Le télescope spatial James Webb

Le télescope spatial James Webb (JWST) est un grand télescope optimisé pour l’infrarouge. Il pourra observer les premières galaxies qui se sont formées au début de l’Univers, juste après le Big Bang.

Son lancement à bord d’une fusée Ariane 5 ECA est prévu en 2014. Il sera positionné au point L2 (Lagrange 2), situé à environ 1,5 millions de kilomètres de la Terre.

Pourquoi le positionner aussi loin ? Pour plusieurs raisons. Webb observera principalement la lumière infrarouge d’objets éloignés et de faible intensité.

L’infrarouge est le rayonnement de la chaleur. Tous les objets chauds, y compris les télescopes, émettent de la lumière infrarouge. Pour éviter d’inonder les signaux astronomiques très faibles avec le rayonnement du télescope, le télescope et ses instruments doivent être très froids.

La température de fonctionnement de James Webb sera de moins de 50 degrés au dessus du zéro absolu : 50 kelvins (-225°C). Par conséquent, Webb est doté d’un grand bouclier qui bloque la lumière du Soleil, de la Terre et de la Lune, qui réchaufferait le télescope et interférerait avec les observations.

Webb sera donc placé sur une orbite où le Soleil, la Terre et la Lune seront toujours à peu près dans la même direction. Le point Lagrange 2 (L2) répond à cette exigence. Le point L2 se situe à l’extérieur de l’orbite terrestre, accompagnant la Terre dans sa révolution autour du Soleil. Les forces gravitationnelles combinées du Soleil et de la Terre peuvent presque maintenir un objet sur ce point. Il faut très peu de carburant pour maintenir un vaisseau au point L2. Le froid et la stabilité de la température à ce point permettront au télescope James Webb de faire les observations infrarouges très sensibles qui sont nécessaires.

Lire la suite de cette entrée »

Nouveaux indices sur le mystère centenaire des bandes interstellaires diffuses

Dans une étude qui repousse les limites des observations possibles depuis la Terre, une équipe de scientifiques de la NASA et de scientifiques européens ont enregistré les « empreintes » de mystérieuses molécules dans la galaxie du Triangle et dans la galaxie Andromède. Le nombre de galaxies étudiées jusqu’à présent pour ce genre d’empreintes, que l’on pense appartenir à de grosses molécules organiques, peut se compter sur les doigts d’une main explique Martin Cordiner (du Goddard Center for Astrobiology)

Andromède, est une des 2 galaxies où les astronomes ont récemment cherché des bandes interstellaires diffuses (DIBs). Si les DIBs ont été trouvés en regardant en ligne droite à partir de la Terre vers une étoile dans la galaxie, l’étoile est cerclée. Des cercles plus gros indiquent des DIBs plus intenses. Un « x » signifie qu’aucune DIB n’a été observée. Les couleurs dans les encadrés (gauche, droite, bas) correspondent aux longueurs d’onde du spectre : bleu pour les UV, vert pour la lumière visible et rouge pour l’infrarouge.

Comprendre exactement quelles sont les molécules qui laissent ces traces, connues sous le nom de « bandes interstellaires diffuses » (DIB – Diffuse Interstellar Bands) est une énigme qui semblait simple au départ mais qui est restée sans réponse depuis près de 100 ans. La réponse est très attendue pour aider à expliquer comment les étoiles, les planètes et la vie se forment. Régler cette question est aussi importante pour les astronomes spécialistes en chimie et en biologie que la détermination de la nature de la matière noire l’est pour les spécialistes de la physique.

Lire la suite de cette entrée »

Le fond diffus cosmologique

La théorie du Big Bang prédit que l’Univers primordial était très chaud et que en s’élargissant, les gaz qu’il contenait se refroidissaient. L’Univers devrait donc être rempli d’un rayonnement : la chaleur restante laissée par le Big Bang, appelée le fond diffus cosmologique. Il s’agit d’un rayonnement micro-onde (Cosmic Microwave Background Radiation).

La découverte du fond diffus cosmologique

L’existence de la radiation CMB a d’abord été prédite par Ralph Alpher, Robert Herman, et George Gamow en 1948, dans le cadre de leur travail sur la nucléo-synthèse du Big Bang. Il a d’abord été observé par inadvertance en 1965 par Arno Penzias et Robert Wilson aux Laboratoires Bell à Murray Hill (Etats-Unis, New Jersey). La radiation agissait comme une source de bruit excessif sur un récepteur radio qu’ils fabriquaient. Par coincidence, des chercheurs à l’Université proche de Princeton, menés par Robert Dicke et incluant Dave Wilkinson de l’équipe scientifique de WMAP, mettaient au point une expérience pour détecter le fond diffus cosmologique (CMB). Quand ils ont entendu parler des résultats des laboratoires Bell ils ont immédiatement réalisé que le CMB venait d’être détecté. Ce résultat a été présenté sous la forme de 2 papiers dans l’Astrophysical Journal (vol 142 de 1965) : un de Penzias et Wilson détaillant les observations, et un de Dicke, Peebles, Roll et Wilkinson donnant leur interprétation cosmologique. Pour cette découverte, Penzias et Wilson se sont partagés le prix Nobel de Physique 1978.

Lire la suite de cette entrée »

Stephen Hawking : Comment construire une machine à voyager dans le temps ? (1e partie)

Par Stephen Hawking

Tout ce dont vous avez besoin est un trou de ver, le Large Hadron Collider ou une fusée qui va vraiment, vraiment très vite

Un trou de ver est un tunnel théorique (ou raccourci), prédit par la théorie de la relativité d’Albert Einstein, qui relie 2 endroits dans l’espace-temps – visualisé ci-dessus comme les contours d’une carte 3D, où l’énergie négative fait passer l’espace et le temps dans la bouche d’un tunnel qui émerge dans un autre univers. Ces trous de ver restent hypothétiques, étant donné que personne n’en a jamais vu, mais ils ont été utilisés dans des films comme des moyens de voyager dans le temps – dans Stargate par exemple.

Bonjour. Mon nom est Stephen Hawking. Physicien, cosmologiste et assez rêveur. Bien que je ne puisse pas bouger et que je doive parler à travers un ordinateur, dans mon esprit je suis libre. Libre d’explorer l’Univers et de poser les grandes questions, telles que : est-ce que le voyage dans le temps est possible ? Peut-on ouvrir un portail vers le passé ou trouver un raccourci vers le futur ? Peut-on finalement utiliser les lois de la nature pour devenir les maîtres du temps ?

Le voyage dans le temps était autrefois considéré comme une hérésie scientifique. J’évitais d’en parler de crainte d’être étiqueté excentrique. Mais de nos jours je ne suis pas si prudent. En fait, je suis plus comme les personnes qui ont construit Stonehenge. Je suis obsédé par le temps. Si j’avais une machine à voyager dans le temps je rendrais visite à Marilyn Monroe à son apogée, je passerais voir Galilée lorsqu’il tourna son télescope vers les cieux. Peut être même que je voyagerais aux confins de l’Univers pour découvrir comment notre histoire cosmique se termine.

Lire la suite de cette entrée »

Optogénétique : le contrôle du cerveau par la lumière

Qu’est-ce que l’on obtient lorsque l’on combine des micro-organismes et de la fibre optique ? De vrais souris et rats télécommandés. Karl Deisseroth et son équipe de l’Université de Stanford ont fait de sérieux progrès dans la découverte de la façon dont le cerveau fonctionne grâce à l’optogénétique. Les gènes de certaines algues et archées sont assemblés par la technique de « gene splicing » (ou épissage des gènes) aux neuronnes des rongeurs, les faisant réagir à la lumière.

Une lumière bleue « allume » les neuronnes. Une lumière jaune « éteint » les neurones. Un câble en fibre optique est connecté sur une souris ou un rat vivant avec les gènes épissés permettant aux scientifiques d’exposer différents neurones à différentes lumières. Le résultat est étonnant. Stimuler l’hémisphère droit d’une souris la fait tourner en rond vers la gauche.

Lire la suite de cette entrée »