Indholdsfortegnelse for HS No. 144 i Science & Vie Junior

Dans l’Univers actuel, tous les phénomènes de la nature s’expliquent par l’action de quatre forces fondamentales, ou «interactions élémentaires» entre particules. Vous connaissez la gravitation qui fait que tous les corps massifs s’attirent les uns les autres, qu’il s’agisse d’une pomme, de la Terre ou des galaxies les plus lointaines. L’interaction électromagnétique est de son côté responsable de phénomènes comme la lumière ou l’électricité, les aimants ou toutes sortes de réactions chimiques (d’un simple feu à la production de plastique). De portée beaucoup plus infime, les deux interactions nucléaires faible et forte se manifestent en deçà de l’échelle des atomes. La première est responsable de la radioactivité ß ou de la fusion des atomes dans les étoiles, tandis que la seconde assure la cohésion des particules dans les noyaux d’atomes.…

Avec la construction de miroirs de plus en plus larges, les performances des télescopes terrestres se sont beaucoup améliorées en un siècle. Encore faut-il que la lumière arrive jusqu’à eux car notre atmosphère aime jouer les trouble-fêtes en bloquant une grande partie du spectre. Seule la lumière visible et une partie des infrarouges et des ondes radio parviennent jusqu’au sol. Pour s’affranchir de ce problème, les astrophysiciens ont envoyé des télescopes dans l’espace. Mais leur puissance reste encore limitée par leur petite taille.…

Si les superstitieux avaient vu passer la comète Swan dans le ciel nocturne en mai dernier, sûr qu’ils en auraient conclu qu’elle avait quelque chose à voir avec la pandémie de coronavirus, avance l’astrophysicien Sylvain Chaty! En fait, elle est passée presque inaperçue. À l’évidence, le ciel nocturne n’est plus ce qu’il était il y a quelques siècles : avec toute la lumière émise par les villes, bien heureux celui qui voit passer ne serait-ce qu’une étoile filante. Mais avant toute cette pollution lumineuse, quand on sortait dans la nuit noire une chandelle à la main, on y voyait clair au-dessus de nos têtes! Et quand passait une comète, on tremblait. Quel mauvais présage annonçait-elle, cette fois? Longtemps, les comètes ont été vues comme des signes avant-coureurs de malheurs :…

RIGEL La supergéante en bleu de chauffe Réunion au sommet sur Terre. Tous les grands responsables politiques sont présents car l’heure est grave. Le Soleil grossit et se réchauffe de plus en plus. D’ici 1 milliard d’années, les océans s’évaporeront et la Terre cessera d’être habitable. Il faut impérativement déménager avant cette échéance sur une nouvelle planète. Pour cela, des explorateurs spatiaux ont été recrutés et envoyés aux quatre coins de l’Univers. Leur mission : atteindre l’étoile qui leur a été attribuée, passer son système au peigne fin et, si possible, y dégoter une planète qui pourrait faire l’affaire. «Ici l’explorateur Rigel, vous me recevez ?» La voix retentissante fait sursauter bon nombre de chefs d’État et de gouvernement dans l’hémicycle. On ne l’attendait pas si tôt. «Oui, nous vous…

La matière (dont, d’ailleurs, seul le sixième est fait d’atomes ordinaires, le reste étant une mystérieuse matière sombre, ou matière noire) représente moins du tiers du contenu de l’Univers. Les deux tiers restants sont constitués d’énergie «sombre» qui accélère progressivement l’expansion de l’Univers. On ignore de quoi il s’agit, mais toutes les observations, de l’évolution de la vitesse d’expansion cosmique à l’histoire de la formation des grandes structures comme les amas de galaxies concordent pour dire la même chose : cette étrange substance constitue 68% du cosmos. Son comportement dans le futur déterminera si l’Univers continuera à s’étendre indéfiniment ou non.…

Les différents ingrédients de l’Univers se distinguent par la façon dont la pression joue sur la gravité : c’est le facteur W, qu’on appelle aussi « équation d’état », égal à la pression divisée par la densité (W = P/d). Le W de la lumière est 1/3, celui de la matière est très proche de zéro et ces deux ingrédients de l’Univers exercent une gravité toujours attractive. Les substances au-delà de -1/3 produisent une gravité… répulsive! Une « énergie du vide », une énergie intrinsèque à chaque centimètre cube d’espace, aurait un W =-1. Le W de l’énergie sombre découverte par les astronomes se trouve dans cette catégorie, car elle produit la gravité répulsive qui explique l’accélération de l’expansion cosmique. Le futur dépend du W exact de l’énergie sombre. Entre…

Les sacrifices humains étaient une pratique si épouvantable que certains scientifiques se sont demandé s’ils avaient réellement eu lieu. Pourtant, un tas de sources attestent de leur réalité. Des manuscrits d’abord, appelés « codex », qui ressemblent à des bandes dessinées. On y trouve de nombreuses illustrations de cérémonies. Les archéologues ont aussi fouillé les temples, les pyramides, et ont retrouvé des objets et témoignages des sacrifices : des ossements – vertèbres, côtes, etc. – portant des traces de couteau, des récipients servant à recueillir le cœur et le sang, des reliefs, peintures……

1 VIGIE CIEL Votre mission : observer des météores et rechercher des météorites Niveau de difficulté : Le site : www.vigie-ciel.org/ Vous avez vu quelque chose de brillant et rapide dans le ciel au-dessus de votre tête? N’attendez plus pour témoigner! Sur le site du programme Vigie Ciel porté par le Muséum national d’histoire naturelle, un formulaire en ligne vous permet de partager votre observation en répondant à des questions simples. Si votre témoignage concorde avec les observations d’autres internautes et avec les images du réseau Fripon, un ensemble de 150 caméras qui surveillent le ciel à l’échelle européenne, il aidera les scientifiques à calculer la trajectoire du météore et à estimer sa masse. Lorsque le bolide est suffisamment gros pour ne pas se décomposer entièrement lors de sa traversée…

Documentaire LES MYSTÈRES DE L’UNIVERS > Saison 1 disponible (2007) > Netflix Découvrir l’Univers sans quitter votre canapé, c’est ce que vous propose le documentaire Les Mystères de l’Univers. D’où le Soleil tire-t-il son énergie? Comment s’est formée la Terre, d’où vient la Lune? Que sait-on des autres planètes du système solaire? À quoi ressemblent les galaxies observées par le télescope Hubble? Quels sont les endroits les plus dangereux de l’Univers? Pourra-t-on un jour trouver de la vie extraterrestre? Voici quelques-uns des (nombreux) sujets abordés dans cette série américaine de 9 saisons, produite entre 2007 et 2015. La voix off en fait parfois des tonnes mais le mélange des explications scientifiques et les images de synthèse en mettent plein la vue. La saison 1 est disponible sur Netflix, mais si…

UNE MAISON APPELÉE TERRE Notre voyage commence sur la seule planète où l’être humain a posé le pied (pour l’instant!) : la Terre. Avez-vous reconnu sur cette photographie la corne de l’Afrique et la péninsule arabique (en haut à droite)? Ce point de vue renversant est le privilège des astronautes de l’ISS, la Station spatiale internationale, qui orbite autour de notre planète. Avec ses 6400 kilomètres de rayon, la Terre a tout d’une géante à notre échelle. Mais on en oublie facilement que, malgré sa taille, seule une mince pellicule d’air la sépare du vide cosmique. L’ISS se trouve à seulement 400 kilomètres au-dessus de nos têtes, soit grosso modo la distance Paris-Lyon à vol d’oiseau. Et déjà à cette altitude, il ne reste quasiment plus d’air susceptible de freiner…

Aujourd’hui, des millions de personnes, en particulier aux États-Unis, soutiennent que la Terre est plate (d’où leur nom : les platistes). Ils croient que la Nasa ment à l’humanité et que notre planète est en fait un disque (voir photo) bordé par un immense mur de glace, l’Antarctique, qui empêche les mers de déborder et les humains de chuter dans le vide. Ils possèdent leur propre organisation, la « Flat Earth Society » (Société de la Terre plate). Ils font régulièrement parler d’eux, lorsqu’ils imaginent des moyens de prouver qu’ils ont raison… et qu’ils y laissent parfois la vie (l’un d’eux est mort le 22 février dernier dans le crash de sa fusée artisanale).…

Pour un observateur situé sur Terre, Mars semble parfois stopper sa course pour repartir brièvement dans l’autre sens. Ce mouvement rétrograde s’explique par le fait que la Terre tourne presque deux fois plus vite que Mars autour du Soleil. Du coup, lorsqu’elle la rattrape et la dépasse, le mouvement apparent de la planète rouge sur la voûte céleste semble rétrograder par rapport aux étoiles en arrière-plan, avant de reprendre son sens initial.…

Le télescope de Newton repose sur l’utilisation de deux miroirs. Le primaire, de forme concave, réfléchit la lumière provenant de l’ouverture, vers le secondaire, qui la concentre vers l’oculaire qui «grossit» l’image. La quantité de lumière reçue, essentielle pour observer les objets lointains (nébuleuses, galaxies...) est proportionnelle au diamètre de l’ouverture.…

À 6500 années-lumière de la Terre, la nébuleuse du Crabe est le vestige d’une étoile qui a explosé en supernova en 1054. Cette image colorée est la superposition des données prises par cinq télescopes, qui couvrent quasiment tout le spectre lumineux : Hubble (lumière visible), Spitzer (infrarouge), XMM-Newton (ultraviolet), Chandra (rayons X) et Karl G. Jansky VLA (radio). L’image infrarouge révèle des poussières, d’ordinaire invisibles car elles absorbent la lumière visible et ultraviolette. Au centre de la nébuleuse se trouve une étoile à neutrons (reste de l’étoile disparue) dont la rotation ultrarapide produit un intense rayonnement en rayons X et en ultraviolet. Enfin, le flux de particules chargées émis par l’étoile à neutrons excite la nébuleuse qui émet des ondes radio.…

Ils n’existeraient pas sans les supernovae ! 1 Le sel de table combine atomes de CHLORE et de SODIUM. Il ne faut pas en abuser, mais sans lui, c’est la mort garantie. 2 À la fois malléable, léger et résistant, l’ALUMINIUM est l’un des rois de l’emballage alimentaire. 3 La fée électricité, qui enchante notre monde, doit beaucoup aux fils de CUIVRE, champions toute catégorie du transport des électrons. 4 Sans FER, pas d’outils, ni de machines. L’humanité taillerait encore des silex. 5 Ah, le charme des lumières décoratives! Impossible sans le NÉON, l’ARGON, le MERCURE ou le SODIUM. 6 Sans CALCIUM, pas d’os, de crâne ou de squelette. Et là, difficile de tenir debout. 7 Sans SILICIUM, pas d’ordinateurs, tablettes, consoles de jeux, portables… Un cauchemar ! 8 Si…

1 DES INDICES TROUBLANTS La matière noire? Cela fait près d’un siècle qu’elle nargue les chercheurs. Et pour cause, elle est introuvable! Sa présence dans l’Univers est pourtant IN-DIS-PEN-SABLE. Sinon? Les galaxies ne tournent plus rond! Regardez la photo d’Andromède, la plus proche de notre Voie lactée (page de droite). Les milliards de points lumineux qui la composent sont des étoiles, des soleils semblables au nôtre. Ajoutez au moins autant de planètes – trop petites et trop pâles pour être visibles ici – et des astéroïdes. Enfin, complétez avec d’immenses nuages d’hydrogène s’étirant entre les étoiles. Voilà tout ce qui est censé constituer une galaxie. Sauf que toute cette matière ne représente que 10% de ce qui s’y trouve vraiment… À la manière d’un iceberg qui dissimule l’essentiel de sa…

Big Bang Au début (phase 1), lumière et matière, très concentrées, dominent. Tous les points de l’Univers s’attirent les uns les autres et cela freine l’expansion cosmique. Mais ces deux ingrédients se diluent à mesure que l’Univers gonfle, alors que ce n’est pas le cas de l’énergie sombre. Il y a six milliards d’années (phase 2) son influence a fini par prendre le dessus et l’expansion s’est mise à accélérer. Le futur (phase 3) dépend des propriétés exactes de l’énergie sombre.…

Le physicien et mathématicien britannique Roger Penrose fait remarquer que l’existence de l’énergie sombre implique un espace en expansion accélérée dans un lointain futur, ce qui ressemble beaucoup à un Big Bang. Sauf que l’Univers, au moment du Big Bang était petit, dense et très chaud et non gigantesque, dilué et froid. Penrose fait cependant  remarquer que selon les théories d’Einstein, lorsqu’on va à la vitesse de la lumière le temps ne s’écoule plus et les distances se réduisent à zéro. Pour un grain de lumière, un photon : tous les points de l’espace sont confondus. Un Univers dépourvu de matière où il n’existe plus qu’un brouillard de particules apparentées à la lumière (ce qui reste du contenu de l’Univers quand tout s’est transformé en trou noir et que ces…

Rien ne serait arrivé, et je ne serais pas là à vous raconter ma vie d’ado sur la planète Balise CC-VL, si Kota avait eu les mêmes oreilles que Manly. Kota et Manly sont les deux chiens de ma famille. Leur mère était un berger allemand et leur père un rottweiler. Ce qui donne évidemment deux chiens impressionnants, noir et feu. De vraies bombes… d’amour. Nous avons eu Manly en premier. À l’époque, nous vivions sur Terre. Puis nous sommes partis sur une planète de la constellation des Chiens de chasse (CC), dans la galaxie de la Voie lactée (VL), qu’un astronome découvreur de planètes habitables avait appelée Balise. Comme je me nomme Basile, ça m’a valu des moments frappants au sens propre du terme quand mes copains déliraient sur…

Au commencement, il n’y a rien. Mais alors vraiment rien de rien! Pas de matière : elle n’a pas encore été créée. Ni même d’énergie puisqu’il n’y a encore rien pour la contenir. Eh oui! car même l’espace n’existe pas encore. Ni le temps, d’ailleurs, incapable de s’étirer dans cette absence de tout. C’est donc dans ce néant improbable que – selon les principaux scénarios actuels – serait né notre Univers, si vaste et si complexe qu’il défie l’entendement des spécialistes. Lors d’un événement titanesque qu’on décrit souvent comme une énorme explosion d’énergie : le fameux Big Bang. Le plus étonnant? La composition de tout ce qui nous entoure — des atomes que vous respirez aux galaxies les plus lointaines — a été façonnée en quelques petites fractions de seconde.…

messagers appelés « bosons » que s’échangent les particules, comme les gluons (pour l’interaction forte) ou ce petit grain d’énergie pure qu’est le photon (pour l’interaction électromagnétique). Quant au boson de Higgs, son rôle particulier est de conférer leur masse aux autres particules. Enfin, tout laisse penser que le graviton existe mais il n’a pas encore été Selon le « modèle standard » retenu par les physiciens, l’Univers abrite plusieurs familles de particules. On distingue d’abord six quarks, les seuls sensibles à l’interaction forte, contrairement aux six leptons (dont l’électron et trois neutrinos) qui s’en moquent comme d’une guigne. Chacune des forces fondamentales est également transmise par des découvert. N’oublions pas d’ajouter à cette étrange ménagerie les particules d’antimatière (ou antiparticules) qui sont les quasi-jumelles de la matière, mais avec…

À LA PRÉHISTOIRE, L’ÉTUDE DES ASTRES PERMET D’ÉTABLIR DES CALENDRIERS Quelle étrange sensation. Il y a deux heures à peine, vous avez posé votre sac à dos au sol, éreinté par la marche éprouvante vers le Plomb du Cantal, le second plus haut sommet du Massif central. Mais à présent que vous contemplez le ciel, toute fatigue a disparu. Pour la première fois de votre vie, vous admirez le ruban laiteux de la Voie lactée. La Grande Ourse semble noyée parmi des dizaines d’autres étoiles que vous n’aviez encore jamais observées. Venant compléter ce somptueux tableau, des météores rayent parfois le ciel de leur lumière fugace. Pour profiter de ce formidable spectacle, il a fallu vous éloigner de toute agglomération, et monter aussi haut que possible. Mais songez qu’il y…

Comment déterminer la hauteur d’un astre ou du Soleil, et l’heure de son observation? Comment calculer la durée du jour et de la nuit en fonction de la saison? C’est pour répondre à ces questions, entre autres, qu’a été conçu l’astrolabe. Si les Grecs en sont les inventeurs, ce sont les Arabes qui vont le perfectionner et lui trouver toujours plus d’applications (mesures du relief, de distance ou de hauteur de bâtiment…). Le modèle classique consiste en un disque gradué, la mère, dans lequel s’insère le tympan, où figurent des informations destinées au calcul de l’heure. Plusieurs tympans sont fournis, il faut employer celui correspondant à la latitude d’observation. Sur le troisième disque, l’araignée, est représenté le cercle de l’ écliptique, ainsi qu’une carte schématique où des pointes figurent les…

Même avec l’aide d’une lunette astronomique, observer le ciel présente un défaut majeur : l’oeil humain n’est sensible qu’à la lumière «visible», cet arc-en-ciel allant du violet au rouge. Certes, il y a déjà beaucoup à voir dans cette gamme de couleurs mais il ne s’agit en réalité que d’une infime fraction de ce que la lumière peut nous offrir. Depuis le XIXe siècle, les rayonnements lumineux sont décrits comme des ondes, analogues aux vagues à la surface de la mer (à ceci près que la lumière peut se propager partout, même dans le vide). Les physiciens classent ces rayonnements dans six domaines (voir ci-dessous) selon leur longueur d’onde – la distance qui sépare deux crêtes de l’onde. Plus la longueur d’onde est petite, plus le rayonnement correspondant est énergétique.…

XMM-NEWTON, LE SCANNER À RAYONS X Le satellite européen XMM-Newton, représenté sur cette vue d’artiste, est le plus puissant télescope spatial à rayons X. Lancé en 1999, XMM-Newton a permis de faire de nombreuses découvertes concernant la physique des trous noirs en observant la lumière émise par la matière aspirée par ces derniers. Par ailleurs, en étudiant certaines exoplanètes situées dans la région de leur système stellaire où les conditions auraient pu être favorables à l’émergence de la vie, le télescope a découvert que ces planètes sont en réalité bombardées de rayons X. Peu de chances qu’elles soient habitables au final… HUBBLE, LE VÉTÉRAN DU VISIBLE Lancé il y a 30 ans, Hubble est le télescope spatial le plus connu. Ses magnifiques images ont fait le tour du globe. Pourtant,…

Pour lire l’avenir d’une étoile, oubliez la boule de cristal, et préférez la balance. Car sa masse est quasiment le seul facteur qui gouverne son évolution et sa durée de vie. Toute son existence se résume à un combat entre deux types de forces : celles liées à la gravitation, qui veulent la ratatiner sur elle-même, et des forces de pression (liées principalement à l’agitation des atomes) qui la font s’étaler. Suivant que cette étoile est naine – c’est le cas de 80% d’entre elles – ou mastodonte, le combat ne se déroulera pas de la même façon. Comme le traduit notre tableau ci-contre, il s’achèvera d’autant plus vite que l’astre est massif. Dans tous les cas, une étoile passera 90% de son existence à brûler tranquillement son hydrogène, et…

Un riche entrepreneur américain obnubilé par la planète rouge, ça vous dit quelque chose? Non il ne s’agit pas d’Elon Musk, mais de l’un de ses prédécesseurs tout aussi exalté, qui vivait à la fin du XIXe siècle. Son nom? Percival Lowell. Cet homme d’affaires fondu d’astronomie était persuadé que Mars était striée de canaux, creusés par une civilisation aux abois, qui luttait contre la disparition de l’eau sur sa planète. Une idée plutôt farfelue? Pas tant que ça pour l’époque. Tout commence en 1877. Cette année-là, l’Italien Giovanni Virginio Schiaparelli, directeur de l’observatoire de Milan, observe Mars depuis Brera, en Italie. Son objectif : établir LA carte de cette planète, la plus détaillée jamais réalisée. Les conditions sont idéales : Mars est à l’opposition, c’est-à-dire au plus proche de…

« Bienvenue à la dernière pizzeria avant la fin du monde ! » Mais il m’a fait sursauter, l’andouille! J’étais assis seul à la terrasse de ce petit resto perdu, perché au-dessus d’une crique idyllique de la Méditerranée, quand un monsieur aux moustaches en guidon de vélo est apparu derrière moi. Il faut dire que j’étais occupé à observer le ciel. Dès que je me suis assis, j’ai su que quelque chose clochait : la mer est devenue floue et les étoiles se sont mises à dériver lentement. Comme si le temps était accéléré. « La vue vous plaît ? » demande le bonhomme d’une voix tonitruante. « Ici, au menu c’est plat unique : spaghetti à la calvino et vue sur le futur lointain de l’Univers ». Apparemment, c’est…

Pour comprimer un gaz, c’est bien connu, il faut lui fournir de l’énergie (1). Mais alors, d’après l’équation E=mc² selon laquelle la matière et l’énergie, c’est la même chose, le gaz comprimé – qui contient ce supplément d’énergie sous forme de pression – doit, c’est imparable, peser un chouïa plus lourd (2). C’est bien le cas, même si dans la vie de tous les jours, nous ne nous en rendons pas compte, car cet effet est faible. Il n’empêche, selon la relativité générale, la gravité exercée en un point est proportionnelle à la densité de matière en son voisinage, mais aussi à la pression qui y règne. La gravité est proportionnelle à la densité plus trois fois la pression : d+3P (3). S’il existe une énergie du vide, c’est-à-dire que…

Chez les peuples précolombiens – qui occupaient l’Amérique avant l’arrivée de Christophe Colomb –, les croyances ont la vie dure… ou plutôt, la mort facile! Jusqu’au XVIe siècle, au Mexique, les Aztèques sacrifient des milliers d’hommes, persuadés que sans cela, le monde disparaîtra. Dans les temples, on enlève des coeurs, on coupe des têtes… pour la bonne marche de l’Univers. Difficile de comprendre ces pratiques sanglantes, surtout quand on voit les observations astronomiques et les calendriers très détaillés, bien plus rationnels, que cette civilisation a élaborés pour maîtriser les cycles de la nature et régler la vie quotidienne. En fait, les Aztèques sont convaincus que les dieux se sont sacrifiés pour créer l’Univers, le Soleil, la Terre, les hommes… et qu’en conséquence, ces derniers leur sont redevables. Le hic, c’est…