):    

Le penseur

C'est la plus célèbre sculpture en bronze de Rodin. Elle représente un homme en pleine méditation. Cet homme nu symbolise la pensée, la réflexion, l'intelligence, l'esprit universel.

L'homme est musclé, montrant ainsi une relation forte entre le corps et l'esprit.

 

Le baiser

C'est une sculpture en marbre d'un couple enlacé. Auparavant, Rodin avait fait plusieurs sculptures  en plâtre, en terre cuite ou en bronze.

Ce sont des assistants qui ont fait la sculpture en marbre, car Rodin ne savait pas tailler le marbre lui-même. Ce qu'on lui reprochait souvent.

Mais la beauté de cette sculpture est due au génie de Rodin et non à ses assistants!

L'homme qui marche

C'est une immense statue en bronze de hauteur 213,5 cm. Elle symbolise sans aucun doute le mouvement.

La Danaïde

Selon la mythologie grecque les filles de Danaos, les Danaïdes, avaient été condamnées à remplir éternellement une jarre sans fond pour avoir tué leurs époux le soir de leurs noces. 

Dans cette sculpture en marbre, Rodin montre une Danaïde sanglotant, la chevelure répandue dans l'eau qui s'écoule d'une jarre.

 

 

 

Une confrontation Rodin-Picasso

le baiser de Rodin et le baiser de Picasso ci-dessous laissent à penser qu'une confrontation entre les deux génies de l'art serait possible:

Une exposition sera organisée simultanément au musée Rodin et au musée Picasso à partir du 9 février 2021. Ce sera une confrontation du travail de Rodin et celui de Picasso. Elle révèlera des contacts entre ces deux monstres sacrés, des rencontres inédites, des convergences de certaines de leurs oeuvres.

 

Ce rendez-vous aura-t-il lieu? Attendons patiemment!....

 

J'espère que mon choix des sculptures de Rodin vous a plu.

 

                                                                       

                                  

   

 

La nécessité est la mère de l'invention

Je ne vous parlerai pas de trous noirs, ni d'exoplanètes, ni de galaxies. Restons sur Terre et faisons un peu de philosophie, cette nourriture de l'esprit.

 

La citation de Platon

"La nécessité est la mère de l'invention" est une citation de Platon, que l'on trouve dans La République ouvrage présenté sous forme de Dialogues Philosophiques. L'invention se fait-elle par nécessité? Peut-elle se faire sans qu'il y ait nécessité?

 

La nécessité engendre des inventions

C'est par nécessité, pour ne pas mourir de froid et de faim, que l'homme préhistorique a inventé le feu pour se chauffer et cuire des aliments.

 

C'est par nécessité, pour chasser des animaux et se nourrir, que l'homme a inventé des armes pour la chasse.

 

Par nécessité encore, pour se défendre, l'homme a inventé des armes de guerre.

 

C'est par nécessité, pour développer une immunité contre un agent infectieux, que le vaccin a été inventé.

 

Découvertes et inventions faites par hasard ou par accident   

Revenant de vacances, Alexander Fleming découvre que ses boites de cultures de staphylocoques sont recouvertes d'une moisissure d'un blanc verdâtre. Cette moisissure provient de l'étage d'en dessous où se trouve un laboratoire de mycologie, c'est un champignon microscopique, le pénicillium notatum. Fleming s'aperçoit qu'autour de la moisissure il existe des zones dans lesquelles les staphylocoques ont disparu, il émet alors l'hypothèse que c'est le pénicillium qui secrète une substance antimicrobienne qu'il appellera pénicilline. Fleming a découvert le premier antibiotique.

 

Un jour, Alfred Nobel fait tomber malencontreusement un flacon de nitroglycérine de son usine dans de la sciure de bois. Surprise! Il n'y a pas d'explosion! Nobel en déduit que c'est la sciure de bois qui absorbe le liquide explosif. Par la suite, il utilisera d'autres substances absorbantes pour fabriquer, sous forme de bâtonnets que l'on connaît, la dynamite:

 

Nobel fait fortune avec cette invention qui tue bien des milliers de personnes. Pris de remords et pour se racheter, il céda par testament toute sa fortune pour la création des Prix Nobel décernés à des personnes" ayant apporté le plus grand bénéfice à l'humanité". Ces prix sont toujours décernés à Stockholm, capitale de la Suède, le 10 décembre jour anniversaire de la mort du suédois Alfred Nobel, sauf le Nobel de la paix remis à Oslo, capitale de la Norvège.

Pery Spencer travaille dans un secteur militaire qui développe des technologies autour des radars. Un jour, il trouve dans sa poche une barre de chocolat qui a fondu. Il en déduit (après avoir fait l'expérience plusieurs fois) que cette fusion est due aux micro-ondes émises par les radars. Il invente le four à micro-ondes.

 

 

 

 

 

Le télescope le plus puissant du monde

Le E-ELT

E-ELT(European - Extremely Large Telescope) est un télescope géant européen en cours de construction appartenant à l' ESO (European Southern Observatory). Ci-dessous une vue futuriste de ce télescope:

 

Son site 

Le Chili est devenu un très haut lieu de l'observation astronomique, on y trouve le ciel le plus pur de la planète. Le E-ELT  sera situé au nord du Chili sur le Cerro Armazones (à 3060 m d'altitude), à 20 km à l'est du Cerro Paranal site des télescopes du VLT. 

Sa composition

Le miroir primaire de diamètre 39 m! est composé de 798 segments qui sont des petits miroirs hexagonaux de diamètre 1,45 m.

Le télescope a quatre miroirs secondaires.

                                                                                           

 

 

La lumière reçue par le miroir primaire M1 est réfléchie successivement sur les quatre miroirs secondaires M2, M3, M4, M5 pour parvenir au foyer F.

 

 

 

L'optique adaptative

Les trains d'ondes de lumière sont très perturbés dans leur passage dans l'atmosphère terrestre. On peut éviter ces perturbations en envoyant le télescope dans l'espace comme c'est le cas du télescope Hubble mais cela est impossible avec le télescope géant européen. L'optique adaptative permet de corriger les effets néfastes de la turbulence atmosphérique: un analyseur placé dans le télescope mesure les déformations des ondes de lumière, les transmet à un calculateur qui donne les ordres nécessaires aux miroirs M4 et M5 qui sont des miroirs déformables de manière à rétablir les trains d'ondes tels qu'ils étaient avant d'entrer dans l'atmosphère.

 

Les missions du E-ELT

Avec un miroir primaire de diamètre 39 m le E-ELT pourra recueillir 16 fois plus de lumière que les plus gros télescopes actuels et sera le plus puissant télescope du monde. 

L'ESO a de grandes ambitions:

• Détecter des exoplanètes (planètes tournant autour des étoiles).
• Détecter les nébuleuses où se nichent des pouponnières d'étoiles.
• Détecter les galaxies les plus lointaines.
• Reconstituer l'histoire de l'Univers. 

Vaste programme! La mise en service de ce télescope européen géant est prévue pour 2024.

 

C'est la course aux télescopes les plus puissants! Parallèlement au E-ELT deux autres télescopes géants sont en construction: le TMT (Thirty Meter Telescope) américain et le GMT (Giant Magellan Telescope) australien.

 

Le rover Perseverance

Pour savoir s'il existe (ou s'il a existé) de la vie sur Mars, les astrophysiciens vont tenter de ramener sur Terre des prélèvements du sol martien. Comment cet exploit sans précédent peut-il être réalisé?

  

 

Le rover Perseverance

 

 

 

 

 

 

 

Un rover (ou astromobile) est un robot, un véhicule pouvant se déplacer sur la planète.

Le rover Perseverance est le cinquième rover qui sera déposé sur la planète rouge, après Sojourner, Spirit, Opportunity et Curiosity.

 

Le lancement du rover

Le lancement par la NASA du rover Perseverance par une fusée Atlas V a eu lieu jeudi 30 juillet à 13 h 50, heure de Paris, depuis Cap Canaveral en Floride.

Pour arriver sur Mars, Perseverance va voyager pendant près de 7 mois et parcourir 480 millions de km. Il emporte un mini-hélicoptère:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Ce sera, si tout se passe bien, le premier vol d'un appareil sur une planète!

 

La mission de Perseverance 

Perseverance se posera dans le cratère Jezero de diamètre 49 km. Ce cratère abrite un ancien delta de rivière qui débouchait il y a 3,5 milliards d'années dans un lac. La présence d'argile dans le delta montre que la région était riche en eau. C'est là que la vie a pu exister.

Perseverance prélèvera une trentaine d'échantillons, des petites carottes géologiques, qu'il mettra dans des tubes étanches et qu'il déposera sur le sol martien au fur et à mesure de sa progression, comme le Petit Poucet qui fit tomber des petits cailloux pour retrouver le chemin.

 

Retour sur Terre des échantillons martiens  

Pour ramener les échantillons précédents, trois missions seront effectuées par la NASA et l'ESA:

• Envoyer un rover pour collecter les tubes d'échantillons précédents et les mettre dans un conteneur.
• Mettre en orbite autour de Mars le conteneur.
• Ramener sur Terre le conteneur.
  

L'atterrissage du conteneur est prévu pour 2031.

On a peine à croire à une telle réalisation, dont le coût sera de plusieurs milliards de dollars!

                                  

Les lois de Képler

"La régularité, la perfection des trajectoires des planètes, leur harmonie, leur variété prouvent bien une intervention divine, l'existence de Dieu" dirait Képler.

Tycho Brahé 

Les lois de Képler n'existeraient pas sans les observations de Tycho Brahé. 

Tycho Brahé (1546-1601) est un astronome danois. C'est le dernier des astronomes de l'ère précédant l'invention de la lunette astronomique et du télescope. Ses observations se faisaient à l'oeil nu avec les instruments ci-dessous:

Comment avec de tels instruments, sans lunette astronomique ni télescope, à l'oeil nu,Tycho Brahé a-t-il pu faire des mesures d'une précision remarquable? Pendant plus de vingt ans, jour après jour, il accumula des données, un véritable trésor qu'il transmit à Képler

 

 

Johannes Képler

Johannes Képler (1571-1630) est un mathématicien. Le 4 février 1600 fut un jour béni dans l'histoire de l'astronomie: Tycho Brahé rencontra Johannes Képler à Prague (à l'époque, capitale de la Bohème). Celui-ci reprit tous les dossiers, en particulier celui de la planète Mars. Quelques années plus tard, après bien des calculs, Képler formula ses fameuses lois qui s'appliquent à Mars, aux autres planètes et à la Terre.

Les trois lois de Képler 

• 1609. Loi des orbites. L'orbite d'une planète est une ellipse dont le Soleil est l'un des foyers:
  
  

  

  La somme des distances de la planète aux deux foyers  F1 et F2 est constante.
  Remarque: toutes les planètes tournent autour du Soleil dans le sens rétrograde (sens inverse des aiguilles d'une montre, indiqué par une flèche sur la figure).

•  1609. Loi des aires. L'aire balayée par le rayon Soleil-Planète est proportionnelle au temps. Ce qui signifie qu'à des intervalles de temps égaux les aires balayées sont égales. Par exemple     S1 =  S2 sur la figure:    
  
  Dans le même intervalle de temps, l'arc décrit par la planète au voisinage du périhélie est beaucoup plus grand que l'arc décrit au voisinage de l'aphélie donc la vitesse de la planète est  beaucoup plus grande au voisinage du périhélie qu'au voisinage de l'aphélie, la planète va de plus en plus vite quand elle s'approche du Soleil et ralentit quand elle s'en éloigne.

          La vitesse de la planète est maximale au périhélie et minimale à l'aphélie.

• 1618. Loi des périodes. Le carré de la période de révolution d'une planète autour du Soleil est proportionnel au cube du grand axe de l'ellipse.

 Si P est cette période et 2a la longueur du grand axe de l'ellipse (la distance entre le périhélie et l'aphélie), le rapport            

  P² / (2a)³    

 est constant, le même pour toutes les planètes.

La révolution copernicienne, le triomphe de l'héliocentrisme

Copernic fut le premier à affirmer que ce sont les planètes et la Terre qui tournent autour du Soleil, c'est l'héliocentrisme, et non le contraire le géocentrisme: le Soleil tourne autour de la Terre.
A cette époque, l'église n'admettait pas l'héliocentrisme. Giordano Bruno fut brûlé vif pour avoir soutenu l'héliocentrisme, Galilée dut abjurer devant le tribunal de l'Inquisition son soutien à Copernic. A la même époque Képler confirma brillamment par ses lois cet héliocentrisme.                                       

  




           

L'hydrogène

Qu'est-ce que l'hydrogène? Le Soleil et les étoiles en brûlent sans cesse, on le trouve abondamment dans l'eau et les hydrocarbures (pétrole, gaz, composés uniquement de carbone et d'hydrogène). Est-ce l'énergie de l'avenir? Le mot "hydrogène" a jailli trois fois de la bouche du Président de la République lors de son interview du 14 juillet.

Qu'est-ce que l'hydrogène ?

L' atome d'hydrogène de symbole chimique H est formé d'un noyau, le proton, autour duquel gravite un électron.




A l'état gazeux c'est le dihydrogène qui se forme, dont la molécule H₂ est constituée de deux atomes d'hydrogène.

Comment le fabrique-t-on?

L'hydrogène n'existe pas à l'état pur, on le fabrique essentiellement par l'un des deux procédés suivants:

• Par électrolyse de l'eau. Une molécule d'eau H₂O est constituée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène. Le passage d'un courant électrique continu décompose l'eau en dihydrogène et dioxygène qui se déposent sur deux électrodes (figure ci-dessous). Cette décomposition se fait suivant la réaction:                  H₂O → H₂ +1/2 O₂ 

Un électrolyte (Dans le schéma ci-dessus vous lisez en bas à droite: Plus some salt or acid) favorise le passage du courant donc la décomposition de l'eau.
Cette fabrication de l'hydrogène est propre (sans émission de polluants).
Ce procédé est très utilisé pour fabriquer et stocker de l'hydrogène, en particulier dans les piles à hydrogène.

• Par vaporeformage du méthane. Le gaz naturel est essentiellement composé de méthane CH₄. En présence de vapeur d'eau, on obtient un gaz riche en hydrogène suivant le schéma:
  

 

Cette fabrication de l'hydrogène est loin d'être propre puisqu'il y a aussi une émission de gaz à effet de serre: le monoxyde de carbone CO, le dioxyde de carbone (gaz carbonique) CO₂ et encore du méthane CH₄.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vaporeformage du méthane par "Air Liquide"

 

 

L'hydrogène est l'énergie de l'avenir

L'hydrogène est très largement utilisé dans l'industrie. C'est la source d'énergie de l'avenir:

• Les véhicules électriques. L'hydrogène provient d'une batterie que l'on recharge ou d'une station à hydrogène. C'est la combustion de cet hydrogène qui produit l''électricité au véhicule. Cette combustion est une énergie propre puisqu'elle donne de l'eau  suivant la réaction:                  H₂ +1/2 O₂ → H₂O

•  Le stockage d'énergie renouvelable. L'électricité produite par les éoliennes ou les panneaux solaires est une énergie renouvelable propre. Mais cette électricité  n'est disponible que par intermittence (suivant la météo), c'est pourquoi on la transforme en hydrogène par électrolyse de l'eau, que l'on stocke pour l'utiliser ultérieurement, au moment voulu.

Un Plan Hydrogène français sera mis en application cet automne.

Une étoile est née!

Nous aimons toujours contempler les étoiles par une belle nuit étoilée. Nous ne cessons d'apprécier les bienfaits d'une étoile bien particulière: notre Soleil. Les milliards de galaxies sont formées de milliards d'étoiles. Mais qu'est-ce donc qu'une étoile? Comment apparaît-elle dans notre univers? Comment disparaît - elle?

Une étoile est née!

Sous l'effet d'une onde de choc, soudain, une nébuleuse, immense nuage de gaz et de poussières, se fragmente en une multitude de nuages. Chacun de ces nuages se contracte, s'effondre sur lui-même et des grumeaux de matière se forment, s'attirent, s'agglomèrent, la température et la pression montent à tel point que la matière entre en fusion, elle s'allume et brille. Une étoile est née! 

Son entrée dans une pouponnière

C'est un"bébé-étoile", une protoétoile, qui arrive dans le ciel avec une multitude d'autres "bébés" provenant de la même nébuleuse et formant une véritable pouponnière de bébés-étoiles.

En février 2 020, les radiotélescopes géants ALMA et V L A ont pu observer des "bébés-étoiles" à peine âgés de 10 000 ans! dans la nébuleuse d'Orion. Les astronomes s'en sont donnés à coeur - joie pour les observer. Chaque point jaune de la nébuleuse ci-dessous est un bébé-étoile observé par les deux radiotélescopes:       

On a pu  reconstituer la pouponnière ci-dessous:

Les astronomes prennent tout leur temps pour étudier la formation de ces systèmes planétaires.

La jeunesse d'une étoile

Le "bébé-étoile" grandit, sa masse augmente de plus en plus par accrétion (attraction) de matière. La jeune étoile continue de se nourrir ainsi jusqu'à ce qu'elle devienne suffisamment massive, la température atteignant plusieurs millions de degrés.

Une étoile adulte

Une nouvelle fusion de la matière est amorcée, l'étoile devenue adulte brûle de l'hydrogène pour donner de l'hélium pendant des milliards d'années, comme notre Soleil. Des réactions thermonucléaires en chaîne se produisent.

La fin de vie

La mort d'une étoile peut être accidentelle: l'étoile peut tomber dans un trou noir. J'en ai parlé à maintes reprises. L'étoile est dévorée par un ogre, un trou noir, en dégageant des bouffées de rayons X et de rayons gamma.

En dehors de ces accidents, la fin de vie est bien agitée et variée. Lorsqu'une étoile a cessé de brûler tout son hydrogène en son coeur,  il y a encore combustion de l'hydrogène de la périphérie, l'étoile se dilate et devient une géante rouge. Ensuite son évolution dépendra de sa masse, deux cas peuvent se produire:

• Si l'étoile est peu massive (comme notre Soleil), la matière des couches externes est expulsée dans l'espace pour former une nébuleuse planétaire et le coeur de l'étoile devient une étoile naine blanche qui se refroidit lentement pour devenir un astre mort appelé naine noire.

• Si l'étoile est massive (de masse plusieurs fois celle du Soleil), une formidable explosion brillante comme plusieurs centaines de millions de soleils, une supernova, illumine le ciel. Ensuite les résidus deviendront une étoile à neutrons (un pulsar) émettant de la lumière à la manière d'un phare ou encore un trou noir de densité énorme d'où la lumière ne peut s'échapper.

Comme vous le voyez, la vie d'une étoile n'est pas un long fleuve tranquille. Rassurez-vous, notre étoile, le Soleil, est bien loin du trou noir de la Voie Lactée et il a encore 4 milliards et demi d'années pour brûler tout son hydrogène.

Si une multitude d'étoiles meurent tous les jours, des pouponnières de "bébés-étoiles"apparaissent sans cesse. La vie continue, même chez les étoiles!

Massada

 Au cours d'un voyage en Israël j'ai visité les sites de Massada et de la Mer Morte. Des sites ô combien chargés d'histoire, que je vais évoquer.

 

La forteresse de Massada

J'ai pris le téléphérique que voici:

Je suis arrivé à la forteresse de Massada:

C'est une forteresse en ruine, la vue est magnifique, exceptionnelle! Dans toutes les directions. On peut voir, au fond, la Mer Morte. La rampe des assaillants romains est toujours visible, en avant-plan.

Hérodion le palais du roi Hérode 1er

J'ai aussi visité à Massada les ruines du somptueux palais, Hérodion, construit par Hérode 1er, roi de Judée (entre 73 av. J.C. et 4 av. J.C.), je me suis empressé de prendre deux photos des "bains" de ce palais:

Les mosaïques sont intactes!

Des vestiges des thermes du palais.

 

 

Le dernier bastion de la résistance juive

Massada est célèbre pour être le dernier bastion de la résistance juive face aux Romains. Un millier de Juifs religieux, les Zélotes, étaient réfugiés à Massada. Après deux années de siège, en l'an 73, les Romains réussirent à envahir la forteresse pour ne trouver ..... que des cadavres! Pour ne pas se rendre, les Zélotes s'étaient suicidés, ce fut un suicide collectif!

Aujourd'hui les soldats du Tsahal, l’armée israélienne, y prêtent serment en prononçant ces mots: « Massada ne tombera pas une nouvelle fois »(« Chenit Matzada lo tipol, שנית מצדה לא תיפול »).

La Mer Morte

Descendant de la forteresse, j'arrive à la Mer Morte, grand lac salé de 810 km2, à 420 m au-dessous du niveau de la mer entre Israël, la Cisjordanie et la Jordanie, alimenté par le Jourdain. On y prend des bains de boue pour soigner des maladies de la peau comme le psoriasis ou l'eczéma. 

Personnellement j'y suis allé non pas pour me soigner mais pour avoir le plaisir de flotter sur l'eau, de lire paisiblement mon journal: la salinité de l'eau et sa densité sont tellement grandes que la poussée d'Archimède me maintient aisément sur l'eau.







Je ne peux pas parler de la Mer Morte sans évoquer les fameux Manuscrits de la Mer Morte, fragments de parchemins ou rouleaux écrits en hébreu, en grec ou en araméen entre le IIIème siècle av. J. C. et le 1er siècle ap. J.C. Ils ont été découverts en 1947  dans des grottes à Qumran en Cisjordanie au bord de la Mer Morte. Ces manuscrits constituent l'une des plus grandes découvertes archéologiques mondiales: c'est une véritable révolution dans la connaissance de la Bible, du judaïsme et du christianisme.

Souvenirs! Souvenirs! J'ai aimé partager avec vous mon retour à Massada et à la Mer Morte. Je pense encore au courage et à la résistance des Zélotes.

"Mourir plutôt que de se rendre" pourrait-être leur devise. 

Les lentilles gravitationnelles

Je reviens sur ce phénomène de l'astrophysique: les lentilles gravitationnelles. Je vais faire une synthèse de leurs applications que j'ai déjà données, et que je vais compléter. Je ne donnerai ni calculs ni équations, rassurez-vous!

 

La déviation des rayons lumineux par un corps massif 

Rappelons l'une des conséquences de la théorie de la relativité générale d'Einstein:
tout corps massif (étoile, galaxie, planète, trou noir,....) dévie les rayons d'une source lumineuse, qui s'en approchent.
Ce phénomène remarquable fut vérifié en 1919 par Sir Arthur Eddington, le corps massif étant le Soleil et la source lumineuse une étoile:

Eddington observa des étoiles situées dans l'amas des Hyades avant et pendant une éclipse de Soleil et mesura leurs déviations.

 

 

L'amplification du flux lumineux par un corps massif

Le deuxième phénomène remarquable est l'amplification du flux lumineux de la source par un corps massif. Ce corps massif focalise les rayons lumineux provenant de la source comme une lentille, c'est ce qu'on appelle une lentille gravitationnelle. Cette lentille peut donner des effets curieux.

 

L'anneau d'Einstein

Lorsque la source lumineuse, le corps massif et l'observateur sont alignés, on voit un anneau qui entoure le corps massif:

Superbe anneau d'Einstein observé par le télescope spatial Hubble.

La croix d'Einstein

Lorsque la source lumineuse, le corps massif et l'observateur ne sont pas alignés, on observe une multiplication de l'image de la source:

La source lumineuse est un quasar (un noyau de galaxie) situé à 8 milliards d'années-lumière. La galaxie-lentille située 20 fois moins loin, à 400 millions d'années-lumière, donne 4 images du quasar autour de la galaxie-lentille.

Détection d'une exoplanète

Il existe diverses façons de détecter des exoplanètes, ces planètes tournant autour d'une étoile (voir mon article: "La chasse aux exoplanètes" du 28/01/2015). L'une des méthodes est "La méthode des mico-lentilles gravitationnelles".
L'image de la source lumineuse est amplifiée deux fois: d'abord par une étoile - lentille gravitationnelle, ensuite par une exoplanète, planète tournant autour de cette étoile. Cette exoplanète est une lentille plus petite d'où son nom de micro-lentille gravitationnelle:

On a observé ces deux amplifications (graphique ci-contre):
- dans la nuit du 31 Juillet 2005 par l'étoile-lentille OGLE-2005-BLG-390 L, 
- dans la nuit du 10 Août 2005 par sa planète OGLE-2005-BLG-390 L b (la petite bosse qui a été agrandie plus haut à droite). 
Chaque point représente une mesure de l'éclat de l'étoile-source, la couleur de ce point correspond au télescope où l'observation a été faite. Les télescopes répartis sur différents continents (OGLE et Danish au Chili, Robonet aux Canaries et à Hawaï, Canopus et Perth en Australie, MOA en Nouvelle-Zélande) se sont relayés pour construire, la nuit, la courbe ci-dessus. Pour ces astronomes le Soleil ne se levait   jamais!

 

Détection de matière noire

Ce sont des halos, des cocons de matière noire enveloppant chacune de quatre galaxies, qui donnent les images  (les arcs bleutés) d'une galaxie plus lointaine.





On est stupéfaits par les performances des télescopes qui permettent de faire des observations si lointaines et si précises de notre univers.

J'espère encore vous avoir appris quelque chose!.....

Escale à Santorin

Je ne vous emmènerai pas cette fois parmi les trous noirs, les étoiles ou les galaxies, nous resterons sur Terre pour visiter une île paradisiaque.

L'escale 

C'est au cours d'une croisière sur le Costa Mediterranea, que j'ai visité Santorin.
L'escale du paquebot a été de courte durée, de 8h à 14h, soit 6h. Ce sont six heures inoubliables! J'ai été émerveillé par des paysages uniques au monde!

Santorin

Santorin est une île grecque de l'archipel des Cyclades, en mer Egée:

Santorin est la grande île de droite ayant la forme d'un croissant étiré vers le nord. Son littoral occidental est constitué de falaises dont l'altitude décroît progressivement vers la côte orientale.

Au centre, quelques rochers à peine visibles sur la photo émergent de la mer. Ce sont des traces de la caldéra qui signifie, en portugais ou en espagnol, chaudron. C'est un chaudron volcanique dont l'éruption eut lieu au XVI ème siècle av. J.C.

En face de l'île de Santorin, vous voyez la grande île de Thirassia.

Les plages de Santorin

Comme elles sont belles, les plages de Santorin! D'une grande diversité, elles attirent beaucoup de monde. Ce sont des plages de sable fin noir ou de galets noirs ou rouges ou blancs de lave volcanique. La plus belle peut-être est "la plage rouge"ci-dessous au pied d'une falaise de couleur rouge:

 

L'harmonie en blanc et bleu    

Quittons les plages et promenons-nous sur l'île. On est fascinés par ce blanc et ce bleu éclatants de luminosité:     

  

Petite chapelle bysantine d'Imerovigli, village huppé de Santorin.

 

 

 

Les maisons blanches coiffées de coupoles bleues  

 

Quelle vue superbe! Imprenable sur la mer Égée depuis Fira petit village magique de Santorin à l'ouest de l'île, au bord d'une falaise surplombant la caldéra.

Vue depuis le village d'Oia, la pépite de Santorin au nord de l'île.

                                                                                                                                                                                    

Les moulins d'Oia

Il existe encore à Oia des moulins si caractéristiques de la Grèce.

 

La danse d'une étoile

Quelle magnifique rosace semble dessiner cette étoile!

 

     








C'est, bien sûr, une vue d'artiste.

Le trou noir Sagittarius A*

Sagittarius A*  est un trou noir super massif de masse environ quatre millions de fois la masse du Soleil. Il est dans la constellation du Sagittaire au centre de notre galaxie, la Voie Lactée. Ce trou noir est un "trou", un puits dans lequel tombent les étoiles, "noir" car il n'émet aucune lumière, seulement des bouffées de rayons X et de rayons gamma, des soupirs en quelque sorte des étoiles englouties!

L'étoile S2

L'étoile S2 est une étoile de faible luminosité, très proche de Sagittarius A*. La lettre S désigne une étoile située à moins d'une seconde d'arc du trou noir, l'indice 2 signifie qu'elle est la 2ème étoile de ce type.

Depuis 27 ans, l'étoile S2 est observée par les astronomes de l'ESO (European Southern Observatory). Au Cerro Paranal, dans le désert d'Atacama au Chili, les astronomes suivent cette étoile à l'aide du télescope géant, le VLT (Very Large Télescope). Son orbite est une ellipse décrite autour du trou noir Sagittarius A* en 16 ans environ. En 27 ans l'étoile a donc accompli près de deux orbites complètes.

 

La danse de S2

Le 16 avril 2020, la revue Astronomy & Astrophysics a publié les résultats des observations faites avec l'interféromètre Gravity du VLT. Elle a bien confirmé l'existence et la masse du trou noir, mais elle a aussi fait une constatation très surprenante: 

l'étoile S2 ne décrit pas une ellipse autour du trou noir selon la théorie de la gravitation de Newton mais une succession d'ellipses, chacune d'elles étant en rotation par rapport à la précédente, comme l'avait prédit Einstein dans sa théorie de la relativité générale.

Vous pouvez voir cette succession d'ellipses ci-dessous:
                                   

On voit beaucoup mieux ce mouvement, exagéré, sur la vue d'artiste du début de mon article. L'étoile semble "danser" en décrivant une magnifique rosace.

S2 finira bien par être engloutie par l'ogre Sagittarius A*. Des milliards d'autres étoiles naîtront et brilleront dans la Voie Lactée. Certaines d'entre elles danseront encore autour du trou noir dont la masse sera florissante.

La disparition de l'antimatière

C'est cet article de la revue Nature publié le 16 avril 2020 qui a attiré mon attention: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                 

Il s'agit de "la violation de la symétrie matière-antimatière dans les neutrinos" que je vais tenter de vous expliquer. 

Qu'est-ce que l'antimatière?

C'est le physicien britannique Paul Dirac (prix Nobel de Physique 1933) qui imagina et prédit dès 1927 l'existence de l'antimatière. Elle est constituée d'antiparticules.

A  chaque particule de matière on peut associer une antiparticule, sa "soeur jumelle". Particule et antiparticule associées ont même masse, même spin (caractéristique quantique), mais des charges opposées.

À un électron, un proton, un quark, un neutrino, on peut associer respectivement un anti-électron, un antiproton, un antiquark, un antineutrino.

À un atome d'hydrogène formé d'un proton autour duquel gravite un électron (en rouge sur la figure), on peut associer un atome d'antihydrogène formé d'un antiproton autour duquel gravite un anti-électron (en vert).

 

 

 

 

Les oscillations du neutrino et de l'antineutrino

Le neutrino peut prendre trois "saveurs": la saveur électronique, la saveur muonique et la saveur tauique suivant qu'il est associé à l'électron, au muon ou au tau. Il est appelé respectivement: neutrino électronique, neutrino muonique et neutrino tauique.

L'oscillation d'un neutrino est le passage du neutrino d'une saveur à une autre.

On définira, de même, les saveurs et les oscillations de l'antineutrino. 

L'expérience T2K 

L'expérience T2K se déroule au Japon où plus de 500 physiciens du Japon, de l'Europe, des États-Unis collaborent depuis plusieurs années.

Un accélérateur de particules, le J-PARC, situé sur la côte Est du Japon produit deux faisceaux de neutrinos et d'antineutrinos muoniques envoyés alternativement dans le détecteur Super-Kamiokande situé sur la côte Ouest à 295 km:

Le Super-Kamiokande est une cuve cylindrique immense de 40m de haut, 40m de diamètre et remplie de plus de 50 000 tonnes d'eau purifiée. Cette cuve est implantée à 1000 m de profondeur et est tapissée de 13 000 détecteurs. Vous pouvez voir sur la photo deux techniciens dans une barque flottant sur une eau ultra-pure au-dessus des détecteurs. Vous avez une idée de la taille de la cuve!

Un nombre significatif de neutrinos électroniques a été observé dans le Super-Kamiokande, beaucoup plus que d'antineutrinos électroniques, beaucoup plus que prévu. Ce qui montre que les neutrinos muoniques ont oscillé bien plus souvent que les antineutrinos muoniques.

Cette expérience a été faite de nombreuses fois, au cours de plusieurs années, et dans des conditions différentes, pour arriver au même constat.

 

L'asymétrie matière-antimatière

C'est cette différence entre le grand nombre d'oscillations du neutrino et le nombre beaucoup plus petit d'oscillations de l'antineutrino qui montre un comportement différent, une asymétrie entre le neutrino et l'antineutrino. Il y a donc une asymétrie entre toute particule de matière et l'antiparticule associée.

Que s'est-il passé au début du Big Bang?

Au tout début du Big Bang, dans les toutes premières fractions de seconde, matière et antimatière se sont annihilées, seul un résidu de matière a donné naissance à toute la matière actuelle, à la nature, à la vie, à l'univers qui nous entoure. Que s'est-il passé?

Dans l'affrontement matière-antimatière, ce sont les particules de matière qui ont beaucoup plus d'oscillations que les particules d'antimatière associées qui ont subsisté.

La probabilité d'existence d'une particule de matière est beaucoup plus forte que celle de l'existence de l'antiparticule associée. C'est une probabilité quantique.

L'Hyper-Kamiokande

La recherche ne s'arrête pas là, dans quelques années le Super-Kamiokande sera remplacé par l'Hyper-Kamiokande déjà en construction. Ce n'est pas de la science-fiction! Il sera beaucoup plus performant, sa cuve contiendra 260 000 tonnes d'eau ultra pure!