Mise à jour le 13 Avril 2017
CONFÉRENCE
«MÉMOIRE D’UNE PIÈCE DE UN FRANC ET AUTRES HISTOIRES»
Par Robert MOCHKOVITCH, astrophysicien IAP
Organisée par l'IAP
98 bis Bd Arago, Paris 14ème
Le Mardi 4 Avril 2017 à 19H30
Photos : JPM pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent
m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur. Voir les crédits des autres photos
Vidéos des conférences proposées par l’IAP
sur Canal U
BREF COMPTE RENDU
Exceptionnellement rue de l’école de médecine
à l’amphithéâtre Farabeuf (il a parait-il, écrit un mémoire sur « de la luxation du pouce en arrière » !!)
R Mochkovitch est un spécialiste des objets compacts et des sursauts gamma.
Il a soutenu sa thèse sur les naines blanches et SN Ia en 1987.
Il participe aussi à un projet franco-chinois de satellite.
Sur la photo on voit l’orateur nous présentant une pièce de 1F, pourquoi une pièce de 1€ ? La pièce de 1F possède la particularité d’être en Nickel pur
(6 grammes).
Pour information, il y a eu 1,7 milliards de pièces de 1F en circulation.
On se rend compte que l’on va s’intéresser ce soir à différents éléments de la table périodique.
Abondance des éléments (en log) en fonction de leur numéro atomique (Z).
Les éléments cerclés de rouge sont ceux auxquels on va s’intéresser ce soir.
On se rend compte que H et He sont les éléments les plus abondants de l’Univers, ils représentent en fait plus de 99% de la totalité des éléments.
Ce soir on s’intéresse à 6 éléments.
GÉNÉRALITÉS SUR LA FORMATION DES ÉLÉMENTS.
Voir ma présentation sur le Big Bang qui explique des différentes nucléosynthèses.
En résumé :
·
Le temps et l’espace sont créés brutalement (pourquoi?) à un moment que l’on appelle le Big Bang.
·
Dans les tout premiers instants une soupe très dense de particules s’agitant dans tous les sens donne naissance aux briques élémentaires des éléments (les quarks avant la première microseconde!)
·
Puis certaines particules vont s’associer pour donner des protons et des neutrons (avant la première seconde)
·
Les électrons s‘y associent plus tard : les noyaux de H, D et He sont créés puis Be et Li (au bout de 3 minutes, c’est la nucléosynthèse primordiale)
·
La densité de matière est encore énorme, l’Univers est toujours opaque. Puis la température baissant, vers les 3000K, les particules se calment, les électrons peuvent enfin s’associer aux noyaux et donner des atomes.
·
Les atomes d’H et He sont formés. Nous sommes à 380.000 ans après le Big Bang. l’Univers devient TRANSPARENT
·
Les premières étoiles vont apparaître, elles sont « simples » constituées principalement de H et He (provenant de la nucléosynthèse primordiale), les autres éléments n’existant pas encore.
·
Mais les premières étoiles créées ont leur cœur en fusion, de nouveaux éléments lourds sont créés jusqu’au Fer, avec le Fer cette fabrication s’arrête. C’est la nucléosynthèse stellaire. Il aura fallu attendre
quelques centaines de millions d’années!
·
Ces étoiles très massives vont disparaître dans une explosion (super novae) génératrice d’éléments encore plus lourds qui vont ensemencer l’espace et donner naissance au monde actuel. C’est la nucléosynthèse explosive.
*** LE NICKEL.
Donc, la pièce de 1F était en Nickel pur, il est à noter que le 5cts américains que l’on appelle communément un « nickel » n’est pas en Ni pur, mais de 75% de Cu et 25% de Ni !
Le Nickel n’est pas la résultante de la nucléosynthèse stellaire, car celle-ci s’arrête au Fer ; ce ne sera que l’explosion d’une étoile massive en supernova qui donnera naissance aux éléments suivants dans la
classification de Mendeleïev, dont le Nickel par ewemple.
Ces atomes de Ni vont voyager dans l’espace avec les poussières interstellaires, celles-ci vont former un disque entourant le Soleil naissant et vont faire partie intégrante de notre Terre comme d’autres éléments.
Le Nickel (lourd comme le Fer) va migrer vers le manteau et le noyau de la Terre. Il ne va réapparaitre en certains endroits que grâce à la tectonique des plaques, comme en Nouvelle Calédonie ou grâce à l’impact de
météorites qui a fait remonter la roche du manteau comme au Canada (Sudbury, impact d’une météorite de 15km il y a 2 milliards d’années).
Néanmoins, il semble bien que de nombreuses météorites de Fe/Ni proviennent de l’espace, même aux temps des pharaons.
Les égyptiens auraient façonné cette dague à partir d’une météorite métallique.
Les alliages Fe/Ni des météorites ont la particularité quand on les coupe de former ce que l’on appelle des figures de Widmanstätten très
caractéristiques.
*** LE BÉRYLLIUM, LE SILICIUM, L’OXYGÈNE ET L’OR.
Cette belle bague en or avec une émeraude nous fait nous intéresser à ces trois composants.
L’émeraude est un béryl dont la couleur verte est donnée par le Chrome. Pour l’aigue marine, le bleu est apporté par le Fer.
Le Béryllium qui a donné son nom aux béryls, est très peu abondant dans l’Univers, il n’est pas formé dans le BB et dans les étoiles, car c’est un élément instable.
Il est formé dans les environnements stellaires, par un procédé appelé Spallation.
Le Be proviendrait des chocs de rayons cosmiques de haute énergie avec des atomes de Carbone et donnerait ainsi naissance au Be.
Quant à l’or, c’est un très bon réflecteur dans l’Infra Rouge et comme le futur JWST
s’intéressera principalement au domaine IR, ses miroirs (en Béryllium) sont recouverts d’une mince pellicule d’or (et non pas d’Alu comme généralement sur les télescopes terrestres).
On voit bien sur la courbe située en haut à droite de la diapo la comparaison entre Alu, Ag et Au. La réflectivité de
l’or est bien meilleure dans les IR.
Le silicium, lui, est produit dans le cœur des étoiles massives, et c’est sa fusion qui donnera naissance au Fer, le produit le plus stable de l’Univers.
Les silicates sont une association de Si et d’Oxygène, ce dernier élément provenant aussi du cœur des étoiles.
*** LE CARBONE.
On remarque que C = 3 x He suite à de nombreuses réactions nucléaires.
He jouant le rôle d’élément de base pour la fabrication des éléments suivants.
Le C provient de la fusion du Be8 instable mais dont la durée de vie (10-16 sec) à l’échelle des noyaux est suffisante pour progresser dans l’évolution des éléments. (Fred Hoyle
a participé à cette découverte).
Il est à remarquer que le Carbone entre les étoiles se condense en grains interstellaires de graphite et que les molécules H se forment sur ces grains.
POUR ALLER PLUS LOIN :
Poignard de Toutankhamon : il a été forgé dans un métal extraterrestre,
article de Sciences et Avenir.
Reflectance curves of silver (Ag), gold
(Au), and aluminium (Al). For optical coating. By Bob Mellish
Nucléosynthèse. La genèse des éléments. Etienne Parizot Université Paris Diderot / APC
Bon ciel à tous !
Jean Pierre Martin .Commission de Cosmologie de la SAF.
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