LES ASTRONEWS de planetastronomy.com:

Mise à jour : 4 Octobre 2019     

     

Conférences et Évènements : Calendrier   .............. Rapport et CR

Prochaine conférence SAF.. Attention nous changeons de lieu (CNAM 292 rue St Martin Paris 3 amphi Grégoire) et de jour (en principe le deuxième mercredi du mois)  Il y a cent ans : Benjamin Baillaud, le premier Président de l’UAI. Par JL Bougeret le 13 Nov à 19H au CNAM réservation à partir du 10 Octobre 09H00 Entrée libre mais :  réservation obligatoire

La prochaine : Les Chinois et la Lune par Philippe Coué le 11 Dec réservation à partir du 14 Nov

Liste des conférences SAF en vidéo. (pas encore  à jour!)

Astronews précédentes : ICI        dossiers à télécharger par ftp : ICI

ARCHIVES DES ASTRONEWS : clic sur le sujet désiré :

Astrophysique/cosmologie ; Spécial Mars ; Terre/Lune ; Système solaire ; Astronautique/conq spatiale ; 3D/divers ; Histoire astro /Instruments ; Observations ; Soleil ; Étoiles/Galaxies ; Livres/Magazines ; Jeunes /Scolaires

Certains peuvent recevoir en double ces news, car ils sont inscrits sur plusieurs listes. J’en suis désolé.

Sommaire de ce numéro :  

Mars le prochain défi : CR de la conf SAF de F Forget du 9 Oct 2019. (04/10/2019)

Neutrinos : Enfin, on connait une limite sup de sa masse ! (04/10/2019)

SpaceX :.Présentation du nouveau concept Starship par E Musk. (04/10/2019)

La matière noire : Une nouvelle piste ? (04/10/2019)

Euclid : Intégration et tests en cours. (04/10/2019)

     Trous Noirs :.Les OG fourniront-elles la preuve de leur existence ? (04/10/2019)

Trous Noirs : La NASA à la manœuvre ! (04/10/2019)

     Objet Interstellaire : Un nouveau visiteur ! (04/10/2019)

Mars Express :.Mars du Nord au Sud. (04/10/2019)

     EXOMARS :.TGO nous fournit de belles images. (04/10/2019)

Livre conseillé :.Les Exoplanètes par Flavien Kiefer chez DeBoeck (04/10/2019)

     Les magazines conseillés : Pour la Science d’Octobre sur l’infini ! (04/10/2019)

 

 

NEUTRINOS : ENFIN ON CONNAIT UNE LIMITE SUP DE SA MASSE ! (04/10/2019)

 

 

La masse du ou des neutrinos, c’est un peu l’Arlésienne de la cosmologie, jusqu’à présent on ne connaissait pas la masse des différents types de neutrinos, on ne connaissait que le rapport de masse entre eux.

Évidemment pas très satisfaisant pour l’esprit, aussi de nombreuses expériences ont été menées afin de résoudre ce problème.

 

 

Quelques rappels :

 

Au début on pensait les neutrinos sans masse, en fait ils en ont une mais très très faible.

Ils n’ont pas de charge et ce sont des particules élémentaires comme n et e-.

Ce sont des leptons (comme l’électron) de la famille des Fermions (les quarks sont un autre membre de cette famille); on sait qu’il y a essentiellement deux types de particules élémentaires :

 

·         Les Fermions sont des particules liées à la matière, ce sont tout ce que l’on connaît : les atomes et les molécules

·         Les Bosons, sont les « messagers » des Forces de la nature (qui sont au nombre de 4) le photon est le plus connu de tous

 

Les Fermions sont partagés en trois familles (pourquoi trois ??? mystère pour le moment) de Quarks  et Leptons :

Seule la première famille donne naissance à de la matière stable.

 

Il y a trois familles de neutrinos « ordinaires ».

 

·         Le neutrino électronique

·         Le neutrino tauique

·         Le neutrino muonique

 

 

 

Il y a de nombreuses sources de neutrinos :

 

·         L’atmosphère

·         Le Soleil

·         Les réacteurs nucléaires

·         La Terre (neutrinos géologiques)

·         Les accélérateurs de particules

·         Les explosions d’étoiles : les supernovas

·         Les accélérateurs astrophysiques (trous noirs…)

·         L’Univers et ses neutrinos cosmologiques.

 

 

On s’est aperçu au cours du temps que les neutrinos changeaient d’état le long de leur parcours. C’est en 1998 que Super Kamiokande a découvert l’oscillation des neutrinos signifiant que ces particules ont une masse.

 

Il faudrait au moins avoir une idée de la masse des neutrinos ; c’est le but de l’expérience KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino) de nos amis Allemands. Elle est maintenant opérationnelle, comme on va le voir.

 

 

En effet, l’IRFU (CEA) vient de publier un communiqué à cet effet que je retransmets intégralement, tellement c’est important, cette expérience mise en route depuis longtemps, contraint la masse du neutrino à une valeur plus faible que ce que l’on pensait.

 

Attention, ce n’est pas la masse du neutrino électronique, toujours inconnue, mais une limite supérieure de sa masse au repos qui donc est inférieure à 1,1eV (et supérieure à 0,02eV) !

 

 

Dotés d’une très faible masse les neutrinos jouent un rôle clé en en physique des particules et en cosmologie. La contrainte sur leur masse vient tout juste d’être améliorée par l'expérience KATRIN.

La première campagne scientifique de 4 semaines de prise de données, au printemps 2019, contraint désormais la masse des neutrinos à moins de 1.1 électron-volt.

Il s’agit de la meilleure mesure indépendante de tous modèles, apportant une amélioration d'un facteur 2 par rapport aux résultats expérimentaux antérieurs. La contrainte est encore inférieure à celle venant des mesures cosmologiques sur la masse totale de 3 saveurs de neutrinos, qui flirte avec la centaine de milli eV (meV).  

Mais KATRIN va continuer à prendre plus de données durant les 5 prochaines années et devrait atteindre une sensibilité sur la masse du neutrino électronique voisine de 200 meV.

Le haut potentiel de cette expérience réside dans sa précision et dans le fait que cette mesure est, elle, indépendante de tout modèle théorique contrairement aux mesures issues des observations cosmologiques.

En effet elle repose sur la conservation de l’énergie et la mesure d’une expérience bien connue, la désintégration beta.

 

 

Vue d'ensemble de l'installation KATRIN de 70 m de long avec ses principaux composants, de gauche à droite

 

Source de tritium gazeux,

Section de pompage,

Spectromètres électrostatiques et

Détecteur d’électrons.

 

 

(Crédit KIT)

 

 

 

 

 

Le mystère de la masse des neutrinos

Les neutrinos jouent un rôle clé en en physique des particules et en cosmologie. Mis à part les photons, le quanta fondamental de la lumière, les neutrinos sont les particules élémentaires les plus abondantes de l'univers.

Pour chaque électron, proton, et neutron de l’Univers, il y a 1 000 000 000 de neutrinos et ces particules si légères et aux interactions si rares, influencent malgré tout l’évolution de l’Univers primordial.

À l’échelle des particules élémentaires, leur très faible masse, de l’ordre du milli-eV (10-3eV), un milliard de fois plus petit que les MeV (106eV) des autres particules élémentaires, sous-entend peut-être l’existence d’une nouvelle physique au-delà du modèle standard de la physique des particules.

Trouver la fenêtre vers la nouvelle physique de l’infiniment petit au-delà du modèle standard actuel, et apporter une pièce puzzle sur la formation primordiale de notre Univers sont les enjeux excitants de la mesure de la masse des neutrinos.

 

 

Méthode cinématique pour mesure la masse du neutrino électronique

 

 

Une image contenant carte, texte

Description générée automatiquementLa mesure de KATRIN utilise un principe fondamental connu depuis fort longtemps : dans le processus de désintégration beta, l'électron et le neutrino se partagent statistiquement l'énergie disponible (18,6 keV pour le tritium).

Dans des cas extrêmement rares, l'électron obtient effectivement toute l'énergie de désintégration tandis que le neutrino n'acquiert que quantité minimale correspondant à sa masse au repos.

 

La forme du bout du spectre en énergie des électrons émis lors de chacune des désintégrations beta est sensible à la masse du neutrino.

 

 

 

La forme du spectre des électrons autour de 18.6 keV dépend donc de la masse du neutrino.

 

La difficulté expérimentale vient de la statistique car seule une désintégration du tritium sur un milliard est intéressante pour mesurer la masse du neutrino. Afin d’accumuler un nombre d'événements et donc une statistique conséquente, l’expérience KATRIN utilise la source de Tritium la plus intense à disposition de la communauté scientifique.

« La désintégration beta du tritium ainsi que la réponse de l’ensemble de l’instrument doivent être modélisés avec une précision inférieure au pourcent“ explique Thierry Lasserre physicien au département de physique des particules de l'Irfu.

« Avec KATRIN la mesure directe de la masse des neutrinos est entrée dans le domaine de la physique de haute précision ».

 

 

Première campagne de mesure

Au printemps 2019, l'équipe de 150 personnes a réalisé sa première campagne de mesure.

À cette fin, un gaz de tritium moléculaire a circulé pendant quatre semaines engendrant 25 milliards d'électrons par seconde dans la source. Pour cette analyse les équipes de KATRIN ont recherché l’empreinte d’un neutrino massif à partir d’un spectre regroupant plus de 2 millions d'électrons, triés sur le volet grâce au gigantesque spectromètre électrostatique adjacent à la source.

 

Comme à l'accoutumée dans les expériences de précision contemporaines, des informations vitales nécessaires pour finaliser l'analyse étaient volontairement dissimulées jusqu’au dernier moment.

Pour coordonner leurs dernières étapes, le groupe d’analyse, coordonné par Thierry Lasserre (CEA-Irfu), s’est réuni cet été pour un atelier d'une semaine au KIT. "Vers la fin de la soirée du 18 juillet, le traitement des incertitudes systématiques fut verrouillé : les dernières informations nécessaires à l'analyse finale de l'ensemble des données pouvaient enfin être dévoilées !

Après les dernières heures de calcul, l’analyse n’a pas mené à la mesure d’une masse significative du neutrino."

 

Une image contenant capture d’écran

Description générée automatiquement

Diagramme sommaire des valeurs au carré de la masse de neutrinos obtenues à partir de la désintégration
du tritium bêta au cours de la période 1990-2019, par rapport à l'année de réalisation.

Les résultats des expériences plus récentes de Mainz et de Troitsk sont surtout comparés aux nouveaux
résultats de KATRIN KNM1 : l'incertitude totale est réduite d'un facteur 3. (Crédit KATRIN Collaboration)

 

 

 

Ces premiers résultats réduisent l'échelle de masse absolue des neutrinos à une valeur inférieure à 1.1 électron-volt (eV).

Ils ont été présentés le 13 Septembre lors de la conférence TAUP 2019 à Toyama (Japon) et soumis à une revue scientifique (Phys Rev Letters) pour publication.

 

Cette campagne de mesure initiale correspond en fait à 5 jour-équivalents de données de KATRIN, lorsque celle-ci fonctionnera à plein régime. En rapport aux expérience précédentes similaires l’erreur statistique est réduite d’un facteur 2 et l’erreur systématique d’un facteur 6. L’utilisation du plein potentiel de l’instrument et l’amélioration de l’analyse permettront conjointement de gagner les réduire par encore un ordre de grandeur.  La prise de données avec la configuration finale de l’expérience commencera dans les prochains jours en vue d’atteindre une sensibilité de l’ordre de 0.2 eV dans les cinq prochaines années.

 

 

Bravo à notre ami Thierry Lasserre et à son équipe.

 

La valeur de la masse du neutrino est importante, car cette particule joue un rôle essentiel au début de l’Univers. Donner une contrainte sur sa masse permet d’éliminer certains modèles cosmologiques.

 

 

 

 

 

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

KATRIN contraint la masse du neutrino par méthode cinématique par l’IRFU

 

Le neutrino dévoile sa masse par Sciences et Avenir

 

KATRIN cuts the mass estimate for the elusive neutrino in half par l’Université de Washington

 

How much does a neutrino weigh? The KATRIN Experiment at KIT (2018)  video

 

Physicists Don’t Know the Mass of a Neutrino, But Now They Know it’s No Larger Than 1 Electron Volt par Universe Today

 

 

Les conférences sur les neutrinos :

 

Les neutrinos de l’Univers : CR de la conf SAF (Cosmo) de Th Lasserre du 18 Janvier 2014. (04/02/2014) à lire absolument

 

Le mystère des neutrinos : CR de la conf SAF de D Vignaud du 16 Déc 2009. (05/01/2010)

 

ICECUBE : Les neutrinos qui venaient du froid ! (03/01/2014)

 

Le monde étrange des neutrinos : CR de la conférence SAF de Th Lasserre du 10 Dec 2014. (20/12/2014)

 

Les Neutrinos : Honorés par le Prix Nobel de physique. (10/10/2015)

 

Oscillating Neutrinos : CR conf Prix Nobel de Physique 2015 à la Sorbonne du 6 Avril 2016 (18/04/2016)

 

Les neutrinos, rencontre du 4ème type : CR de la conf CEA de TH Lasserre du 19 juin 2014 (30/06/2014)

 

 

 

 

 

 

SPACEX : PRÉSENTATION DU NOUVEAU CONCEPT STARSHIP PAR E. MUSK. (04/10/2019)

 

 

Une image contenant personne, foule, gens, bâtiment

Description générée automatiquementÇa y est, ça se précise, Elon Musk, PDG de SpaceX a convoqué la presse il y a quelques jours, le 28 sept 2019 à son QG de Boca Chica (Texas) pour présenter sa nouvelle vision du lanceur grande capacité pour atteindre la Lune et Mars et conquérir les planètes.

 

Il démarre sa présentation en faisant remarquer qu’il y a 11 ans eut lieu le premier vol avec succès d’un lanceur SpaceX, et que depuis plus de 78 lancements ont eu lieu. SpaceX a mis au point la première technologie de réutilisation de ces lanceurs afin de les faire voler de nouveau.

 

Credit photo : CollectSpace

 

 

 

 

Toute sa conférence de presse en vidéo : https://youtu.be/sOpMrVnjYeY

 

 

Cela avait commencé il y a quelques temps lors de l’essai d’un morceau de son lanceur qu’il avait baptisé Starhopper,

 

 

Une image contenant intérieur

Description générée automatiquement

Illustration : L’évolution des différents concepts menant à Starship.

(Crédit Kimi Talvitie)

De gauche à droite : Starhopper , Starship , Super Heavy devant propulser Starship , Falcon 9 , et enfin le modèle final la fameuse BFR (Starship + Super Heavy).

 

Certains s’étaient un peu moqués de ce « château d’eau » volant, mais cela avait son utilité.

Ensuite, SpaceX assemble une partie de ce qui va être Starship, l’ultime lanceur pour envoyer de nombreux astronautes dans l’espace lointain.

 

C’est la moitié de Starship, si Starship complet (avec son booster) devrait avoir près de 118 m de haut, la version qui nous est donnée de voir est en fait la partie « noble » du lanceur et ne fait « que » 50 m, elle s’appelle Starship Mk1 (Mark one, il y a un deuxième Mark Two en construction en Floride).

Les deux éléments sont récupérables. Tout est en inox !

 

Mk1 en montage dans ses ateliers du Texas.

 

 

 

 

 

 

 

Une image contenant extérieur, ciel, camion, terrain

Description générée automatiquement

Une image contenant ciel, extérieur, bâtiment, nuages

Description générée automatiquement

Starship Mk1 en cours de montage avec 2 ou 3 ailerons ( ?).

Crédit SpaceX

Starship Mk1 (50 m) montée à côté du premier étage Falcon 1 . Crédit SpaceX

 

Une intéressante photo montrant le montage de l’ensemble.

 

Les ailerons sur la partie inférieure et sur la partie supérieure sont mobiles (moteurs électriques tirés des voitures Tesla !) pour guidage dans la rentrée atmosphérique.

(Voir simulation vidéo)

 

Le premier vol test de cet ensemble devrait avoir lieu en Octobre 2019, donc très bientôt.

Ce test devrait permettre un vol jusqu’à une altitude de 20 km et retour bien sûr à la plateforme de lancement.

 

Ce premier test devrait valider la formule et autoriser un premier vol commercial avec un touriste (Japonais) payant pour faire le tour de la Lune en 2020.

 

Cette conférence de presse d’Elon Musk était très attendue et il y avait foule sur le site texan. Elle démarra vers 20 h local.

 

Musk nous présente son nouveau lanceur et sa nouvelle philosophie.

Starship sera propulsé par le premier étage appelé Super Heavy.

 

 

Une image contenant intérieur, photo, bâtiment, blanc

Description générée automatiquementCes deux engins seront équipés du même moteur : le Raptor de nouvelle génération (O2 et CH4), Starship en aura 6 trois de deux sortes différentes suivant qu’ils sont dans l’atmosphère ou dans le vide), Super Heavy en aura au maximum 37 suivant les missions !

 

Tout sera réutilisable facilement.

On peut voir sur cette photo les 3 Raptors.

 

Vidéo de test.

Photo : SpaceX

 

 

 

 

Le modèle final, devrait, d’après Musk permettre d’envoyer une centaine de personnes vers Mars, suivant sa devise que l’Homme devienne une « espèce multiplanétaire » !!

 

Le prototype Mk1 n’en aura que 3 pour les essais car il ne volera qua dans l’atmosphère terrestre..

Photo de Mk1 en cours de montage final.

 

Simulation du premier lancement de Starship Mk1.

 

 

La conférence de presse se poursuit en pleine nuit, où l’on peut voir cet impressionnant lanceur éclairé par les projecteurs.

 

Il ne faudrait pas que l’intérêt que porte actuellement Elon Musk à Starship lui fasse passer au second plan la capsule Crew Dragon pour aller à l’ISS avec des astronautes. La NASA attend encore le test de la procédure d’échappement en cas de problème au décollage, qui avait échouée la dernière fois.

 

 

 

 

 

Vidéo sur les détails techniques du Starship : Raptor et bouclier thermique.

 

https://youtu.be/LspxcxqVOuA

 

Lancement d’un Starship :

 

https://youtu.be/rakeO-amPEk

 

 

 

Real Artificial Gravity for SpaceX’s Starship par Universe Today

 

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

 

SpaceX : Elon Musk fait l’éloge de Starship et promet la Lune et Mars par Futura Sciences

 

SpaceX : Elon Musk montre la prochaine fusée qu’il veut envoyer sur Mars

 

SpaceX Starship Gets Some Fins

 

SpaceX Finishes Assembling New Starship Prototype (Photo) par Space.com

 

SpaceX CEO Elon Musk provides update on Starship program

 

SpaceX : Elon Musk dévoile sa fusée qui va sur Mars et en revient

 

SpaceX to share Starship progress update Saturday as it continues prototype construction

 

Fusée Starship : Elon Musk promet la Lune mais élude les difficultés par l’Express

 

 

 

 

 

 

 

LA MATIÈRE NOIRE : UNE NOUVELLE PISTE ? (04/10/2019)

 

 

La recherche de la matière sombre est l'une des plus épineuses questions de ces cinquante dernières années en astrophysique.

 

La direction de la communication de l’Observatoire de Paris, nous communique ces importants résultats d’une nouvelle étude concernant les galaxies naines et la matière noire.

 

Je reprends ce communiqué en grande partie :

 

Un simple effet de marée remplace la matière sombre : la dynamique des galaxies naines réexpliquée

 

Longtemps attribuées à la présence de matière sombre, les propriétés des galaxies naines situées au voisinage de la Voie lactée s’expliquent uniquement par des effets de marée.

C’est la conclusion à laquelle parvient une équipe franco-chinoise de l’Observatoire de Paris – PSL et du CNRS au département Galaxies, étoiles, physique et instrumentation - GEPI (Observatoire de Paris - PSL / CNRS).

Paraissant en ligne le 1er octobre 2019 dans la revue Astrophysical Journal, l’étude pose un sérieux problème à la cosmologie moderne.

 

Depuis près de cinquante ans, la présence de matière sombre à toutes les échelles de l’Univers est au fondement de la cosmologie moderne.

 

Une image contenant tennis

Description générée automatiquementC’est aux plus petites échelles du cosmos, au sein des galaxies naines entourant la Voie lactée, les plus minuscules qu’il nous est donné d’observer, que la matière sombre est supposée être la plus abondante.

Dans ces galaxies, une agitation exceptionnelle des étoiles est observée, un phénomène que les cosmologistes expliquent en invoquant la présence de masse sombre en énormes quantités, d’une masse jusqu’à plusieurs milliers de fois supérieure à celle des étoiles.

 

Illustration : Notre Galaxie et ses galaxies naines

Crédit : H. Jerjen & ESO

 

 

 

 

 

Depuis les années 1980, cette matière sombre est considérée comme indispensable pour expliquer la cohésion des galaxies : elle ajoute de la gravité qui équilibre l’agitation des étoiles, qui de son côté tend à disperser l’ensemble.

 

On pensait par ailleurs que les galaxies naines étaient des satellites de notre Voie lactée depuis un grand nombre de milliards d’années, expliquant ainsi le besoin d’un équilibre sur de longues périodes. Est-ce bien la réalité ? 

 

Une équipe scientifique franco-chinoise de l’Observatoire de Paris – PSL au département Galaxies, étoiles, physique et instrumentation - GEPI (Observatoire de Paris - PSL / CNRS) et du National Astronomical Observatory of China (NAOC) bouleverse ce scénario, en proposant une nouvelle interprétation sans recourir à la matière sombre. Pour leurs travaux, les scientifiques ont exploité les données astrométriques et photométriques les plus précises disponibles à ce jour.

 

A la parution du deuxième catalogue Gaia en 2018, les orbites des galaxies naines ont été révélées avec une bien meilleure précision. L’équipe s’est aperçue qu’en étant très excentriques, elles ne corroboraient pas le scénario selon lequel les galaxies naines se seraient satellisées autour de la Voie lactée depuis des milliards d’années.

Les galaxies naines semblent en effet avoir été capturées par la Voie lactée et ce, plus récemment.

 

De récentes données du Télescope Franco-canadien de Hawaii (CFHT) et du télescope Magellan, issues des observations les plus profondes en imagerie et en spectroscopie des galaxies naines, leur ont par ailleurs fourni des mesures très précises sur leurs vitesses, rayons, distances et masse en étoiles.

 

En exploitant toutes ces nouvelles données, l’équipe scientifique a découvert comment ces galaxies naines étaient arrivées au voisinage de notre Galaxie et comment leur dynamique est uniquement gouvernée par les seuls effets gravitationnels de marée exercés par la Voie lactée, suivant les principes de la physique newtonienne.

 

 

Un nouveau scenario

 

Le scénario d’une grande robustesse mis au jour s’est déroulé en plusieurs étapes (voir vidéo) 

 

1.       Originellement, il s’agit de très petites galaxies naines dites irrégulières, et dominées par du gaz froid.

 

2.       Attirées par notre Galaxie, elles tombent dans son halo. Par un effet de pression dynamique, leur propre gaz est arraché par celui du halo. Cette perte de gaz entraîne une perte de gravité : leurs étoiles se retrouvent « affolées » et vont en se dispersant dans toutes les directions.

 

3.       Entrent en jeu les effets gravitationnels de la Voie lactée qui agissent via des chocs de marée, - de même nature que ceux qui ont forgé les amas globulaires. En un mot, au sein des galaxies naines, les chocs martèlent les étoiles, lesquelles se retrouvent capturées par effet de résonance le long d’une direction privilégiée, celle qui les relie au centre de la Voie lactée.

 

4.       La ligne de visée des astronomes - situés dans notre Galaxie - se confondant pratiquement avec cette direction, les observations recueillies apparaissent conformes à l’augmentation prédite de l’agitation des étoiles par chocs de marée, tout simplement, sans recours à la matière sombre.

 

Ce scénario est-il suffisant pour exclure la présence de matière sombre dans les galaxies naines ?

 

Plusieurs observations menées par les scientifiques conduisent à le penser, à tout le moins que cette hypothétique matière sombre n’aurait aucune influence sur les propriétés physiques des galaxies naines.

 

Tout d’abord, les astronomes ont pu calculer les accélérations induites par les chocs de marées. Ils ont trouvé qu’aux erreurs de mesure près, elles coïncidaient avec celles supposées causées par la matière sombre (voir Figure 1). La coïncidence est plutôt surprenante. Aurait-on pris des chocs de marées pour de la matière sombre ?

 

Pour l’instant, les modèles basés sur la matière sombre semblent incapables de reproduire les nombreuses relations d’échelles entre les paramètres fondamentaux des galaxies naines : rayons, distances, vitesses, masse en étoiles. Or, ces relations d’échelle, le scénario des chocs de marée les explique parfaitement.

 

Ces résultats ont potentiellement d’énormes conséquences pour notre compréhension de l’Univers, bouleversant des décennies de connaissances en cosmologie. En particulier, les modèles cosmologiques les mieux admis impliquent un très grand nombre de halos de matière sombre qui devraient être autour des galaxies naines au voisinage d’une grande galaxie, telle que la Voie lactée.

 

S’il n’y a pas de masse sombre capable d’influencer la dynamique de ces galaxies naines, soit les galaxies naines satellites de la Voie lactée sont exceptionnelles, soit les modèles cosmologiques sont à revisiter.

 

 

Vidéo  https://youtu.be/qy-EFXFJhQA

Découvrir en vidéo la réexplication de la dynamique des galaxies naines sur la chaine Youtube de l’Observatoire de Paris :

 « Un simple effet de marée remplace la matière sombre : Réexplication de la dynamique des galaxies naines »

 

 

Vidéo :

 

 

 

 

 

Ce travail de recherche a fait l'objet d'un article intitulé “On the absence of dark matter in Milky Way dwarf galaxies”, par F. Hammer (que nous connaissons bien) et al., à paraître le 1er octobre 2019 dans la revue Astrophysical Journal (arXiv:1812.10714).

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab36b6

Collaboration

L’équipe scientifique est composée de François Hammer (Observatoire de Paris – PSL - CNRS), Yanbin Yang (Observatoire de Paris – PSL - CNRS), Frédéric Arenou (Observatoire de Paris – PSL - CNRS), Carine Babusiaux (Université Grenoble Alpes), Jianling Wang (National Astronomical Observatory of China), Mathieu Puech (Observatoire de Paris – PSL - CNRS) et Hector Flores (Observatoire de Paris – PSL - CNRS).

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

Plus besoin de matière sombre pour expliquer la dynamique des galaxies naines, info de Mars 2019.

 

 

 

 

 

 

 

 

EUCLID : INTÉGRATION ET TESTS EN COURS. (04/10/2019)

 

Un rappel (basé sur des CR antérieurs)

 

La mission Euclid de l’ESA fait partie du programme « Vison Cosmique » de l’Agence.

 

But de la mission : déterminer pourquoi l’expansion de l’univers est accélérée.

 

Il y a quelques hypothèses toujours en discussion parmi les physiciens :

·         Une interaction nouvelle (force répulsive, anti gravité) ?

·         Une modification des lois de la gravitation à très grande échelle (par rapport à la RG) ?

·         Un écart par rapport au principe cosmologique (homogénéité et isotropie) ?

 

Une révolution dans chaque cas de figure…

 

L’énergie sombre étant répulsive, force l’Univers à grandir.

Et si l’Univers grandit sa densité de matière se dilue dans le temps, et cela a une influence sur notre avenir.

 

Des scénarios de l’évolution de l’univers en fonction de l’évolution de la densité d’énergie sombre :

1- densité en augmentation, BigRip

2- densité constante, l’expansion est continue et ne s’arrêtera jamais

3- densité diminue, BigCrunch (dans x10 milliards d’années …)

 

 

 

 

 

 

L’histoire de l’Univers et son avenir dépendent de la proportion existante entre matière noire et énergie sombre…

 

Comment caractériser cette énergie sombre ?

 

On fait une hypothèse :

L’univers est presque homogène et isotrope, c’est un fluide parfait dont on peut déterminer l’équation d’état et donc avoir une relation entre pression et densité du type w = P / rho (lequel w peut dépendre du temps).

 

Planck a donné une contrainte sur w mais on ne peut dire si w est constant ou si w= -1 (un genre de « constante cosmologique », signe négatif car contre la gravité). 

Son origine peut être l’énergie du vide, mais pose quelques problèmes, en effet, il existe un écart colossal entre les prédictions théoriques et les densités d’énergie observées.

 

Selon les hypothèses actuelles il y a plus de 50 ou 100 ordres de grandeur de différence entre les deux : un challenge pour la physique théorique compte tenu de la solidité actuelle du modèle standard de la théorie quantique des champs testé en accélérateur.

Pourquoi la constante cosmologique est-elle si petite ?

Conséquences pour les modèles d’univers et la physique ?

On pourrait introduire des particules très hypothétiques (super symétrie) mais des écarts subsisteraient.

 

 

On va mesurer pour z variant de 0 (maintenant) à 2, la partie fixe de w (on espère mieux que 1% près) et la partie variable selon le temps (on espère mieux que 5%). Des effets infimes de structuration, les décalages, la matière noire par les effets de lentille gravitationnelle, les distances par spectroscopie.

On mesurera tout le ciel extra galactique et extra écliptique (pour éviter les poussières) sur 15000 degrés carrés (environ un tiers du ciel) par imagerie visible et IR.

La distribution de matière noire sera vue par les effets de lentille gravitationnelle sur un milliard de galaxies.

On aura la distribution 3D pour 30 millions de galaxies par spectroscopie.

Les distorsions de redshifts induites par les faibles vitesses propres des galaxies pointant vers les amas permettront de tester la gravité à très grande échelle.

 

On mesurera sur 10 tranches de temps entre z=0 et z=2, de la distribution de la matière noire.

 

Ou bien w est constant et très proche de -1, c’est la constante cosmologique, ou w dépend du temps de la forme suivante :

 

w = wp + wa (t)

 

Seule une expérience très précise comme le projet Euclid pourra lever les incertitudes et déterminer

wp avec une précision meilleure que 1% (10 fois mieux qu’aujourd’hui) et

wa avec une précision meilleure que 5% (40 fois mieux qu’aujourd’hui)

 

 

 

La mission Euclid doit donc mesurer des effets physiques infimes de l’énergie sombre et de la gravitation sur :

·         L’histoire de l’expansion,

·         L’histoire de la formation des structures,

 

À cet effet il faudra observer l’évolution de la distribution et la structuration tridimensionnelle à grande échelle de :

·         La matière noire

·         Des galaxies

Depuis aujourd’hui, jusqu’à la période de transition ou la matière noire dominait l’énergie sombre

 

On va donc observer l’évolution de la matière noire et des galaxies, et on va essayer de se situer par rapport à l’époque de la transition (période où la matière noire dominait l’énergie sombre) déjà évoquée.

Des effets infimes vont devoir être mesurés, et il faudra donc construire de nouveaux outils et établir le protocole de nouvelles expériences.

 

Afin de comprendre la nature de cette mystérieuse énergie sombre, Euclid va dresser une cartographie en 3D de plusieurs centaines de millions de galaxies. En effet, la lumière émise par ces galaxies est déformée par l’interaction gravitationnelle de la matière située entre elles et la Terre (effet de lentilles gravitationnelles) : ces déformations permettront donc de savoir comment cette matière se distribue dans l’Univers, et comment elle évolue dans le temps.

 

 

 

Il va falloir avec ce télescope spatial :

·         Faire de l’imagerie dans le visible et dans l’IR et effectuer des spectres.

·         Et ceci sur tout le ciel extragalactique

·         Mesurer les formes et les distances de 2 milliards de galaxies grâce à l’effet de lentilles gravitationnelles

·         Mesurer la distribution de 30 millions de galaxies en fonction du temps par spectroscopie et mesure de redshift.

 

 

 

C’est un télescope de 1,2m de diamètre qui va être fabriqué par Thales Alenia Space (Cannes).

Il va fournir la lumière à deux instruments :

·         Un imageur dans le visible (VIS) et

·         Un spectro imageur dans l’infrarouge (NISP)

 

Ces deux instruments sont développés par un consortium européen comprenant plus de 100 laboratoires et 800 chercheurs et ingénieurs en Europe et est sous la responsabilité scientifique de Yannick Mellier, chercheur à l'IAP .

 

Lancement en 2022 par une fusée Soyuz-Fregat depuis Kourou

·         Placé sur une trajectoire autour du « point de Lagrange L2 »

·         Opération pendant au moins 6 à 7 ans

 

Coût du projet : 1 G€, flux de données 850 Gb/24h, fin 2025

 

 

 

 

 

 

 

Une image contenant intérieur, plafond, cuisine, plancher

Description générée automatiquement

 

Les tests et l’intégration du télescope sont en cours à Airbus Toulouse et Thales Alenia à Turin.

 

Assemblage final en 2021 pour expédition à Kourou pour le lancement en 2022.

Une autre photo.

 

 

Crédit : ESA/Corvaja.

 

 

 

 

 

 

 

EN CONCLUSION :

 

·         Une mission spatiale de l’ESA unique conçue pour comprendre l’origine de l’accélération de l’expansion de l’Univers.

·         Elle permettra de résoudre une des énigmes les plus fascinantes de la physique et de la cosmologie moderne.

·         Pour être certain des conclusions Euclid utilisera 5 méthodes différentes d’observation et d’analyse.

·         Apportera des informations 50 à 100 fois plus précises que celles dont nous disposons aujourd’hui.

·         Euclid = 12 milliards de sources, 30 millions de redshifts: une mine d’or pour professionnels et amateurs pendant plusieurs décennies. Euclid alimentera le JWST, l’E-ELT, SKA, LSST.

·         Euclid Consortium = 1250 chercheurs/ingénieurs, 15 pays, 130 labos.

·         Une formidable chance pour les jeunes astrophysiciens et physiciens des décennies 2020-2060.

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

 

Euclid, une mission destinée à percer les mystères de l’énergie noire et de la matière noire

 

Le site de la mission Euclid.

 

Le site d’Euclid à l’ESA.

 

How to explore dark energy and penetrate the mystery of dark matter? Par Thales

 

La mission Euclid (mat noire, énergie sombre) : CR conf IAP de Y Mellier du 7 Avril 2015

 

Euclid, et énergie sombre : CR de la conf SAF (Cosmologie) de Y Mellier du 19 Janv 2013. (04/02/2013)

 

 

 

 

 

TROUS NOIRS :.LES OG FOURNIRONT-ELLES LA PREUVE DE LEUR EXISTENCE ? (04/10/2019)

 

Notre ami Olivier Laurent, nous informe de cette nouvelle importante concernant les Trous Noirs.

 

Deux articles (1 théorique + 1 observationnel) viennent d'être publiés à propos ce que l'on appelle les modes quasi-normaux et leurs harmoniques émis via les ondes gravitationnelle par l'horizon du trou noir résultant de la phase finale de fusion (le ringdown en anglais).

 

Les scientifiques se concentrent uniquement dans le cas présent sur la partie finale du spectre qui dure très peu de temps mais qui renferme des informations sur les vibrations de l'horizon du trou noir final. 

 

Une image contenant texte, carte

Description générée automatiquement

Source : The Quasi-normal Modes of Black Holes par Lionel London Cardiff University.

 

 

Les données utilisées viennent de la première observation historique GW150914.

Cela montre que l'on peut encore trouver des informations importantes sur d'anciennes observations.

 

Cette partie décroissante du spectre permet de calculer la masse et la rotation du trou noir final. C'est une mesure indépendante de celles déjà effectuées en utilisant la forme complète plus étendue dans le temps du spectre.

 

Elle permet de vérifier si l'onde dépend uniquement de la masse et de la rotation comme cela est attendu en relativité générale avec le théorème de la calvitie pour les trous noirs.

Et l'étude montre en effet que le trou noir ne semble pas avoir de cheveux (l'horizon est parfaitement lisse), il perd tous ces cheveux via ces ondes gravitationnelles émises et reçues en partie par LIGO-Virgo.

 

Il s'agit de la première tentative pour mesurer précisément les vibrations de l'horizon d'un trou noir après fusion durant toute la phase de relaxation à partir du pic pour aboutir à la forme parfaite d'un trou noir en rotation (Kerr).

 

Pour l'instant, l'observation devra être confirmée par d'autres études mais elle indique que les signaux correspondent bien à un horizon en train de vibrer pour un trou noir en rotation.

 

 

La vibration de l'horizon produit les ondes gravitationnelles qui permettent de déduire la fréquence de vibration du trou noir si on le perturbe (de façon similaire à un verre en cristal que l'on fait vibrer et qui émet des ondes sonores qui s'amortissent rapidement avec le temps mais dans le cas des trous noirs, les ondes correspondent à des vibrations de l'espace-temps).

 

L'article de Futura Sciences résume très bien la découverte qui est majeure pour l'étude des trous noirs.

 

Aurélien Barrau a fait aussi une petite vidéo sur cette découverte :

https://www.youtube.com/watch?v=UofkVMTCdAc

 

 

Si cette découverte se confirmait ce serait une preuve définitive de l’existence des trous noirs.

 

On rappelle qu’un TN est caractérisé essentiellement pas sa masse, son spin (lié à sa rotation) et éventuellement sa charge (généralement nulle comme l’Univers).

 

Le théorème de la calvitie (John Wheeler : Black holes have no hair !!) signifie que tout est avalé, il conserve une forme des plus simples : une sphère lisse en rotation, d'où le fait qu'il ne peut y avoir de "poils". Mais il est pensable que cette surface se déforme lorsque le TN absorbe des objets. La surface vibrerait alors !

 

Les TN avec masse et sans rotation sont des TN de Schwarzschild.

Les TN avec masse et en rotation sont des TN de Kerr (correspondent à la plupart des TN)

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

Les articles scientifiques sont disponibles :

 

Black hole ringdown: the importance of overtones

 

Testing the no-hair theorem with GW150914

 

Fresh analysis of LIGO data supports “no hair” theorem for black holes

 

Scientists detect tones in the ringing of a newborn black hole for the first time

 

Trous noirs et ondes gravitationnelles : CR conf SAF d’Éric Gourgoulhon du 10 Fev 2016.

 

Les trous noirs seraient chauves, contrairement à ce que pensait Stephen Hawking

 

 

 

 

 

 

TROUS NOIRS : LA NASA À LA MANŒUVRE ! (04/10/2019)

 

 

Une image contenant musique

Description générée automatiquement

 

Ces derniers temps, la NASA fait beaucoup d’efforts pour rendre les Trous Noirs accessibles au grand public, avec notamment la diffusion d’une animation réaliste d’un survol autour d’un TN.

 

On y voit le survol sous tous les angles avec le disque d’accrétion.

 

Illustration : NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman

 

 

 

 

La vidéo montrant l’évolution autour du TN sous tous les angles.

 

 

https://youtu.be/o-Psuz7u5OI

 

 vidéo :

 

 

 

 

Cette nouvelle animation nous montre comment la forte gravité tord l’espace aux alentours.

De la matière tombe en permanence sur le TN formant d’abord le disque d’accrétion lumineux, on remarquera que le côté gauche du disque est un peu plus brillant que le droit, cela est dû à un effet relativiste, car la partie gauche vient vers nous à grande vitesse et la partie droite s’en éloigne.

 

La NASA nous donne aussi à voir en vue de dessus, le TN avec un disque brillant autour de l’horizon des évènements, c’est le disque de l’anneau de photons (photon ring), il est généralement situé à 2R du centre si R est le rayon de l’horizon. Entre les deux on a l’ombre du trou noir.

 

 

 

Si jamais l’envie vous prenait de vous aventurer près d’un trou noir, l’agence de voyage de la NASA vous le déconseille et vous montre ce qui peut vous arriver avec cette amusante animation :

 

https://youtu.be/aMTwtb3TVIk

 

 

 

Dans l’actualité TN, il y a aussi TESS qui a capturé l’image d’une étoile en train de se faire dévorer par un TN.

On peut le voir ici : https://youtu.be/85tdoDt1Qh0

 

 

 

Une dernière info : 3 trous noirs monstrueux sont en train de se rencontrer (à l’échelle astronomique bien sûr).

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

Black Hole Accretion Disk Visualization par la NASA

 

Comment la gravité tordrait-elle notre vision près d’un trou noir ? Des magnifiques visualisations le montrent

 

Trou noir :  La première vraie « image » d’un trou noir supermassif !

 

 

 

 

 

 

 

OBJET INTERSTELLAIRE : UN NOUVEAU VISITEUR ! (04/10/2019)

 

Un nouvel objet interstellaire a pénétré notre Système Solaire, il a été mis en évidence par un astronome Ukrainien G. Borisov le 30 Août 2019 depuis la Crimée et a été baptisé provisoirement C/2019 Q4 et depuis quelques jours définitivement 2I/ Borisov (le I pour interstellaire.

C’est manifestement une comète et provenant de l’extérieur du Système Solaire car sa vitesse prodigieuse est de plus de 40 km/s.

Elle aurait pris naissance dans un autre système solaire, certains pensent qu’elle provient d’un système stellaire (Kruger 60) situé à 13 al de nous. Elle approcherait l’écliptique sous un angle de 40°.

 

Elle est approximativement à 400 millions de km du Soleil, et atteindra son périhélie le 8 décembre prochain, elle sera alors à 300 millions de km. Le noyau est estimé à quelques km.

 

Une image contenant objet d’extérieur, intérieur

Description générée automatiquement

 

On se rappelle le premier objet découverte en 2017 et nommé officiellement 1I/ Oumuamua par l’UAI.

 

Elle a été imagée en couleur par l’Observatoire Gemini North du Mauna Kea début septembre.

 

Quatre expositions de 60 secondes dans les bandes bleue et rouge ont été nécessaires.

 

On voit le dégazage de la comète qui s’approche du Soleil créant ainsi une queue caractéristique.

 

Crédit image : Gemini Observatory/NSF/AURA

 

 

 

La matière de cette comète est en cours d’analyse grâce notamment au télescope W Herschel des Canaries et de son spectrographe, pour le moment on a trouvé comme molécule du cyanure d’hydrogène (HCN).

Elle a les caractéristiques des comètes de notre Système Solaire comme celles qui proviennent du nuage de Oort.

 

 

Deux objets interstellaires en deux ans, à quand la suite ?

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

 

 

 

Un mystérieux visiteur traverse notre Système solaire

 

De quoi est faite la comète interstellaire Borisov ? Premiers résultats par Futura

 

Pourra-t-on observer la comète Borisov, qui sera peut-être le prochain visiteur interstellaire ? par Numerama

 

Gemini Observatory Captures Multicolor Image of First-ever Interstellar Comet

 

Could we intercept interstellar comet C/2019 Q4 Borisov?

 

The Second Interstellar Object Has Been Officially Detected in Our Solar System

 

Oumuamua and Borisov Are Just the Beginning of an Interstellar Object Bonanza par Space.com

 

 

 

 

 

MARS EXPRESS : MARS DU NORD AU SUD. (04/10/2019)

 

 

Mars Express continue depuis 2003, sa ronde autour de Mars avec sa superbe caméra HRSC (High Resolution Stereo Camera) de nos amis Allemands.

 

Elle vient de nous donner à voir une image peu commune, une tranche de Mars du Nord au Sud prise en Juin 2019.

 

Le Nord est en haut avec ses nuages caractéristiques. Le pôle N est couvert de glace d’eau et de glace de CO2, ces couches diminuent en été et augmentent en hiver.

 

On voit bien la différence entre les deux hémisphères de Mars.

Le N plutôt non cratérisé et donc apparemment plus jeune et le S très cratérisé. Plus ancien.

 

On sait que l’hémisphère N est situé plusieurs km plus bas que le Sud, la séparation entre les deux est le lieu de canyons et de fractures impressionnants.

 

On voit sur cette représentation topographique la localisation de cette photo.

 

Deux régions principales sont visibles sur cette photo : Arabia Terra en haut à gauche et Terra Sabaea vers le centre et à droite.

La région en clair, tout en bas à droite, c’est Hellas Planitia

 

Crédit : ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

 

 

 

 

 

La dichotomie de Mars est un de ses grands mystères. Il existe plusieurs explications :

·         Formation pendant le processus de création du manteau martien

·         Un effet d’une précoce tectonique de plaques

·         Un impact géant

·         Ou alors……

 

 

 

 

 

 

EXOMARS :.TGO NOUS FOURNIT DE BELLES IMAGES. (04/10/2019)

 

La partie TGO (Trace Gas Orbiter) de la mission Exomars est en orbite depuis octobre 2016, une période d’au moins un an était prévue pour l’orbite définitive garce à la méthode d’aérofreinage.

 

De son orbite, la sonde européenne commence à nous faire parvenir de surprenantes images.

 

Les dunes du Pôle N de Mars.

 

Images prises par la caméra CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) de la sonde, caméra à très haute résolution.

 

 

On y voit sur cet assemblage des dunes situées au Pôle N de Mars, elles informent sur la direction des vents.

Pendant l’hiver, un fin dépôt de glace de CO2 recouvre la surface et se sublime avec les premières chaleurs du printemps.

Quand cela se produit, du gaz est emprisonné entre le sable et la glace. Lorsque la glace craque, le gaz est relâché violemment en emportant du sable avec lui, ce qui donne ces taches sombres sur cette image.

On y remarque aussi les barkhanes, ces dunes en forme de U vers la droite de l’image.

Image prise le 25 Mai 2019. Crédit :

ESA/Roscosmos/CaSSIS, CC BY-SA 3.0 IGO

 

 

 

 

Un cratère bizarre.

 

Images prises par la caméra CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) de la sonde, caméra à très haute résolution.

 

 

 

Un cratère inconnu (il n’a pas encore de nom) photographié par la caméra CaSSIS de TGO le 3 Juillet 2019.

 

 

Cette matière plissée pu ridée (wrinkled en anglais) est généralement le signe que la matière qui y a coulé, est un mélange de roches, de glace et de gel.

 

Un autre cratère peut être vu en anaglyphe, 3D.

 

 

Crédits: ESA/Roscosmos/CaSSIS, CC BY-SA 3.0 IGO

 

 

 

 

 

 

Une dernière pour la route :

 

Les couches du cratère Gale.

 

 

Le cratère Gale, le lieu de villégiature du rover Curiosity, fait 150 km de diamètre.

Il a été récemment imagé par TGO, c’est un cratère qui contient énormément de couches sédimentaires que l’on voit parfaitement sur cet extrait

 

Cette zone du cratère serait une zone de transition entre une région à conditions humides et une zone sèche actuelle.

 

Les couches exposées sur cette photo ont été proses par CaSSIS et sont localisées sur la partie Ouest du pic central du cratère (Mont Sharp).

La présence d’eau a été détectée à cet endroit par la sonde américaine MRO avec son spectro imageur CRISM.

 

Crédits: ESA/Roscosmos/CaSSIS, CC BY-SA 3.0 IGO

 

 

 

 

 

De plus, l’ESA nous propose un survol du site d’atterrissage, Oxia Planum, du futur rover Exomars 2020/Rosalind Franklin.

 

La région visualisée sur cette animation est de 120 km x 19 km. Tout est basé sur un modèle élaboré par l’Université Technique de Dortmund, baptisé DTM (Digital Terrain Models) utilisant les photos HR de la sonde MRO (caméra HiRISE).

 

 

 

https://youtu.be/FuN5aeG8g5w

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

 

North polar dunes on Mars par l’ESA.

 

Crater fill par l’ESA.

 

Layering in Gale Crater par l’ESA.

 

 

Tout sur Exomars sur ce site.

 

 

 

 

 

JUNO : UNE ÉCLIPSE SUR JUPITER ! (04/10/2019)

 

 

 

La sonde américaine JUNO en plus d’effectuer des mesures dans l’environnement jovien, nous fait parvenir de bien belles photos ; notamment de l’ombre du satellite Io sur Jupiter comme on le voit sur la photo ci-contre.

 

 

Une image contenant table, intérieur, assis, tasse

Description générée automatiquement

C’est une éclipse solaire dans cette zone sombre de l’ombre, ce n’est pas un trou comme on a pu le voir dans le film 2010 l’année du premier contact quand Jupiter implose et se transforme en deuxième soleil.

 

Cette éclipse s’est produite le 12 sept 2019 et a été mémorisée par la JunoCam lors du périjove 22. L’ombre fait approx. 3600 km de diamètre.

Juno se trouvait à 7860 km au-dessus des nuages de Jupiter.

 

On trouve toutes les images de ce périjove 22 ICI.

 

Crédit : NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill © CC BY

 

Kevin Mc Gill est bien connu pour nous proposer très souvent de superbes images qu’ils traitent personnellement.

 

 

 

Ce genre d’éclipse arrive fréquemment avec Jupiter car elle possède de nombreuses lunes situées dans le plan équatorial.

 

 

Un carrousel d’images sélectionnées de Jupiter par Juno.

 

 

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

Yes, This is Actually the Shadow of Io Passing Across the Surface of Jupiter. Par Universe Today

 

À quoi ressemble une éclipse solaire vue de l’espace ? Cette superbe photo de Jupiter le montre

 

Une magnifique éclipse de Soleil sur Jupiter épiée par Juno par Futura Sciences

 

 

 

Le site de la mission.

 

 

 

 

 

LIVRE CONSEILLÉ :.LES EXOPLANÈTES PAR FLAVIEN KIEFER CHEZ DE BOECK. (04/10/2019)

 

 exopl-livre

 

Comment les exoplanètes se sont-elles formées ?

Comment peut-on se les représenter ?

Pourront-elles un jour nous révéler une forme de vie à leur surface ?

Aujourd’hui, grâce aux yeux des plus puissants télescopes, nous savons que les 200 milliards d'étoiles qui constituent notre galaxie sont presque autant de soleils entourés de planètes. Les mondes extra-terrestres ne sont donc plus une science-fiction.

Pour autant, comment ces exoplanètes se sont-elles formées ?

Comment peut-on se les représenter ?

Pourront-elles un jour nous révéler une forme de vie à leur surface ?

Star Wars, Dr. Who, Moebius, Azimov… autant d'inspiration artistiques et scientifiques.

 

Mais sont-elles bien à l'image de ce que sont réellement les exoplanètes ?

 

La préface est de notre ami Alain Le Cavelier des Étangs.

 

 

 

 

Flavien Kiefer est en post-doc à l’Institut d’Astrophysique de Paris.

 

SOMMAIRE /

1-    Tour d’horizon : des planètes aux exoplanètes

2-   Des planètes dans le système solaire

3-   La boite à outils de l’exoplanétologue

4-   Des exoplanètes comme s’il en pleuvait

5-   Dans la peau d’une exoplanète

6-   Une grande variété de mondes

7-   Mesurer les atmosphères

8-   Des atmosphères variées

9-   La vie sur les exoplanètes

10-Objectif : Exo Terre habitable

 

 

 

 

17,90 € bien investis !

 

 

 

 

 

 

 

 

LES MAGAZINES CONSEILLÉS :.POUR LA SCIENCE OCTOBRE SUR L’INFINI. (04/10/2019)

 

pourlasc

Bien que les mathématiques soient aujourd’hui assises sur des systèmes d’axiomes bien solides, dans toute théorie axiomatique assez puissante pour englober l’arithmétique usuelle, on peut formuler des énoncés indécidables, c’est-à-dire dont la théorie ne peut ni prouver qu’ils sont vrais, ni prouver qu’ils sont faux.

 

L’un de ces énoncés indécidables est « l’hypothèse du continu ». Elle stipule qu’entre l’infini des nombres entiers, et l’infini des nombres réels, il n’existe pas d’intermédiaire. Or certains mathématiciens refusent d’admettre que l’hypothèse du continu soit indécidable. Ils cherchent donc à étendre le système axiomatique à la base des mathématiques de telle façon que cet énoncé, ou sa négation, puissent être prouvés. Comme Jean-Paul Delahaye l’explique dans ce numéro , les travaux récents de l’Américain Hugh Woodin sur les grands ensembles infinis laissent penser que l’objectif est à notre portée. Une nouvelle théorie de la hiérarchie des infinis s’imposerait alors.

 

 

 

 

Également dans ce numéro : cannibalisme chez les bactéries, des tests sans faille de l'intrication quantique et des naturalistes sur les traces de la neige rouge.

 

 

Édito  Maurice Mashaal  

Les vérités mathématiques ne sont pas toutes immuables

On peut aimer les mathématiques pour des raisons diverses : pour leur côté ludique, pour leur utilité dans les sciences et la technologie, pour la rigueur des raisonnements, pour la beauté des démonstrations… Beaucoup les aiment pour une caractéristique fort rassurante dans un monde si instable : la permanence des théorèmes et autres résultats produits par cette discipline. Contrairement aux autres sciences comme la physique, où une théorie peut être remplacée par une autre, plus fidèle à la réalité et fondée sur des concepts très différents, les mathématiques apportent en effet des vérités éternelles, comme : « Il existe une infinité de nombres premiers » ou : « La relation de Pythagore s’applique à tout triangle rectangle ».

 

Il convient cependant de nuancer. Bien que les mathématiques soient aujourd’hui assises sur des systèmes d’axiomes bien solides, les logiciens ont démontré que dans toute théorie axiomatique assez puissante pour englober l’arithmétique usuelle, on peut formuler des énoncés indécidables, c’est-à-dire dont la théorie ne peut ni prouver qu’ils sont vrais, ni prouver qu’ils sont faux.

 

Ces énoncés indécidables ne sont généralement pas gênants, mais l’une des exceptions est « l’hypothèse du continu ». Elle stipule qu’entre l’infini le plus petit, celui des nombres entiers, et l’infini des nombres réels, il n’existe pas d’intermédiaire. Or certains mathématiciens refusent d’admettre que l’hypothèse du continu soit indécidable. Ils cherchent donc à étendre le système axiomatique à la base des mathématiques de telle façon que cet énoncé, ou sa négation, puissent être prouvés. Comme Jean-Paul Delahaye l’explique dans ce numéro , les travaux récents de l’Américain Hugh Woodin sur les grands ensembles infinis laissent penser que l’objectif est à notre portée. S’il est atteint, l’hypothèse du continu deviendra vraie… tandis que son indécidabilité deviendra fausse. Peut-être plus important encore, une nouvelle théorie de la hiérarchie des infinis s’imposera.

 

 

Mathématiques  Jean Paul Delahaye

En finir avec l’hypothèse du continu

Le concept d’infini a de tout temps été une source d’importantes difficultés. Philosophes et théologiens ont eu à son propos d’interminables et assez stériles discussions, et les mathématiciens eux-mêmes n’ont commencé à manier l’infini de façon précise et satisfaisante qu’à partir du XIXe siècle. Notamment, on avait conscience de rencontrer en mathématiques différents types d’infini, mais on ne savait pas comment les caractériser ni les comparer.

 

On faisait face à ce qui semblait être des absurdités. Par exemple, en multipliant par 2 chaque nombre entier, on établit une correspondance «biunivoque» entre les entiers et les nombres pairs: 1 ↔ 2, 2 ↔ 4, 3 ↔ 6, 4 ↔ 8, 5 ↔ 10, etc. De cette façon, à tout entier n correspond un unique entier pair p=2n; inversement, à tout entier pair p correspond un unique entier (pair ou impair) n=p/2. Cette correspondance biunivoque suggère quil y a autant dentiers pairs que dentiers pairs et impairs réunis, lesquels paraissent pourtant deux fois plus nombreux que les seuls entiers pairs!

 

Dans les années 1870, le mathématicien allemand Georg Cantor a proposé d’utiliser cette propriété de correspondance biunivoque, ou bijection, pour comparer entre eux des ensembles constitués d’une infinité d’éléments. Cela ne conduit directement à aucune contradiction; dailleurs, on peut définir un ensemble infini comme étant un ensemble qui est en bijection avec une partie (au sens strict) de lui-même définition dont on vérifie facilement le bien-fondé sur notre exemple des entiers et des entiers pairs.

 

Partant de là, Cantor a pu construire une théorie des ensembles qui constitue une théorie mathématique de l’infini et qui est aujourd’hui le socle sur lequel se développent toutes les mathématiques. L’axiomatisation de la théorie des ensembles a fait surgir quelques difficultés, mais celles-ci ont pour l’essentiel fini par être résolues: on dispose, depuis le début du XXe siècle, dun système daxiomes qui na fait apparaître jusquici aucune contradiction dans les travaux des mathématiciens.

 

Cette théorie axiomatique des ensembles est juste un peu faible en ce sens qu’elle laisse définitivement sans réponse certaines questions élémentaires comme celle dite de «lhypothèse du continu», que lon explicitera plus loin. Améliorer la théorie pour qu’elle réponde mieux à ces questions, tel est l’objectif de ceux qui mènent aujourd’hui des recherches dans le domaine de la théorie des ensembles.

 

Répondre à des questions qui étaient a priori sans réponse

Or des résultats très intéressants ont été obtenus dans cette direction au cours de la dernière décennie, et l’un des principaux protagonistes de cette histoire est Hugh Woodin. Ce mathématicien travaillant aujourd’hui à l’université Harvard, aux États-Unis, a la profonde conviction que l’énigme de l’hypothèse du continu dispose d’une solution, c’est-à-dire que soit cette hypothèse est vraie, soit elle est fausse: elle ne devrait pas être «indécidable». Cela la conduit à proposer et à faire avancer deux programmes de recherche opposés.

 

Le premier devait établir que l’hypothèse du continu est fausse. Il y a quinze ans, Hugh Woodin croyait possible son aboutissement. Mais il a changé d’avis et lancé un second programme de recherche qui porte sur ce qu’on dénomme le «L ultime» et qui, selon lui, conduira à une solution satisfaisante et définitive des principales énigmes posées par l’infini – notamment à la preuve que l’hypothèse du continu est vraie.

 

C’est cette voie vers le L ultime que je vais tenter d’expliquer dans ses grandes lignes. Revenons un peu en arrière pour comprendre les termes du problème.

 

Découverte par Cantor et publiée en 1891, la vérité la plus simple concernant l’infini mathématique est qu’il en existe plusieurs sortes. De façon plus générale, le théorème de Cantor indique qu’à chaque fois que l’on considère un ensemble infini E, l’ensemble de ses parties (ou sous-ensembles), noté (E), est dune taille infinie strictement supérieure à celle de E. Cela signifie que (E) ne peut pas être mis en correspondance biunivoque, ou bijection, avec E.

 

Ainsi, l’ensemble des entiers naturels ℕ ={0, 1, 2, 3, ..., n, ...} est strictement plus petit que lensemble () de ses parties, qui comprend par exemple lui-même, lensemble des nombres pairs, lensemble des nombres premiers, l’ensemble des puissances de 2, etc. Il y a dans () trop d’éléments pour quon puisse les mettre en bijection avec ceux de .

 

Et en répétant l’opération, c’est-à-dire en considérant la suite , (), (()), ((())), etc., on dispose, grâce au théorème de Cantor, d’une infinité d’ensembles infinis différents et de plus en plus grands.

 Suite dans le magazine

 

 

Physique : Ronald Hanson et Krister Shalm

Des tests sans faille de l’intrication quantique

Certaines révolutions débutent très discrètement. Ce fut le cas de celle entamée en 1964, lorsque le physicien britannique John Bell, alors au CERN, expliqua comment répondre à une question philosophique profonde qui avait beaucoup préoccupé les fondateurs de la physique quantique. Il s’agissait de savoir si des particules séparées par de grandes distances conservent un lien tel que des mesures effectuées sur l’une influent instantanément sur l’autre. En physique classique, une telle influence est impossible, car aucun signal ne peut se propager plus vite que la lumière. Mais dans le cadre de la théorie quantique, cela semble être le cas. Grâce aux inégalités mathématiques qu’il a trouvées, Bell a ouvert la possibilité de sonder la nature de ce lien.

 

Cinquante ans plus tard, les idées de Bell ont profondément changé notre vision de la théorie quantique. Et les physiciens se sont inspirés du test de Bell pour inventer de nouvelles technologies. Pourtant, ce n’est qu’en 2015 que les scientifiques ont réussi à vérifier les prédictions du théorème de Bell de la façon la plus complète qui soit. Ces expériences marquent la fin d’une longue quête et le début d’une nouvelle ère dans le développement d’applications quantiques.

 

Pour comprendre ce que Bell a fait, nous devons revenir aux racines de la physique quantique. Les règles de cette théorie décrivent le comportement de la lumière et de la matière aux plus petites échelles. Les atomes, les électrons, les photons et les autres particules subatomiques ont un comportement différent des objets macroscopiques du quotidien. L’une des principales différences est que ces particules existent dans des états marqués du sceau de l’incertitude. Prenez par exemple le spin (moment cinétique intrinsèque) d’un électron, une propriété purement quantique. Si un électron dont le spin est orienté horizontalement traverse un champ magnétique orienté verticalement, le spin basculera vers le haut avec une probabilité de 50 %, et vers le bas avec une probabilité de 50 %, le résultat étant vraiment aléatoire par nature.

 

Comparez cela à une pièce que l’on tire à pile ou face. Nous sommes tentés de penser que le lancer de pièce est aussi aléatoire, mais si nous connaissions précisément la masse de la pièce, la force employée pour la lancer, les détails des courants d’air qui l’atteignent, etc., nous pourrions prédire comment la pièce va retomber. Le caractère aléatoire provient dans ce cas d’un manque d’information sur le système.

 

 

 

 

 

 

 

 

Bonne lecture à tous.

 

C’est tout pour aujourd’hui !!

 

Bon ciel à tous !

 

JEAN-PIERRE MARTIN

 

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