ASTRONOMIE

31 juillet 2020

PEUT MIEUX FAIRE

mais c'est plus cher .....  La Lune, Alcor et Mizar (étoile double de la Grande Ourse) et le "petit" monde de Jupiter ..... c'est pas terrible, mais au vu du matériel de prise de vue, tout s'essaie !!!!!

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PHOTOS LUNAIRES

Ce jeudi 30 juillet, nouveaux essais de prises de vue: malgré une atmosphère peu propice aus observations (turbulences atmosphériques, autrement dit seeïng un peu pourri) voici quelques images prises derrière un oculaire de 8 mm avec mon smartphone et sans appui (c'est pas de la soie)       mais un nouveau bricolage est en cours ...... à suivre !!!!!

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21 juillet 2020

FEU D'ARTIFICE

La galaxie NGC 6946 surnommée le feu d'artifice est distante de plus de 22 millions d'années-lumière et elle présente la particularité de se trouver exactement sur la limite entre les constellations du Cygne et de Céphée. Ce sont ses nombreuses explosions stellaires qui attirent l'attention: depuis 1917, neuf supernovae ont été observées dans les bras de cette galaxie spirale en apparence paisible.... d'où son surnom bien mérité !!!!!

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GALAXIE GEANTE

Bien des galaxies sont plus imposantes que la Voie Lactée. A ce jour, IC 1101 détient tous les records, en effet cette élliptique mesure 6 millions d'années lumière d'un bout à l'autre; Cet espace dépasse le double de la distance entre la Voie Latée et M 31. On y compterait pas moins de 100 000 milliards d'étoiles contre environ 200 milliards pour notre galaxie ..... ce n'est pas la proche banlieue, car ce "monstre" est situé à plus d'un milliard d'années- lumière de nous.

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LA LIGNE DES GLACES

Nommée également ligne des neiges, cette région d'un système planétaire est la frontière où les molécules simples (volatiles) se condensent en grains solides glacés. En deça de cette ligne (nommée également ligne des neiges) les éléments simples seront à l'état gazeux (dihydrogène H2, diazote N2, dichlore Cl2, eau H2O, ammoniac NH3, sulfure d'hydrogène H2S, dioxyde et monoxyde de carbone CO2/CO, méthane CH4, éthane C2H6 pour exemples) Pour le système solaire, cette ligne est estimée à un peu moins de 5 unités astronomiques (700 millions de km environ) du Soleil, bien après la ceinture d'astéroïdes et juste avant l'orbite de Jupiter..... Ce qui marque la franche séparation entre les planètes telluriques (rocheuses) et les autres planètes (les géantes gazeuses telles Jupiter et Saturne et les géantes glacées telles Uranus et Neptune) A l'intérieur des épaisses atmosphères de ces géantes, les éléments se trouvent sous forme liquide ou solide à cause des fortes pressions exercées....... Cependant, la distance à une étoile de sa ligne des glaces varie selon chaque élément chimique, tout dépend de la température du lieu où l'élément passera de l'état gazeux à l'état solide (glacé, donc) On comprend aisément que plusieurs lignes sont présentes et il est donc difficile de donner une mesure de distance !!!! c'est pour celà que l'on se base couramment sur la ligne de l'eau ...... Vous avez bien compris que plus on s'éloigne de l'étoile plus la température "ambiante" baisse ..... Un exemple bien concret est celui des anneaux de Saturne, formés majoritairement de glaces et donc visuellement très brillants de par leur albédo (pourcentage de lumière solaire réfléchie)

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17 juillet 2020

QUELQUES IMAGES de TITAN pour l'article qui suit

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AUTOUR DE SATURNE

Nous allons faire un survol de Titan, la principale lune de Saturne. Bien détectable en observation, cette "grosse" boule orangée ne nous montre que son épaisse atmosphère (un peu comme Vénus) mais c'est en dessous que se passe le plus intéréssant. Titan a été découvert le 25 mars 1655 par Christian Huygens. C'est le deuxième plus gros satellite naturel du système solaire après Ganymède (satellite de Jupiter)     Avec un diamètre de 5151 km (plus gros que la planète Mercure) il se trouve à orbiter autour de sa planète à une distance moyenne de 1 221 870 km. C'est un astre principalement composé de roches (silicates) et de glaces, mais pas que !!!! sa surface du point de vue géologique est jeune, elle ne possède que peu de cratères d'impacts observés et on remarque également quelques formations comme des dunes, des cryovolcans, mais l'on peut dire que sa surface demeure plate et lisse car des phénomènes actifs sont présents, tels des précipitations et des tempêtes de poussières organiques qui favorisent une érosion. Malgré des conditions invivables pour les Humains, Titan est le satellite qui ressemble le plus à notre planète ...... Essayons de pénétrer cette atmosphère épaisse de 600 km environ pour voir ce qui se cache en dessous, après un bref résumé de ce monde à part entière......

Appelé également Saturne VI, Titan est une des lunes les plus intrigantes. C'est une boule glacée qui se situe à une moyenne de 1,4 milliards de km du Soleil ce qui fait qu'il reçoit une lumière 100 fois plus faible que la Terre. Ce corps rocheux malgré une température de surface aux alentours de - 180°C présente des étendues liquides avec une cycle de pluie qui les réapprovisionne, ce qui veut dire que ces étendues ne sont pas de l'eau comme on pourrait le penser car elle serait gelée en permanence. Ces lacs, rivières et mers sont remplis d'hydrocarbures liquides (méthane, éthane) donc ces molécules existent, en effet, sous forme liquide grâce aux températures très basses; Titan est la seule lune dotée d'une atmosphère aussi épaisse et d'une pression 60% supérieure à la pression atmosphérique terrestre. Son atmosphère est composée majoritairement d'azote (95% env.) et de méthane ( 5% env.) plus quelques traces de composés carbonés, ce qui créé ce brouillard légèrement orangé. La présence d'atmosphère et de liquide en surface permettent un cycle d'évaporation et de condensation créant, ainsi, des nuages de glace de méthane et ce cyanure d'hydrogène ainsi que des précipitations  de pluie de méthane. Aucune autre lune de notre système présente un tel cycle météorologique. La question qui embarrasse est: comment se fait le réapprovisionnement de l'atmosphère quand on sait que la lumière solaire désintègre le méthane présent en périphérie de cette atmosphère..... car le taux de méthane détruit est remplacé par des quantités un peu supérieures..... La suggestion la plus retenue serait une activité volcanique comme sur Terre. Une autre hypothèse met également en jeu des transformations chimiques d'éléments d'origine cométaire déposés sur le sol de Titan et qui  pourraient alimenter (en petites quantités) via le cycle météorologique  l'atmosphère de Titan ..... Nous pouvons également signaler des changements de saison (une saison sur Titan dure 4 années) des tempêtes de poussières de molécules organiques soulevées des dunes par le vent et qui s'étendent sur de grandes surfaces ( les dunes sont formées de grains d'hydrocarbures foncés) ....... Pour résumer, les recherches suggèrent que Titan pourrait avoir un océan souterrain préservé du froid avec peut-être cette fois-ci de l'eau en plus grande quantité (?) on dit également que les conditions seront plus hospitalières quand la température du Soleil se mettra à grimper (attendre quelques un à quelques milliard d'années)    La couche externe de ce corps est découplée: eau glacée et clathrates, autrement dit des composés d'origine organiques comme ici du clathrate de méthane (on peut dire aussi hydrate) 

Comme la plupart des lunes, Titan a une rotation synchrone ou plutôt asynchrone du fait qu'une atmosphère épaisse par l'intermédiaire des mouvements "d'air" et des frottements avec la surface du corps permet malgré tout un cycle diurne différent de celui que l'on aura avec une rotation parfaitement synchrone avec sa planète..... Avant les exoplanètes, si on se tournait vers ces lunes que l'on prenait pour des astres "morts"      Et encore, je n'y connais pas grand chose sur ces satellites naturels, mais ce qui me console ....... je pense ne pas être le seul, même parmi les spécialistes ..... A vos sondes, Messieurs !!!!!

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16 juillet 2020

INFORMATION

Comme vous l'avez remarqué, le blog est moins fourni en ce moment. Dans quelques semaines, de nouveaux articles seront exposés sur des sujets différents et ce blog sera remanipulé dès que possible..... Bonnes vacances à tous et à bientôt....... astronomiquement vôtre ....

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EXPANSION DE L'UNIVERS

Le principe cosmologique décrit un Univers comme homogène et isotrope: peu importe la direction dans laquelle nous observons, l'Univers montre les mêmes propriétés sur les grandes échelles; Celà comprend également l'expansion de cet Univers isotrope...... celui-ci s'étend de la même manière dans toutes les directions (la loi de Hubble permet de calculer la vitesse de fuite des galaxies selon leur distance)    cependant, des données récentes issues de l'étude de plusieurs centaines d'amas galactiques sembleraient démontrer le contraire avec toutes les conséquences que celà impliquerait ........ Malgré quelques différences locales, l'étude du fond diffus cosmologique (CMB à 380 000 ans après le big-bang) et sa répartition uniforme suggère qu'à cette époque l'Univers devait s'étendre rapidement au même rythme dans toutes les directions. Aujourd'hui il semblerait que ce ne serait peut-être pas le cas...... Les scientifiques ont utilisé des mesures de température aux rayons X du gaz extrêmement chaud qui imprègne les amas (ceux étudiés ici) et ils ont comparé les données avec la luminosité de ceux-ci dans le ciel. Selon la théorie, les amas de même température et situés à des distances similaires devraient apparaître de façon quasi identique. Mais voilà, les amas avec les mêmes propriétés et températures similaires semblaient être moins brillants dans une certaine direction du ciel et plus lumineux dans une autre direction avec une différence tout de même non négligeable de 30%. Ces différences ne sont pas aléatoires mais présentent un schéma clair en fonction de la direction dans laquelle le ciel est observé ..... Faut-il revoir le modèle cosmologique standard tant accepté à ce jour ?

Sans bousculer nos connaissances acquises pour l'instant, les spécialistes après plusieures tentatives d'explications infructueuses, se tournent vers l'énergie noire (responsable de l'expansion selon la théorie, mais dont on ignore pratiquement tout d'elle)

Je n'entre pas dans les détails, je pense aussi à ceux qui aiment suivre ce blog sans trop se prendre la tête...... L'effet inégal de l'expansion cosmique traité ici, pourrait être causé par l'énergie noire (ou sombre, c'est comme on veut) qui représente la majorité (env. 69%) de la densité globale d'énergie de l'Univers. Le peu de choses que l'on connait de cette "force" c'est qu'elle semble avoir accéléré l'expansion de l'Univers au cours des derniers milliard d'années (entre 4 et 5, je ne suis plus sur, peu importe)    La cosmologie compte sur les futures mission et découvertes pour affirmer ou infirmer les résultats des dernières recherches: pensez bien que si l'expansion n'est pas isotropique (à grand échelle) le modèle standard (qui nous arrange bien, d'ailleurs) devra être revu sur de nombreux paramètres. Les scientifiques ont toujours de quoi s'occuper, car chaque observation ou recherche amène son lot de découvertes dont celles inattendues et qui bousculent les principes déjà bien ancrés...... A suivre.....sur le document nous montons les valeurs du taux d'expansion (constante de Hubble) en fonction de la direction observée. Les zones bleues s'étendent moins vite que prévu et les zones jaunes elles vont plus vite. Pour dire que si l'Univers était parfaitement isotrope, la carte devrait montrer un rouge homogène...... 

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05 juin 2020

VOYAGE, VOYAGE

Je vais vous exposer une petite histoire qui va sembler irréaliste, sauf pour les initiés. Ces étrangetés sont expliquées dans l'article qui suit avec en cause les relativités restreinte et générale...... Une affaire de ..... temps !!!!

Pierre et Paul sont jumeaux. Pierre est astronaute et part vers Alpha du Centaure à une vitesse d'environ 60% de la vitesse de la lumière (ce qui fait tout de même 180 000 km/s) tandis que Paul continue sa vie terrestre..... Lorsque Pierre revient sur le plancher des vaches (tout en ayant subi lors de son voyage des accélérations et des changements de direction, bien sur) il se verra plus jeune que Paul d'environ 32 mois.... Pour Paul, resté sur Terre, le voyage a duré 160 mois; De son point de vue, uniquement, car pour l'astronaute ce voyage n'aura duré que 128 mois .... 160_128= 32 mois. Non, je ne suis pas fou.... Dans l'article suivant, les explications sont données par les effets de la relativité restreinte, sans oublier les effets de la relativité générale qui a son mot à dire, ça va de soi.....

Vous comprendrez également que les effets de la relativité restreinte (comportement du temps et des objets à des vitesses proches de celle de la lumière) peuvent être battus par les effets de la relativité générale (comportement du temps et des objets dans de forts champs gravitationnels) ...... revenez pour celà à nos chers trous noirs: malgré la vitesse des rayonnements lumineux (lumière) l'intense gravité du trou noir empêche la lumière de s'en échapper ...   Le temps se fige (en théorie) vers le centre du trou noir..... Approcher la vitesse de la lumière, c'est peut être moins risqué que de pénétrer dans un trou noir pour trouver un bon moyen de rajeunir, mais uniquement par rapport aux autres restés sur Terre..... vous vieillissez quand même, mais moins vite que ceux qui vous attendent .... un père qui revient plus jeune que ses enfants ...... je ne divague pas, passez à l'article suivant. Je pense que c'est celà que l'on appelle un PARADOXE...... L'Univers en est plein, surtout le monde quantique ...... Salut les jeunes ....

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HISTOIRE......DE TEMPS

Tic, tac, tic, tac ...... qui ne connait pas le temps ?  Il n'est pas tout à fait comme on se le représente, mais apporte quelques surprises...

Postulats de la relativité restreinte (A. Einstein, 1905)   1) les lois de la physique ont la même forme dans tous les référentiels galiléens, immobiles ou translation uniforme sans accélération......2) la vitesse de la lumière dans le vide a la même valeur dans tous les référentiels galiléens (ou inertiels)

Postulats de la relativité générale (A. Einstein 1915)      1) les lois de la physique ont la même forme dans tous les référentiels inertiels et non inertiels. C'est le principe de covariance générale.......2)  Principe d'équivalence: les effets d'un champ gravitationnel sont identiques localement aux effets d'un référentiel accéléré.... En relativité chaque observateur a son temps propre qui n'a de réalité que pour lui-même. Chacun décrit sa ligne d'univers qui peut être la même que pour d'autres personnes si les vitesses mises en jeu sont faibles par rapport à la vitesse de la lumière. Le temps propre est en fait la longueur de cette ligne d'Univers dans l'espace-temps....

La relativité restreinte et la dilatation du temps: lorsqu'un objet frôle la vitesse de la lumière, des phénomènes étranges se manifestent, à savoir que le temps ralentit, les distances se contactent et l'inertie (la masse) des objets en question augmente.    Pour faire court, une horloge en mouvement avance plus lentement qu'une horloge fixe : c'est l'effet de la relativité restreinte.....

La relativité générale qui inclut la gravitation nous dit ceci: un rayon lumineux dans un champ gravitationnel perd une partie de son énergie pour pénétrer ce champ, ce qui fait que sa longueur d'onde augmente et se décale vers ...le rouge (redshift)

La gravitation et le temps: Avec A. Einstein, la gravitation va devenir une propriété de l'espace-temps. comme nous le savons, cette gravitation introduit une courbure de cet espace-temps et les objets qui suivent la forme de l'espace-temps suivent donc cette courbure et leurs trajectoires ne sont plus des lignes droites mais des géodésiques.   La relativité générale se trouve donc être une théorie relativiste de la gravitation, la relativité n'est plus "restreinte" et pour son créateur, il y a équivalence entre gravitation et accélération. Donc, le temps s'écoule plus lentement en présence d'un champ gravitationnel, il y a dilatation  apparente des temps au voisinage de corps massifs.  De façon plus simpliste: il y a ralentissement des horloges dans un fort champ gravitationnel de même que les longueurs changent en présence d'une forte gravité. Ces ralentissements du temps ont été testés avec succès lors de plusieurs expériences et ils doivent être pris en compte sur de nombreuses applications comme le système de guidage G.P.S par exemple.

Une horloge en mouvement avance plus lentement qu'une horloge fixe, c'est l'effet relativité restreinte. Une horloge située sur le Mont Blanc bat plus vite qu'à Paris, c'est l'effet de la gravitation (paris est plus près de la surface terrestre où la gravitation est plus "importante" qu'au sommet du Mont Blanc)   c'est la relativité générale..... On arrive ,ainsi, à deux effets antagonistes entre les deux relativités à savoir: En relativité restreinte une horloge dans l'espace retarde par rapport à une horloge terrestre et en relativité générale une horloge  dans l'espace avance par rapport à celle sur Terre.... Nous voyons bien les deux phénomènes liés à ces relativivés Einsteiniennes.....

Mais, au niveau terrestre, il y a un point où ces deux effets se compensent: c'est à l'altitude de 3185 km. Pensez qu'au centre de la Terre, il n'y a pas de gravité, mais il existe un potentiel gravitationnel. Le centre de notre planète ayant peu ou pas de gravité, vieillit moins vite que la surface: comptez deux ans et demi de différence...... dans le cas du Soleil, comptez: près de 40 000 ans; Quelle cure de jouvence, n'est-ce pas ? Le prochain article vous narrera une petite histoire bien plus simple pour ces phénomènes. Alors, qu'est-ce que le temps qui passe ???? le nôtre n'a de valeur que pour nous, car à la surface de notre planète, les effets sont de l'ordre de quelques nano ou micro secondes, mais tout de même pris en compte, car sur plusieurs jours, les erreurs s'accumulent ..... et tout se dérègle.    L' I.S.S qui orbite vers 400 km d'altitude est soumise à ces deux effets. Elle est sur une orbite plus rapide que les satellites G.P.S et l'effet de la relativité restreinte sera plus important que celui de la relativité générale...... Vitesse, gravitation, voici notre temps bien bousculé. Ne roulez pas trop vite, vous allez arriver alors que votre patron aura pris sa retraite.... à méditer.....

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20 mai 2020

UN DERNIER PETIT TOUR

Comme nous l'avons vu, un trou noir aspire de la matière et un trou blanc (situé à l'opposé ) recrache de la matière via un pont Einstein/Rosen ou trou de ver..... La gravitation quantique à boucles donne elle aussi le même résultat, mais avec une explication un peu différente... que voici: quand le trou noir "s'effondre" la pression qui en résulte force les boucles à se rassembler tandis que la matière approche le point de singularité . Avant qu'une singularité ne soit atteinte, le trou noir se renverse en un trou blanc qui rejette la matière vers l'extérieur ..... quelque soit le procédé, si les trous blancs existent en théorie, il faudrait les confirmer par l'observation.... c'est ce que recherchent les cosmologistes..... La meilleure chance pour eux de les surprendre, ce serait de découvrir de petits trous noirs, néanmoins les tant recherchés trous noirs primordiaux, ceux apparus peu-après le big-bang ..... C'est en essayant de détecter des sursauts radio rapides (FRB pour les connaisseurs) bien spécifiques que les scientifiques tentent de "pièger" le trou blanc. Des sursauts plus distants devraient avoir plus d'énergie que ceux plus proches. Celà semble paradoxal, mais ....à cause du fait que l'on pense que les T.N s'évaporent (rayonnement de Hawking) avec le temps, des trous noirs plus jeunes dans l'Univers distant devraient libèrer plus d'énergie que des trous noirs plus vieux (et donc plus proches de nous) qui, eux, ont eu plus de temps pour s'évaporer..... L'expansion de l'Univers fait qu'elle dilue la quantité d'énergie, dans une quantité d'espace donnée; l'énergie des objets éloignés est plus diluée (étirement des longueurs d'onde électromagnétiques)  que celle des objets "proches"

C'est là que celà s'explique: on pourrait, alors, s'attendre à ce que ces inversions de trous noirs annulent ces effets de "dilution" ..... et que ces évènements "explosifs" aient une énergie similaire à travers des distances cosmiques très variées..... donc ces renversements donneraient les mêmes sursauts (en valeur énergétique) en s'affranchissant des distances causées par l'expansion ..... RESTE à prouver leur existance, car les sursauts radio sont nombreux dans tout l'Univers et il faut adapter les détecteurs avec ces théories....

Mais, d'après certains spécialistes, il y a d'autres moyens de détecter un trou noir qui se manifeste lors de la création d'un trou blanc: l'évènement explosif devrait aussi générer du rayonnement gamma, mais à cette heure, les détecteurs gamma ne sont pas prévus pour ces rayonnements gamma d'une telle énergie et bien spécifiques à ces phénomènes de renversement ...... Un petit résumé pour cloturer ces trous noirs ou blancs ..... on peut y revenir plus tard, car je pense à ceux qui voudraient un peu plus de variétés dans mes articles......

Selon les récentes recherches, ces opposés des T.N pourraient constituer la matière noire ..... 84% des questionnés pensent qu'ils existent ..... certains pensent que l'on pourrait voyager par les trous de ver, et d'autres non, car d'après eux ces passages seraient très petits et de durée très courte (et je ne parle pas de l'écrasante gravitation avant de franchir ce pont) ..... des trous de ver qui entrent en collision pourraient créer des ondes gravitationnelles avec un écho (plus ou moins conservé) spécifique détectable , alors que celles de collision de T.N détectées à ce jour s'estompent plus rapidement..... Si un trou de ver passait devant une étoile, il serait détectable par effet de micro lentille gravitationnelle ..... et pour finir, d'autres encore sont plus convaincus que les trous noirs sont en réalité des trous de ver dissimulés ..... Voilà, je vous laisse à vos réflexions et l'avenir nous donnera peut-être les réponses à toutes nos questions ......

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16 mai 2020

ON EN TERMINE

Nous avons estimé que la masse d'un photon doit être de m=0 (pour se déplacer à la vitesse lumière) et que ce photon a bien une énergie, mais qui est liée uniquement à la partie cinétique associée à sa quantité de mouvement ..... On ne va pas rentrer dans trop de détails afin de ne pas se lasser.... Pour revenir à la célèbre formule citée: E=mc2, il faut savoir que la première confirmation expérimentale arrivera seulement en 1932 avec la fission du lithium en hélium. La perte de masse résultant de la perte d'énergie ne commence à être mesurable que lors de réactions nucléaires entre noyaux atomiques. En cause que ces réactions sont bien plus fortes (env. un million de fois) que les réactions électromagnétiques (on peut dire chimiques) Mais cette formule s'applique à TOUS LES CORPS.... Il est également permis de donner une mesure absolue de l'énergie pour un objet au repos en utilisant sa masse comme indicateur de mesure.C'est la première fois que l'on peut mesurer l'énergie de manière absolue pour un référentiel donné. Avant Einstein, on ne pouvait que mesurer des variations d'énergie: cinétiques, potentiels ou internes comme la chaleur .....

Si par définition la masse correspond à de l'énergie interne (on va dire de l'énergie "condensée") on a vu que l'on pouvait augmenter la masse d'un objet en augmentant cette énergie interne (ou inversement) 

Mais, peut-on produire de la masse (donc de la matière) à partir d'énergie cinétique (donc, énergie non interne) qui est une propriété externe d'un objet...... Plus simplement: peut-on transformer l'énergie de mouvement (cinétique, donc) en particules massives ????

Il a fallu attendre la notion d'antiparticule pour avoir la réponse. La physique quantique l'exprime bien et vous le saviez, car, lors de la création de masse à partir d'énergie, il doit y avoir autant de particules que d'antiparticules (celà nous fait penser aux fluctuations du vide quantique avec ses systématiques créations de paires particule/antiparticule, qui lorsqu'elles s'annihilent rendent l'énergie empruntée pour leur création au vide qui les a créées..... ça m'est venu comme ça, donc je vous l'écrit)  Donc, oui on peut et c'est ce qui se passe au quotidien dans les accélérateurs de particules où des particules massives sont produites à partir de l'énergie cinétique des particules qui se choquent à très grande vitesse....... 

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11 mai 2020

DEPASSER c

Pour se mettre en appétit des articles suivants ...... Tout objet possédant une masse ne peut dépasser la vitesse de la lumière . Mais on peut jouer sur les situations: l'effet Tcherenkov nous montre que dans l'eau, la vitesse de la lumière (300 000 km/s, donc c) tombe à environ 75% de c et si l'on accélère une particule dans cette eau on peut dépasser la vitesse de la lumière DANS CETTE EAU, mais sans atteindre 300 000 km/s qui est la vitesse de la lumière DANS LE VIDE !!!! On peut juste dépasser 75% de c (réacteurs nucléaires et celà donne une couleur bleue à l'eau)

Plus flagrant: l'expansion de l'Univers . On voit qu'avec la constante de Hubble, des galaxies lointaines (au-delà de 13,8 milliards d'années lumière) s'éloignent de nous plus vite que c ...... car c'est l'espace qui "enfle" plus vite que la lumière entre ces galaxies et non la vitesse propre des galaxies..... n'empêche que la lumière émise par ces galaxies ne nous parviendra jamais...... c'est pourquoi notre Univers observable a une taille de 13,8 milliards d'années lumière, mais qu'il est estimé à 45 milliards d'années lumière ...... L'intrication quantique également ignore la vitesse de la lumière: par exemple, deux photons intriqués séparés par des distances énormes vont réagir instantanéments en coeur..... lorsque l'un deux subira une "interférence" l'autre "jumeau" subira la même chose quelque soit la distance qui les sépare ......  on peut aussi prendre en compte l'effet tunnel ou saut quantique ..... Allez, passez aux autres chapitres, vous allez voir...... c'est pas mieux ....... de toute façon après on va revenir aux trous ....... à vous de voir si ce sera mieux .....

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E=mc2 et le photon

Ce quantum de lumière a t-il une masse ?  Essayons justement de faire la lumière sur ce sujet.     Le principe équivalence masse/énergie bien connu et exprimé par la formule E=mc2 nous dit qu'à toute énergie correspond une masse. Ainsi, le photon ayant une énergie qui est proportionnelle à sa fréquence (voir rayonnements aussi bien radio que gamma) possède donc par définition une masse. D'autant que cette particule (ou onde) est sensible à la gravitation: il n'y a qu'à se souvenir de la déviation de la lumière par les masses ou bien les trous noirs qui arrivent à la retenir prisonnière ..... Alors, pourquoi notre photon qui a bien une énergie est-il consiréré sans masse ?

Ce que ce photon ne possède pas c'est ce que l'on nomme LA MASSE AU REPOS. Quel que soit le référentiel (ici le vide spatial) une particule dont la masse au repos est nulle se déplace à la vitesse de la lumière (c) dans son référentiel, et c'est bien le cas de ce photon.

Quel rapport avec E=mc2 ? Eh bien, il semble que cette formule ne s'applique pas au photon, et pour cause:  on peut malgré tout garder la formule, mais il ne faut pas oublier que le E de E=mc2 s'ignifie "énergie interne" ou "énergie au repos"....... mais comme notre cher photon n'a pas d'énergie au repos car un photon ne peut être au repos près d'un observateur. Il va toujours à la vitesse c dans tous les référentiels. L'énergie du photon est 100% dans son énergie cinétique qui n'est pas décrite par E=mc2    On ne peut pas définir de masse à un objet si on ne peut pas mesurer cette masse dans le référentiel de l'objet. Pour résumer, la masse d'un photon est jugée nulle car seules les particules sans masse peuvent se déplacer à c, dit-on !!!!

A l'inverse, une particule ayant une masse au repos ne pourra jamais atteindre c dans aucun référentiel. La masse au repos est une caractéristique immuable pour une particule ou un objet donné. Il y a une différence à retenir entre MASSE AU REPOS et MASSE : cette dernière (la masse) change avec la vitesse de l'objet (la relativité restreinte l'explique bien) surtout aux vitesses très rapides (proches de c) plus l'objet est accéléré, plus sa masse augmente et plus sa masse augmente plus il faut d'énergie pour accélérer d'avantage ..... etc jusqu'à devenir infinies pour l'énergie demandée et la masse obtenue ..... Donc toi pas pouvoir dépasser c ....

Celà a été vérifié pour des électrons qui ont été accélérés jusqu'à augmenter leur masse d'un facteur 100 ou plus (pas que des électrons d'ailleurs, mais c'est un exemple) ...... Quand je réfléchis à tout celà, je me dis que la réponse a la question: un photon possède t-il une masse ou non ..... eh ben c'est pas clair ..... a cause de sa vitesse qui dit que et la gravitation qui le perturbe, et patati et patata .... ça fait mal aux cheveux. Pour reprendre la réponse que m'a donné un scientifique: on estime sa masse à 10-54 kg autrement dit que dalle, alors pour ne pas se prendre la tête: on dit qu'il a une masse nulle ..... on dirait qu'ils arrivent à chiffer une masse nulle. C'est comme expliquer rien ..... Je suis comme vous, je reste sur ma faim ..... Après, les mystères de la physique quantique appartiennet à ceux qui ne pensent pas comme nous. Sacrés photons. De toute façon c'est pas très imposant comme particule, surtout qu'elle est classée comme dualité onde/particule. Alors, oui, on peut dire de masse nulle, de toute façon ça ne change pas grand chose pour nous, du moins pour moi ....

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10 mai 2020

E=mc2

Qui ne cite pas cette célèbre formule ? la citer, c'est bien, la traduire c'est mieux. Pour entrer en matière, on va dire: l'inertie d'un corps dépend-elle de de son contenu en énergie (A. Einstein)  le terme m est la masse, E est l'énergie et C2 est le carré de la vitesse de la lumière (C) donc on traduit que E est égale à la masse (du corps) multipliée par le carré de c. Cette équation donne sa véritable signification au concept de masse à partir de l'énergie.    C'est la perte d'énergie d'un corps qui diminue sa masse et non pas la diminution de masse qui permet de produire de l'énergie vers l'extérieur du corps en question. Pour dire: plus un corps arrive à émettre de l'énergie, plus sa masse diminue, mais reste à identifier le mécanisme d'émission d'énergie ...... qui n'est pas fourni par cette équation.     La masse inertielle d'un corps correspond à une mesure de son contenu interne en énergie divisée par c au carré. En excluant, ici, l'énergie cinétique du corps avec cette formule, car on ne considère que sa masse qui est indépendante de l'état de mouvement de l'objet...... on dit masse au repos .....

Si un corps perd de l'énergie (E) en rayonnant de la lumière (par exemple) alors, son énergie interne diminue car de l'énergie a quitté ce corps via la lumière, et donc par conséquent la masse du corps doit diminuer de m=E/c2. Pour dire que si un corps est chauffé, on lui apporte de l'énergie (l'énergie cinétique des atomes et molécules du corps augmente) ce qui a pour effet, une augmentation de son énergie interne qui aura comme conséquence une augmentation de sa masse. Souvenez-vous que Albert disait que masse et énergie sont indissociables..... Cette formule s'applique très bien dans les réactions de fusion au coeur des étoiles: lorsque des noyaux fusionnent, la masse du nouveau noyau obtenu sera inférieure à la somme des masses des noyaux fusionnés ....Où est passée cette perte de masse ? en énergie, bien sur. Au sein des étoiles, c'est ça E=mc2 . Même si la perte est faible, sur l'ensemble des réactions de fusion au coeur d'une étoile comme le Soleil, c'est une énergie considérable qui est fournie.... en même temps qu'une perte de masse de l'étoile (rassurez-vous, le Soleil a de la réserve et la perte de masse est moindre comparée à sa taille)

Ce concept de vitesse de la lumière, correspond pour Einstein à la vitesse maximale dans notre Univers. C'est une constante de stucture de l'espace-temps et elle est valable dans toutes les situations pour toutes les interactions même si des processus lumineux ne sont pas impliqués. Cette vitesse c a gagné le rôle de constante fondamentale de la physique même quand la lumière n'intervient pas. Cette constante se retrouve dans l'équation de la relativité générale décrivant la gravitation, mais aussi dans la théorie quantique des champs avec le modèle standard de la physique des particules ..... bien que malgré tout, ces deux théories ne sont pas encore unifiées ......  Mais je pense que l'on y arrivera ..... la prochaine fois, on va expliquer pourquoi E=mc2 ne semble pas s'appliquer au photon ..... vous allez voir, c'est simple et surtout assez court.....Et ensuite, retour aux trous .....

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Quand les trous noirs virent au blanc

Il n'y avait pas assez des mystérieux trous noirs, voici à présent des trous blancs.... un trou noir, c'est troublant, non ?  Pour répondre à celà, on peut dire de façon simpliste: Le trou noir est un endroit dans lequel on peut entrer sans pouvoir en ressortir, alors qu'un trou blanc est un endroit que l'on peut quitter sans pouvoir y retourner .... c'est simple mais incomplet: allons voir de plus près.

Quelque part dans l'espace se cache un trou noir très petit, mais formidable. il pourrait détenir la clé de certains des plus grands mystères de l'Univers. Ces T.N. sont des laboratoires cosmiques ultimes pour tester les théories.     Qui y a-t-il au fond d'un trou noir? la réponse peut être apportée par la gravitation issue de la relativité générale: une singularité, c'est à dire un point infinitésimal d'une densité extrème (nous l'avons déjà expliqué) une quantité de matière qui s'est effondrée sur elle-même...... jusqu'à un point infini. Quand de la matière est écrasée au point de "casser" les atomes, nous entrons dans le monde de la mécanique quantique, et pas seulement. Des scientifiques disent que la matière ne peut être écrasée "indéfiniment" et donc ne croient pas à la singularité de la relativité générale, mais à une gravitation autre que celle que nous connaissons: la gravitation quantique à boucles. Vite fait: pour A. Einstein, la structure de l'espace-temps est lisse, mais les partisans de la gravité quantique à boucles suggèrent que ce n'est pas le cas et l'espace ne serait pas lisse, mais "granuleux"....... de tout petits morceaux de boucles ....... Alors pourquoi celà ?????   Eh bien en appliquant cette logique aux profondeurs des T.N. on obtient de remarquables résultats: comme quoi un trou noir peut se "renverser" vers son opposé polaire et créeer ainsi "une fontaine blanche" ou trou blanc si vous préférez..... On est aspiré dans le trou noir, alors que l'on est "expulsé" du trou blanc ...... comme du rayonnement, de l'énergie, voir même des particules élémentaires qui ressembleraient à une soupe (de quarks) primordiale . Le rapprochement avec la création de notre Univers issu d'une singularité, notre fameux Big. Bang. ne pourrait-il pas être issu d'un phénomène trou noir/ trou blanc ?

Allons à la rencontre du trou blanc...... Un trou noir se forme et comme il est en rotation (bien sur) une singularité en forme d'anneau se créé avec un trou au centre plutôt qu'un point unique. Par cet endroit se forme un trou de ver, une sorte de "passage du trou noir d'où l'on est aspiré, pour être recraché, à l'opposé polaire du dit trou noir, par un trou blanc: soit propulsé dans le passé, soit et pourquoi pas dans un autre Univers ?????  Cette sorte de pont qui s'ouvre entre le présent et le passé se nomme un pont Einstein/Rosen ou trou de ver. Les applications de ce phénomène sont énormes, mais faut-il être sur de leur existence...... Pour l'instant ils sont théorisés mais activement recherchés: pensez à des voyages plus rapides que la lumière, une explication complète de l'apparition de l'espace et du temps de notre Univers, notre Big.Bang ..... et sans parler d'une éventuelle application de la théorie de la matière noire: certains physiciens y croient dur comme fer ..... etc.....

Dans le prochain chapitre nous verrons comment détecter ces phénomènes et raccourcir les voyages spatiaux-temporels pour s'affranchir de la vitesse de la lumière, ce qui permettrait de visiter d'autres galaxies ou d'autres Univers. Science fiction? pas tant que celà si l'on comprend bien le principe théorique. On a eu des solutions pour des phénomènes inexplicables qui au lieu d'être farfelues..... se sont révélées exactes. La cosmologie n'a pas finie de nous surprendre, croyez-moi. Attention, ce sera qu'un petit peu de science fiction, le reste sera de réelles recherches et de solides théories. Vous avez hâte, hein ?

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Je donnerai également un petit mot pour expliquer que la vitesse de la lumière peut être dépassée...... tout dépend de comment on l'aborde. Quelque images pour bien comprendre nos trous de ver et blanc, ce sera plus facile pour la suite ..... au prochain N°.

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30 avril 2020

INTERLUDE

Un petit peu de planétaire pour changer et pour tous: UN PETIT SURVOL DE MERCURE.....

Cette planète doit son nom à la mythologie romaine où elle représente Mercure le dieu du commerce et des voyages et également messager des autres dieux. Elle est le corps planétaire le plus proche du Soleil et également la planète la moins massive du système solaire. Elle est malheureusement une des moins visitées par les sondes spatiales (mais ça va changer avec Bepi-Colombo, soyons patients) et nous ne savons que "peu" de choses sur elle. Mercure a cependant été un test très significatif (en1916) de la théorie de la relativité générale: Einstein a expliqué la précession du périhélie de l'orbite de mercure grâce a sa relativité qui a dévoilé la nature véritable de la gravitation .... De part sa proximité avec notre étoile, elle est difficile à observer, mais superbe lors de transits.

C'est une planète tellurique (rocheuse) comme le sont Vénus la Terre et Mars. Elle est presque trois fois plus petite et vingt fois moins massive que la Terre, mais presque aussi dense (5,44 pour Mercure, 5,52 pour la Terre). Sa densité remarquable est due à la taille de son noyau métallique qui occupe à peu près 40% de son volume (les amateurs de planétologie ont bien compris la présence des éléments lourds dans les disques protoplanétaires autour d'étoiles) Son orbite montre une forte excentricité, orbite avec laquelle elle a la particularité d'être en résonnance 3:2 de par sa rotatation. Ainsi, sa période de révolution (88 jours env.) valant exactement 1,5 fois sa période de rotation (env. 59 jours)

Mercure ne possède aucun satellite naturel. Sa surface très cratérisée, présente des similitudes avec la face cachée de la Lune. Lorsque l'on parle de la présence d'une atmosphère, on devrait dire une sorte d'exosphère qui est très ténue (insignifiante) et alimentée par les bombardements de rayonnements provenants du Soleil (ne comptez pas y respirer)

Mercure possède aussi les plus grands écarts de température jour/nuit : comptez dans le fond des cratères près des pôles où le Soleil ne pénètre jamais: - 183°C. et au plus chaud: +427°C. De beaux écarts accentués par l'absence d'atmosphère régulatrice. Par exemple sur Vénus où l'atmosphère bat des records de densité, la différence jour/nuit est nulle: plus de 450°C. en moyenne pendant toute la durée du jour vénusien. ça chauffe Marcel. Un petit coup de bronzage avant le déconfinement? pas plus de 1/2 seconde et encore.... Gag !!!! d'autant que cette chaleur n'est que de l'effet de serre et une bonne insolation de la haute atmosphère plutot que les rayons directs du Soleil !!!! c'est pas grave, on n'ira pas de toute manière.... pas avant le 11 mai et sans dérogation. Regag !!!!

Avant d'admirer les quelques images qui suivent, Mercure en quelques chiffres .......

Son orbite varie de 46 millions de km à presque 70 millions de km du Soleil. Excentricité de 0,2. Sa vitesse orbitale varie du périhélie à l'aphélie de 212400 km/h à 140400 km/h (loi de Kepler oblige)  Elle a un diamètre de 4879,4 km et une vitesse de rotation équatoriale de 11km/h (1670km/h pour la Terre) Sa vitesse de libération est de 4,43 km/s contre 11,2 km/s pour nous.

Il y en a encore à dire, mais je vous laisse travailler un peu. On va terminer par l'analyse chimique de son semblant "d'atmosphère"

Masse totale: moins de 1000 kg.  Soit: Potassium (K) 31,7%    Sodium (Na) 24,9%   Oxygène (O) 9,5%   Argon (Ar) 7%   Hélium (He) 5,9%   Dioxygène (O2) 5,6%   Azote (N) 5,2%   Dioxyde de carbone (CO2) 3,6%   Eau (H2O) 3,4%   Hydrogène moléculaire (H2) 3,2%  . Pour ceux qui trouvent étrange le symbole de l'azote décrit par un N c'est qu'avant on le nommait nitrogène.... donc un N .......

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29 avril 2020

LES T. N, version Hawking

Les trous noirs pourraient ne pas exister, du moins pas comme nous l'entendons ..... Ce petit résumé pour vous préparer à un futur article "délirant" mais pas que .....      Notre connaissance des T.N est basée sur la relativité générale, mais celle-ci n'explique pas tout et des inconnus qui ne sont pas logiques persistent. L'un des problèmes majeurs est celui de l'horizon des évènements. D'après Einstein c'est le point traversé par la matière vers un trou noir à partir duquel cette matière est détruite et attirée vers la singularité. Cependant, selon la physique quantique de Hawking, l'horizon des évènements n'existerait pas, du moins comme nous l'imaginons. Il suggère que les trous noirs ne sont pas des puits sans fond desquels rien ne peut s'échapper, mais qu'au lieu de cela ils ne font que maintenir temporairement la matière en l'écrasant ...... avant de la relâcher dans l'Univers ..... sous forme de rayonnement.

En trois petits coups de cuillère, voilà "l'image" de trou noir selon Hawking.

1) pas de singularité: d'après sa théorie, la matière est temporairement piégée dans le trou noir (condensée et méconnaissable, certes) mais jamais écrasée en un point unique défiant la physique. Ou alors, une "singularité" annulaire (pour imager, une sorte de singularité qui "orbite") Je n'en dis pas plus, vous verrez.

2) horizon visible: au lieu d'avoir un horizon des évènements, le trou noir crée une perturbation de l'espace-temps qui permet de conserver la lumière temporairement le long de son contour .... à condition qu'il se "nourrisse"

3) les étranges lois de la physique autour d'un T.N rendent théoriquement possible le fait que la matière puisse voyager plus vite que la lumière en s'échappant du vide sous la forme ....... d'un certain rayonnement de Hawking......

Contrarier la vitesse indépassable de la lumière ?  On pourrait peut-être ..... suite au prochain numéro, vous allez voir: c'est troublant...

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25 avril 2020

ENTROPIE et principe holographique

Nous pouvons résumer l'entropie comme la dégradation de l'énergie (par def. matière) d'un système qui augmente avec le temps, soit un désordre (qui peut être quantifiable)      Dans un trou noir, on peut associer celà avec la dégradation de la matière et ce jusqu'aux particules élémentaires qui composent ladite matière ....

L'olographie classique (sorte de photo en relief) se réalise en utilisant les interférences produites par la superposition de deux faisceaux laser , dont l'un provient directement de l'appareil producteur et l'autre est réfléchi par l'objet à photographier..... Donc, d'un sujet en 3D, on obtient une image en 2D (image virtuelle) ce qui va expliquer la suite de ce casse-tête.

Le principe holographique qui nous intéresse dit que la quantité maximale d'informations contenues dans un volume d'espace ne peut être plus importante que celle stockée à la surface de ce volume. Pour amener à en déduire, que toute l'information contenue dans un volume d'espace peut être décrite par une théorie qui se situe sur les bords de cette région.....  L'inverse, conduit à penser que l'information physique concernant une portion 3D (de l'espace par exemple) se retrouve codée sur une frontière de cet espace évoquant un hologramme en 2D qui contient toute l'information nécéssaire pour reconstruire une image en 3D de ladite portion ..... vous allez comprendre où je veux en venir..... ou pas.

Tout objet contient une information, celle contenue dans sa structure (celle qui lui est propre)  Mais (et c'est ici que celà nous intéresse) un objet (nuages interstellaires, étoile canibalisée, fusions ...etc) lorsqu'il franchit l'horizon des évènements d'un T.N, son information (donc sa structure) n'est plus disponible pour un observateur extérieur. Cette perte équivaut à l'apparition d'une quantité:  L'ENTROPIE du trou noir ..... Ainsi, plus le T.N se "nourrit" plus son entropie augmente et cette entropie est proportionnelle à la taille de la surface du T.N (si j'ai bien tout compris) Les T.N sont classés comme des objets à entropie maximale (on verra plus loin) ...... Celà résume, donc, que la surface de l'horizon des évènements permet d'associer une entropie à un trou noir qui nous amène à penser que l'information perdue d'un objet en 3D (évidemment) tombant dans un T.N serait caractérisée par un objet en 2D sur la surface de ce trou noir (son horizon)

Un peu plus pointu: N'importe quelle région compacte finie de l'espace (une sphère) contenant  de la matière et de l'énergie s'effondrera  en trou noir si la quantité de matière et d'énergie contenues dépasse une certaine densité critique ..... ce qui en découle: un T.N, comme tout objet, possède une entropie qui est directement proportionnelle à l'aire de son horizon. Les T.N sont (on l'a vu) des objets à entropie maximale, ce qui veut dire que l'entropie contenue dans une région de l'espace ne peut pas être plus grande que l'entropie du plus grand trou noir qui entrerait dans ce volume d'espace. Ce s'ignifie, qu'il aurait un horizon des évènements exactement de la taille de la région de l'espace considérée ..... Cette théorie relève de l'origine du principe holographique .

Celà va s'éclairer: pour le principe holographique fort, l'information qui peut être obtenue par un observateur externe à partir de la surface d'un T.N est proportionnelle à la surface de cet horizon. Celà s'ignifie que l'observateur obtient l'information de quelque chose à travers la surface qui agit comme un écran, mais il faut que derrière cet écran il y ait une particule qui projette l'information sur celui-ci. Ici la surface du trou noir.

Contrairement au principe fort, le principe holographique faible dit ,lui, que les processus physiques de l'Univers peuvent être complètements décrits par des écrans ou surfaces à travers lesquels l'information peut être observée sans particule pour projeter cette l'information.....

Pour résumer, que ce soit en principe fort ou faible, l'information des objets engloutis par un trou noir devrait être conservée sur sa surface (sous formes de petites portions) et si nous parvenions à décripter et créer en hologrammes ces informations, nous serions ce que le trou noir a fait disparaître et déchiquetté en particules élémentaires Donc, plus un T.N avale de matière, plus son horizon augmente et plus son entropie augmente également ....  Voilà, là je n'en peut plus, j'ai mal au crâne; Bon courage.

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Posté par luc78126 à 15:54 - Commentaires [0] - Permalien [#]