LES ASTRONEWS de
planetastronomy.com:
Mise à jour : 27 Novembre 2020
Conférences et Évènements :
Calendrier
.............. Rapport
et CR
Prochaine conférence SAF.. LES CONFÉRENCES MENSUELLES D’ASTRONOMIE DE LA SAF NE
SE TIENNENT QU’À « DISTANCE » JUSQU’À NOUVEL ORDRE À CAUSE DE LA DÉTÉRIORATION
DE LA SITUATION SANITAIRE.
La Prochaine : le mercredi 9 Décembre 19H00
Marco ZITO du CEA
nous parle du « Tourbillon
des particules »
Transmission en direct sur le canal YouTube de la SAF :
https://www.youtube.com/channel/UCD6H5ugytjb0FM9CGLUn0Xw/featured
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.
Chang’e-4 :
Toujours vaillant après 24 nuits lunaires.
(27/11/2020)
Chang’e-5 :
Bientôt le retour d’échantillons lunaires.
(27/11/2020)
SpaceX :.Crew-1
départ et arrimage réussis !
(27/11/2020)
Exoplanètes
:.L’habitabilité
dépend de la quantité d’éléments radioactifs !
(27/11/2020)
Astéroïdes :.Il
nous a rasé les moustaches, celui-ci !!!
(27/11/2020)
Pic du Midi
: Un panorama exceptionnel de Mars !
(27/11/2020)
Arecibo :
Triste information : il va être démonté.
(27/11/2020)
New Horizons :.Montagnes
enneigées de Pluton.
(27/11/2020)
Les magazines conseillés :.Pour
la Science sur les Trous Noirs.
(27/11/2020)
CHANG’E-4 : TOUJOURS VAILLANT APRÈS 24 NUITS LUNAIRES.
(27/11/2020)
La mission Chang’e-4 sur la face cachée de la Lune se déroule toujours
parfaitement bien, malgré les
24 nuits lunaires
subies par le rover Yutu-2 et l’atterrisseur.
Pendant ces périodes froides
(-190°C) les deux
engins sont mis sur « pause » et attendent le lever du jour (un jour lunaire ou
une nuit : 14 jours terrestres).
On rappelle que la
sonde est équipée d’un générateur isotopique pour réchauffer l’électronique qui
ne peut survivre à une telle température.
Le 24ème jour lunaire a commencé le 9 Novembre 2020 (l’atterrissage a eu lieu le
3 Janvier 2019 !).
À ce jour le rover a parcouru en 670 jours terrestres, approximativement
550 m sur la surface
lunaire.
Trajet effectué par le rover Yutu-2 après 23 jours lunaires. Site d’atterrissage
à droite. Crédit : CLEP
Le rover a pris de nombreuses images des cratères rencontrés, notamment cette
vue en 3D.
Et celle-là
dont le sol est plus détaillé.
On se rappelle qu’un
panorama en HR
avait été diffusé lorsque le rover était près du lander.
Crédit photo : CLEP.
Le rover est équipé d’instruments, notamment un spectro sensible au proche IR et
un radar à pénétration, permettant d’accéder à la composition des sols.
Notamment l’étude des bords des cratères d’impact, les éjectas.
Ceux mesurés par Yutu font 70 m d’épaisseur.
Étudié aussi par le
radar à pénétration lunaire (LPR) du rover, le site d’atterrissage,
décomposé en 3 parties : le régolithe jusqu’à 12 m ; ensuite de 12 à 24 m des
matériaux divers plutôt grossiers et enfin la dernière couche jusqu’à 40 m, qui
contient des matériaux plus fins.
Plus de détails avec
l’article paru.
Crédit : Xinhua.
De même l’atterrisseur est équipé d’un détecteur de neutrons, afin de déterminer
l’environnement au point de vue rayonnement de la Lune, nécessaire pour les
futures missions lunaires habitées.
N’oublions pas que la Chine prévoit d’envoyer Chang’e-5 à la fin de ce mois de
novembre 2020, avec pour mission de ramener des échantillons, 2 kg, de la face
visible.
Nous aurons l’occasion d’en reparler.
POUR ALLER PLUS LOIN :
China's Yutu 2 rover snaps stunning new panoramas from the moon's far side
de Space.com
China Focus: Chinese lunar probe's 600 days on Moon's far side
Chang'e-4 far side Moon-landing Mission of China
chez EO-Portal, très complet.
China's lunar rover travels 565.9 meters on moon
Descent trajectory reconstruction and landing site positioning of Chang’E-4 on
the lunar farside
“Yutu 2” woke up again and brought a big discovery on the back of the moon
The Moon’s farside shallow subsurface structure unveiled by Chang’E-4 Lunar
Penetrating Radar
China rolls out Long March 5 rocket to launch Chang’e-5 lunar sample return
mission
La Chine dans l’espace
sur votre site préféré.
CHANG’E-5 : BIENTÔT LE RETOUR D’ÉCHANTILLONS LUNAIRES.
(27/11/2020)
On sait que la Chine a depuis longtemps pour projet de ramener des échantillons
de la surface de la Lune (dernière mission similaire en 1976 avec une Luna
soviétique) ; c’est la mission de Chang’e-5 prévue pour le 24 Novembre 2020.
Cette mission avait été retardée de près de deux ans à cause des
mésaventures du lanceur
Long March 5.
Depuis celui-ci a été amélioré et a procédé à deux lancements sans problème.
Donc, feu vert est donné à la mission pour un décollage le 24 Novembre 2020 et
alunissage dans l’Océan des Tempêtes, près du mont Rümker. Objectif : ramener
deux kilos de régolithe
sur Terre.
|
|
Crédit illustration :
Science China Press |
La sonde Chang’e-5 dans l’atelier de montage.
Crédits CNSA/CLEP |
La sonde Chang’e-5 (de plus de 8 tonnes) est composée de
4 parties :
·
Un atterrisseur comprenant une foreuse permettant de creuser à 2 m et un bras
robotisé
·
Un orbiteur
·
Un module d’ascension avec amarrage automatique au module de retour
·
Et un module de service et de retour. Récupération en Mongolie Intérieure.
Cette mission n’est pas seulement de prestige, nos amis Chinois veulent aussi
faire de la Science, c’est la raison pour laquelle ils s’intéressent à cette
région particulière. En effet, c’est une énorme région, jeune, couverte de
basalte avec peu de cratères, radioactive et peu explorée jusqu’à présent.
Une foreuse devrait permettre de ramener des échantillons du sous-sol
jusqu’à 2 m de
profondeur !
La région du Mont Rümker contiendrait une forte densité de Thorium radioactif.
Ils espèrent ramener des échantillons différents de ceux d’Apollo.
Lancement réussi
dans la nuit du 23 au 24 Novembre 2020 par une fusée Long March 5 depuis le
centre spatial de Wenchang dans l’ile de Hainan (Sud de la Chine). C’est la
première mission de ce genre depuis les années 1976 avec les sondes soviétiques
Luna.
On peut voir d’ailleurs
sur cette illustration
les différents points d’atterrissage sur la Lune de toutes les sondes lancées à
ce jour.
Vidéo du lancement
https://youtu.be/vhG9QsenFJ8
POUR ALLER PLUS LOIN:
ESA tracks Chang'e-5 Moon mission
China Prepares to Launch Its Most Ambitious Moon Mission Yet
Your Guide to China’s Chang'e-5 Moon Mission
de la Planetary Society
China set to retrieve first Moon rocks in 40 years
Lune : La Chine se prépare à lancer sa mission de retour d'échantillons
de Futura Sciences
Lancement réussi pour la mission chinoise qui vise à décrocher un morceau de
Lune
Décollage réussi pour Chang'E 5, l'ambitieuse mission chinoise de collecte
d'échantillons lunaires
China launches historic Chang'e 5 mission to collect the first moon samples
since 1976
China hails successful launch of Chang’e-5 mission to collect moon samples
SPACEX :. CREW-1 DÉPART ET ARRIMAGE RÉUSSIS !
(27/11/2020)
Le lancement prévu le 14 Novembre 2020 a en fait eut lieu le lendemain à cause
de la météo.
Un lancement de nuit est toujours
très impressionnant
et ce fut vraiment le cas.
Lancement parfait (voir vidéo plus loin) d’une Falcon 9 qui avait déjà servi ;
et après une course de 27 heures pour rattraper l’ISS ;
l’arrimage se produit
sans difficultés au port du module Harmony.
Le vaisseau Dragon a été baptisé « Resilience » par son équipage.
Les astronautes sont maintenant
7 à bord de l’ISS,
ce qui pose un problème de couchage.
Il n’y a que six couchettes à bord, donc un des astronautes devra coucher
« dehors », à bord de la capsule Dragon.
Photo : NASA/SpaceX/J Kowsky
Une belle photo
de l’approche de Crew Dragon avant amarrage.
Mission de longue durée pour les 4 nouveaux arrivant, ils vont rester 6 mois à
bord.
Bien entendu, le premier étage est retourné sagement se poser pour être
ré-utiliser ; mais on a eu des sueurs froides, le premier étage s’est posé très
(trop ?) près du bord de la péniche récupératrice. Vois la
vidéo correspondante.
L’approche de l’ISS vue de l’intérieur de la capsule. (Capture écran NASA TV).
Vidéo lancement et récupération (5 mn).
Vidéo du docking :
Suivie par l’ouverture du sas (3 min) :
En plus court: Crew for all,
un résumé rapide de la journée
:
Et en plus long (8 heures !) :
https://youtu.be/Kr8KgLe3glc
Deux autres habités vers l’ISS devraient avoir lieu en 2021, dont le suivant
avec notre astronaute Thomas Pesquet.
Une
belle infographie
expliquant les divers points de la mission.
POUR ALLER PLUS LOIN :
SpaceX Launches Crew-1 Dragon Mission
L'équipe de la capsule Dragon de SpaceX à bord de la Station spatiale
internationale
Crew-1 Dragon Arrives At the International Space Station
La capsule Dragon de SpaceX s’est arrimée à la Station spatiale internationale
du journal Le Monde.
NASA Space Station On-Orbit Status 16 November 2020 - Crew 1 Arrives
SpaceX's Crew-1 astronaut launch for NASA: Live updates
EXOPLANÈTES :.L’HABITABILITÉ DÉPEND DE LA QUANTITÉ D’ÉLÉMENTS RADIOACTIFS !
(27/11/2020)
Plus on découvre d’exoplanètes et plus on se demande quels sont les facteurs qui
jouent sur l’habitabilité de celles-ci en ce qui concerne une vie même
primitive.
Si certains facteurs sont évidents comme :
·
Une source d’énergie (Étoile ?? Force de marée ??) permettant le développement
·
Un champ magnétique protecteur contre les radiations
·
Un liquide excellent solvant (Eau ??)
·
Du temps pour permettre une évolution
·
Certains ingrédients Carbone, Hydrogène, Azote, Oxygène, Phosphore, Soufre (les
Chnops !)
Mais au cours des années on s’est aperçu qu’il fallait en plus :
·
Une tectonique des plaques servant à recycler l’énergie
·
La présence d’une planète géante protégeant les planètes (comme Jupiter/Terre)
·
Lien entre composition de l’étoile en matériaux lourds et la planète
·
La planète doit avoir la bonne taille, on pense que ce devrait être entre 1/3 et
10 Terres ; Mars est trop petite mais au bon endroit, Vénus a la bonne taille
mais au mauvais endroit
·
Probablement une zone favorable galactique aussi dans la galaxie, pas trop près
du centre, pas trop loin aussi
Cela fait beaucoup de facteurs et rend la possibilité de vie relativement peu
fréquente, mais avec les milliards et milliards d’exoplanètes, cela pourrait
quand même donner un chiffre énorme.
Des chercheurs de l’Université de Californie à Santa Cruz, menés par le
professeur
Francis Nimmo,
se sont intéressés aux éléments pouvant justement satisfaire les critères
précédents.
Ils ont trouvé que le facteur clé était l’abondance en
matériau radioactifs
comme le Thorium et l’Uranium.
Cette abondance (pas trop et pas trop peu) jouerait sur l’existence d’un champ
magnétique
protégeant des particules stellaires et rayons cosmiques, et favoriserait une
tectonique des plaques par l’intermédiaire de la chaleur générée, tectonique qui
engendre le volcanisme participant à la création d’une atmosphère.
C’est bien la décroissance radioactive de U et Th qui a fait notre planète
habitable. Cette décroissance provoque la libération de particules qui chauffent
leur environnement, donnant naissance au noyau liquide. Ce noyau composé des
éléments lourds comme le Fe et Ni sont en mouvement permanent générant un effet
dynamo et donc un champ magnétique.
Mais la quantité d’éléments radioactifs joue un rôle, en effet :
·
Si elle est trop importante, la chaleur interne deviendrait trop importante, et
le manteau deviendrait isolant comme le signale l’étude. La convection centrale
ne pourrait plus se produire et le champ magnétique n’existerait pas.
·
Si elle est plus faible, la planète devient froide et sans atmosphère
probablement.
Dans les deux cas, notre Terre ne serait pas habitable.
Illustration des trois possibilités :
En haut : une planète avec trop d’éléments radioactifs, elle est brulée
Au milieu : une planète comme la Terre avec la bonne proportion, un champ
magnétique protecteur existe.
En bas : une planète avec trop d’éléments radioactifs, elle est géologiquement
morte.
Crédit illustration : Melissa Weiss
Alors on peut s’interroger sur ce qu’il fait que certaines planètes et étoiles
possèdent plus ou moins de ces éléments radioactifs.
Au niveau stellaire, U et Th sont formés lors de collisions ou de fusions
d’étoiles à neutrons (processus-r, r pour rapide), les collisions de ce type
étant très rares.
La spectroscopie est une méthode permettant de déterminer à distance la
composition de ces étoiles et planètes lointaines (on part du principe que les
planètes tournant autour d’une étoile ont une composition similaire à leur
étoile).
Il se trouve qu’un élément traceur de ce processus donnant naissance à U/Th est
la terre rare Europium.
Il « suffirait » de pouvoir déterminer l’abondance d’Europium dans les étoiles
et planètes distances que l’on cherche à analyser, pour savoir si elles ont une
chance d’être habitables.
F. Nimmo et ses collègues ont étudié les spectres des étoiles proches et mesuré
le taux d’Europium.
Les prochaines sondes dédiées à l’étude des exoplanètes devraient permettre une
telle recherche. On compte beaucoup sur le futur JWST qui finira bien par être
lancé un jour ou l’autre !
Les études de l’UC Santa Cruz sont parues dans The
Astrophysical Journal Letters
POUR ALLER PLUS LOIN :
Radioactive elements may be crucial to the habitability of rocky planets
de UC Santa Cruz
L'uranium et le thorium : des éléments clé pour l'habitabilité d'une planète
Des planètes radioactives pourraient abriter des océans
de Science et Vie
ASTÉROÏDES : IL NOUS A RASÉ LES MOUSTACHES CELUI-CI !!!
(27/11/2020)
2020 VT4, vous ne connaissez pas ? Heureusement, cet astéroïde de 5 à 10 m de
diamètre nous a frôlé le 13 Novembre 2020 (un Vendredi 13 !) comme jamais aucun
astéroïde nous avait frôlé : à 380 km de la surface de notre planète, à
l’altitude de l’ISS !
Il est passé au-dessus du Pacifique, a rebondi sur l’atmosphère, et est reparti
dans l’espace.
Ouf ! On l’a échappé belle ! Sa taille n’en faisait pas un objet vraiment très
dangereux, il se serait probablement désintégré entièrement dans l’atmosphère,
mais quand même.
J’ai trouvé sur Internet, un passionné qui a simulé
la trajectoire sur Twitter.
Et
aussi ici.
Cet astéroïde a été
découvert grâce au réseau de détection ATLAS (Asteroid
Terrestrial-impact Last Alert System),
mais seulement 15 heures
APRÈS son passage au-dessus de l’Océan Pacifique !
POUR ALLER PLUS LOIN :
Un astéroïde inconnu de 6 mètres de diamètre a frôlé la Terre
Sur 2020 VT4
chez Wikipedia.
L’astéroïde 2020 VT4 a vraiment frôlé la Terre de très près vendredi 13 novembre
de Futura Sciences.
A record close shave: Asteroid 2020 VT4 just skimmed by Earth
très complet sur le sujet
PIC DU MIDI : UN PANORAMA EXCEPTIONNEL DE MARS !
(27/11/2020)
Début Octobre de cette année 2020 a eu lieu une
opposition entre Mars et
la Terre, Mars n’était qu’à
62 millions de km
de nous.
Les astronomes du Pic du Midi en ont profité pour effectuer un panorama
photographique de la planète rouge, carte la plus précise faite à ce jour depuis
le sol. Et notre ami Thierry Legault, notamment, a encore frappé fort !
Photo faite avec le télescope de 1 m.
Panorama d’Octobre 2020 au Pic du Midi de Mars, lors de l’opposition. Crédit Th
Legault et al.
Pour connaitre tous les éléments représentés sur cette carte, voir
la carte explicative.
Ils en ont aussi tiré une vidéo :
https://youtu.be/In5Km9LGPE0
Et aussi une
vidéo pour les vues 3D.
Ainsi que des vues 3D que vous pouvez voir sur le
site de Ciel et Espace.
Ce panorama est tellement superbe, et surprenant par sa qualité depuis le sol
terrestre, qu’il a fait l’objet
d’un APOD de la NASA.
Bravo à tous !
POUR ALLER PLUS LOIN :
L’observatoire du Pic du Midi obtient une vue globale de Mars en 3D
Rotation complète de Mars avec le T1M du Pic du Midi utilisé par F/ COlas et
Thierry Legault
Mars en 3D et en vidéo : une réalisation unique signée l’Observatoire du Pic du
Midi
ARECIBO : TRISTE INFORMATION : IL VA ÊTRE DÉMONTÉ.
(27/11/2020)
Oui, triste nouvelle pour la radioastronomie, le radiotélescope géant
d’Arecibo va être
démonté, suite à une série d’incidents concernant les câbles qui
retenaient les instruments et le dôme. Ils ont cédé en aout et novembre de cette
année 2020.
Le premier retenant les instruments a occasionné un trou dans le récepteur et le
deuxième incident correspond à un câble de ce même récepteur qui a lâché.
Pour des raisons de sécurité, la NSF (National Science Foundation) à l’origine
du projet et l’Université de Floride Centrale (UCF) qui exploite le
radiotélescope ont décidé de le démonter, en effet il serait proche de
l’effondrement.
Le télescope d’Arecibo photographié en Novembre 2020 après les deux incidents.
On remarque le trou dans le récepteur.
Crédit University of Central Florida.
On voit sur la photo ci-contre les dommages correspondant au trou fait dans le
récepteur.
Crédit photo : University of Central Florida
Fin d’une histoire vieille de 57 ans !
Le télescope avait commencé à être construit en 1960 dans une cavité naturelle
au Nord de l’Ile de Porto Rico. Jusqu’en 2016, c’était le plus grand
radiotélescope du monde avec son récepteur de 305 m de diamètre.
Il a servi aussi de décor à de nombreux films, on se souvient d’un James Bond
(GoldenEye) se passant à cet endroit, ainsi que le film Contact avec J Foster,
il me semble aussi que quelques épisodes de X-Files y ont aussi été tournés.
De plus c’est un coup terrible pour les centaines d’astronomes qui l’utilisent,
ainsi qu’accessoirement pour le tourisme de Porto Rico, dont c’était une des
principales attractions avec une centaine de millier de visiteurs par an.
Signalons que c’est ce radiotélescope qui a détecté l’astéroïde Bennu que la
sonde Osiris-Rex vient de visiter.
POUR ALLER PLUS LOIN :
Triste nouvelle pour les astronomes: le téléscope géant d'Arecibo va être démoli
Huge Puerto Rico radio telescope to close in blow to science
Aricebo's damage is so serious and dangerous, they're just going to scrap the
observatory entirely
Legendary Arecibo telescope will close forever — scientists are reeling
de Nature.
Le radiotélescope d’Arecibo va être démonté
Arecibo va être démantelé : les 7 découvertes les plus marquantes du
radiotélescope
NEW HORIZONS :.MONTAGNES ENNEIGÉES DE PLUTON.
(27/11/2020)
Le CNRS vient de publier un communiqué sur les dernières découvertes de la sonde
New Horizons à propos de Pluton :
À gauche, la région de « Cthulhu» près de l’équateur de Pluton et à droite, les
Alpes sur Terre. Deux paysages identiques, créés par des processus très
différents.
© NASA/JHUAPL/Southwest Research Institute
© Thomas Pesquet/ESA
Les montagnes de Pluton sont enneigées, mais pas pour les mêmes raisons que sur
Terre, notre ami François Forget a travaillé avec ses collègues sur cette
découverte.
En 2015, la sonde New Horizons a découvert sur Pluton de spectaculaires
montagnes aux sommets couverts de glace, ressemblant de façon frappante aux
massifs terrestres. Un tel paysage n’avait jamais été observé ailleurs dans le
Système solaire.
Mais, alors que sur notre planète les températures atmosphériques diminuent avec
l’altitude, sur Pluton,
elles se réchauffent avec l’altitude, à cause du rayonnement solaire.
D’où provient donc cette glace ? Une équipe internationale, menée par des
scientifiques du CNRS, a mené l’enquête.
Ils ont d’abord déterminé que cette « neige » des montagnes de Pluton est en
réalité faite de glace
de méthane, un gaz présent sous forme de traces dans l’atmosphère de
Pluton, à la manière de la vapeur d’eau sur Terre.
Ensuite, pour comprendre comment un même paysage pouvait être produit dans des
conditions aussi différentes, ils ont utilisé un modèle du climat de la planète
naine. Celui-ci leur a permis de découvrir qu’en raison de sa dynamique
particulière, l’atmosphère de Pluton est enrichie en méthane gazeux en altitude.
Par conséquent, ce n’est qu’au sommet des montagnes suffisamment hautes pour
atteindre cette zone enrichie que l’air est assez chargé en méthane pour
permettre sa condensation. Plus bas, l’air est trop pauvre en méthane pour que
la glace puisse se former.
Publiés dans Nature Communications, ces travaux pourraient aussi expliquer
pourquoi les épais glaciers de méthanes observés ailleurs sur Pluton sont
hérissés de spectaculaires crêtes escarpées, à la différence des glaciers d’eau,
plats, terriens.
Sur Terre, la neige se condense en altitude, car l’air se dilate lors des
mouvements ascendants et donc se refroidit
(on perd ainsi 1°C tous les 100 m environ). Sur Pluton, la glace de méthane se
forme sur le sommet des montagnes
lorsqu’elles sont suffisamment hautes pour atteindre les hautes couches
atmosphériques, plus chaudes et enrichies en méthane.
© Tanguy Bertrand et al.
POUR ALLER PLUS LOIN :
Pluto’s snowcapped mountains are unlike any on Earth
LES MAGAZINES CONSEILLÉS :.POUR LA SCIENCE SUR LES TROUS NOIRS.
(27/11/2020)
Le numéro de décembre 2020 de Pour la Science est particulièrement dédié aux
trous noirs et au paradoxe de l’information lié à ceux-ci.
En 1974, Stephen Hawking avait calculé qu’un trou noir doit émettre un faible
rayonnement et donc que cette « évaporation » finit, au bout d’un temps très
long, par le faire disparaître. Mais ce phénomène impliquerait que l’information
relative à la matière engloutie par l’astre serait perdue à tout jamais, et cela
contredit les lois de la physique quantique.
Comment résoudre ce paradoxe ? Le physicien américain Steven Giddings nous
présente dans ce numéro les principales pistes envisagées. Certaines supposent
de revoir des concepts fondamentaux de la physique. Pour faire le tri, les
futures observations seront cruciales.
De plus, la solution au paradoxe de l’information est probablement liée à celle
d’un problème encore plus vaste : celui de l’incompatibilité actuelle entre la
théorie de la relativité générale, qui décrit les trous noirs, et la théorie
quantique. Ainsi, ces astres étranges constituent aujourd’hui une chausse-trappe
pour la physique théorique, mais il est possible qu’ils lui apportent demain le
salut.
En voici l’édito de Maurice Mashaal :
Objet du prix Nobel de physique décerné cette année, les trous noirs ont été
imaginés par les théoriciens avant que des décennies d’observations
astronomiques fassent admettre leur existence. Une existence devenue encore plus
tangible grâce à deux avancées récentes. D’une part, depuis 2015, on détecte des
ondes gravitationnelles émises lors de la coalescence de deux trous noirs, avec
plusieurs dizaines de tels événements enregistrés à ce jour. D’autre part, il y
a quelques mois, un réseau de radiotélescopes a produit la première image d’un
trou noir : celui, supermassif, qui occupe le centre de la galaxie M87.
Les observations astronomiques de ces objets entrent ainsi dans une nouvelle
ère. Elles fourniront, sur ces astres tellement massifs et compacts que leur
gravité empêche jusqu’à la lumière de s’en échapper, des renseignements très
attendus. Très attendus en particulier parce que les trous noirs posent aux
théoriciens une grave difficulté.
En 1974, le célèbre chercheur britannique Stephen Hawking avait calculé qu’un
trou noir doit émettre un faible rayonnement et donc que cette « évaporation »
finit, au bout d’un temps très long, par le faire disparaître. Mais ce phénomène
impliquerait que l’information relative à la matière engloutie par l’astre
serait perdue à tout jamais, et cela contredit les lois de la physique
quantique.
Comment résoudre ce paradoxe ? Le physicien américain Steven Giddings nous
présente dans ce numéro les principales pistes envisagées. Certaines supposent
de revoir des concepts fondamentaux de la physique. Pour faire le tri, les
futures observations seront cruciales. De plus, la solution au paradoxe de
l’information est probablement liée à celle d’un problème encore plus vaste :
celui de l’incompatibilité actuelle entre la théorie de la relativité générale,
qui décrit les trous noirs, et la théorie quantique. Ainsi, ces astres étranges
constituent aujourd’hui une chausse-trappe pour la physique théorique, mais il
est possible qu’ils lui apportent demain le salut.
Voici quelques articles particulièrement intéressants :
Trous noirs : comment résoudre le paradoxe de l’information ?
Début de l’article :
Pour la première fois, le 10 avril 2019, l’humanité a contemplé l’image d’un
vrai trou noir. En utilisant un réseau de radiotélescopes terrestres
fonctionnant de concert, l’équipe du programme EHT (Event Horizon Telescope) a
construit un cliché du trou noir de 6,5 milliards de masses solaires tapi au
centre de la galaxie voisine M87. C’est un exploit époustouflant :
l’existence
des trous noirs avait
été
prédite depuis longtemps, mais ces mystérieux objets n’avaient jamais été «
observés » directement. Et cette performance ne se limite pas à l’obtention d’un
cliché. Cette image et les observations à venir nous livreront des indices pour
percer l’une des plus grandes énigmes des trous noirs et de toute la physique.
Cette énigme est un paradoxe qui porte sur le devenir de l’information dans un
trou noir. En étudiant cette question, les physiciens ont découvert que la
simple existence des trous noirs est en contradiction avec les lois de la
physique quantique, qui décrivent jusqu’à présent avec succès tout le reste de
l’Univers. Pour résoudre ce paradoxe, il sera peut-être nécessaire d’opérer une
révolution conceptuelle aussi profonde que celle qui a conduit à l’avènement de
la mécanique quantique.
Le réseau Event Horizon Telescope a construit la première image d’un trou noir
réel
Les théoriciens ont exploré de nombreuses pistes, mais ils disposent de très peu
d’indices directs pour les aider à résoudre ce problème. Cependant, la première
image d’un trou noir marque le début d’une période captivante, qui voit arriver
des données réelles pour guider nos idées. Les observations futures de l’EHT, en
particulier celles susceptibles de montrer l’évolution des trous noirs au fil du
temps, et les détections récentes de collisions de trous noirs grâce aux
observatoires d’ondes gravitationnelles Ligo et Virgo, apporteront certainement
des éclairages déterminants et ouvriront la voie à une nouvelle ère de la
physique.
Information perdue ou conservée ?
Les observations de l’EHT et les détections d’ondes gravitationnelles sont les
preuves les plus récentes et les plus directes de l’existence des trous noirs.
Cependant, ces objets sont en conflit avec les fondements actuels de la
physique. Les principes de la physique quantique sont censés s’appliquer à tous
les objets de la nature, mais quand on les utilise pour décrire les trous noirs,
on se heurte à des contradictions, qui mettent en évidence un défaut de la forme
actuelle de ces lois.
Le problème découle d’une des questions les plus simples que l’on puisse poser
sur les trous noirs :
qu’arrive-t-il
à
la matière
qui tombe dedans ?
Nous savons, d’après
les lois actuelles de la physique quantique, que la matière
et l’énergie
peuvent changer de forme. Les particules peuvent, par exemple, se transformer en
d’autres particules. Mais une chose est sacrée et n’est jamais détruite :
l’information
quantique, c’est-à-dire
l’information
sur l’état
d’un
système
quantique. Si nous connaissons complètement l’état quantique d’un tel système,
nous devrions toujours être en mesure de déterminer exactement son état passé ou
futur sans perte d’information. Une question plus précise est donc :
qu’arrive-t-il
à
l’information
quantique qui tombe dans un trou noir ?
A lire aussi : La détection des ondes gravitationnelles : une nouvelle fenêtre
sur l'Univers
Notre compréhension des trous noirs vient de la théorie de la relativité
générale d’Albert Einstein, qui décrit la gravité comme une manifestation de la
courbure de l’espace-temps ;
on visualise souvent cette idée
avec une balle déformant
la surface d’un
trampoline. La trajectoire des corps massifs et de la lumière
s’incurve
en suivant la déformation
de l’espace-temps,
et c’est
cela qu’on
nomme la « gravité ». Et si, dans un espace assez petit, on accumule assez de
masse, la déformation de l’espace environnant est tellement forte que même la
lumière ne peut pas s’échapper.
La région d’où il n’est plus possible, même pour la lumière, de fuir constitue
un « trou noir ». Elle est délimitée par ce qu’on nomme l’« horizon des
événements ». Si rien ne peut voyager plus vite que la lumière (y compris
l’information), tout doit donc rester piégé à l’intérieur de cette frontière.
Les trous noirs sont alors des gouffres cosmiques emprisonnant l’information au
même titre que la lumière et la matière.
La première image d’un trou noir
En 2019, l’équipe de l’Event Horizon Telescope (une installation virtuelle
reposant sur plusieurs radiotélescopes à travers le monde qui synchronisent
leurs observations) a réalisé l’image du trou noir supermassif au centre de la
galaxie M87 (à gauche). Il s’agit plus précisément de son ombre, la lumière
étant celle émise par la matière très chaude de son disque d’accrétion. Les
équations de la relativité générale permettent de prédire la forme précise de
cette ombre. On peut donc utiliser cette image pour tester cette théorie et
peut-être mettre en évidence certaines anomalies. L’image s’est révélée
compatible avec la relativité générale. Dans une nouvelle étude, l’équipe a
adopté la stratégie inverse :
elle a considéré
une grande variété
de théories
modifiant la relativité
générale et a regardé si les prédictions simulées (à droite) sont compatibles
avec l’image réelle. Cette étude met des contraintes 500 fois plus sévères...
Les sciences nous rendent-elles crédules ?
Les outils intellectuels nécessaires à la recherche peuvent parfois se retourner
contre nous et nous amener à défendre des théories fausses.
Des mathématiciens sous la Grande Guerre
Dans les années 1930, le groupe de mathématiciens Bourbaki a promu une vision
abstraite et universelle de sa discipline en rupture avec celle de ses
prédécesseurs. Le sacrifice de nombreux jeunes mathématiciens durant la Première
Guerre mondiale a sans doute fortement contribué à ce revirement.
Bonne lecture à tous.
C’est tout pour aujourd’hui !!
Bon ciel à tous !
JEAN-PIERRE MARTIN
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