Du concept à la réalité, c’est l’orientation de la NASA. Depuis la première directive d’envoyer un homme sur la Lune, la NASA a toujours été à la pointe de la technologie et de l’innovation et continue quotidiennement à transformer l’impossible en possible.

La question importante concernant l’avenir de l’Univers est de savoir si l’attraction gravitationnelle est suffisamment forte pour pouvoir inverser l’expansion et faire se rétracter l’Univers sur lui-même.

De récentes observations ont montré que l’expansion de l’Univers pourrait en fait s’accélérer, ouvrant la possibilité que l’évolution de l’Univers soit maintenant dominée par une forme étrange de la matière qui aurait une pression négative.

La matière noire et l’énergie noire affectent l’expansion de l’Univers

L’image ci-dessus montre plusieurs scénarios possibles de l’évolution de l’Univers

- La courbe orange représente un Univers fermé à haute densité qui s’étend pendant des milliards d’années pour ensuite se rétracter.

- La courbe verte représente un Univers plat dont le taux d’expansion ralentit continuellement (la courbe devient de plus en plus horizontale).

- La courbe bleue montre un Univers ouvert, à faible densité, dont l’expansion ralentit mais pas autant que dans les 2 précédents exemples parce qu’il y a moins de matière présente et donc moins d’effet d’attraction gravitationnelle.

- La courbe rouge montre un Univers dans lequel de l’énergie noire est présente. Cette énergie noire provoque une accélération de l’expansion de l’Univers.

Il y a de plus en plus de preuves indiquant que notre Univers suit la courbe rouge.

L’hypothèse que nous avons faite à propos de l’Univers est que la matière est distribuée de manière homogène et isotrope (qui a les mêmes propriétés physiques dans toutes les directions) sur de grandes échelles.

Il y a un certain nombre de paramètres qui doivent être fixés grâce aux observations de notre Univers.

- La plus importante d’entre elles est la géométrie de l’Univers (ouvert, plat ou fermé)
- Le taux d’expansion actuel (constante de Hubble)
- L’évolution globale de l’expansion, passée et future, qui est déterminée par la densité de différents types de matière.

Les différents types de matière

Radiation : composée de particules sans masse (ou presque) qui se déplacent à la vitesse de la lumière. Les photons et les neutrinos par exemple. Cette forme de matière est caractérisée par une pression positive.

Matière baryonique : c’est la matière ordinaire composée principalement de protons, neutrons et électrons (pas de pression d’importance cosmologique).

Matière noire : matière exotique non baryonique qui interagit seulement faiblement avec la matière ordinaire (pas de pression d’importance cosmologique).

Energie noire : c’est une forme vraiment bizarre de la matière, qui est peut-être une propriété du vide. Elle exerce une forte pression négative. C’est la seule forme de matière qui peut causer l’accélération de l’expansion de l’Univers.

Aujourd’hui, l’un des défis centraux de la cosmologie est de déterminer les densités totales et relatives (énergie par unité de volume) de chacune de ces formes de matière puisque c’est essentiel à la compréhension de l’évolution et du destin ultime de notre Univers.

D’après Universe 101

Etant donné l’hypothèse selon laquelle la matière est répartie de manière homogène et isotrope dans l’Univers (Principe Cosmologique), on peut démontrer que la distorsion correspondante de l’Espace-temps (due aux effets gravitationnels de cette matière) peut avoir seulement 3 formes comme montré schématiquement sur l’image ci-dessus.

- Il peut avoir une courbure positive comme la surface d’un ballon et être fini
- Il peut avoir une courbure négative comme une selle de cheval et s’étendre à l’infini
- Il peut avoir une courbure nulle (être plat) et s’étendre à l’infini

Une des limitations de cette image est qu’elle essaye de représenter en 2 dimensions un espace qui est en 3 dimensions.

Avant d’aller plus loin, il est bon de faire quelques avertissements :

- Parce que l’Univers a un âge fini (environ 13,7 milliards d’années) nous pouvons seulement voir à une distance finie dans l’Espace : environ 13,7 milliards d’années lumière. Le modèle du Big Bang ne tente pas de décrire la région de l’Espace au-delà de notre horizon où l’Espace-temps pourrait être différent.

- Il est possible que l’Univers ait une topologie globale plus complexe que celle décrite ici, tout en ayant la même courbure locale. Par exemple, il pourrait avoir la forme d’un tore (Donut).

La matière joue un rôle central dans la cosmologie. Il s’avère que la densité moyenne de la matière détermine la géométrie de l’Univers (jusqu’aux limites mentionnées plus haut).

- Si la densité de la matière est inférieure à la densité dite critique, l’Univers est ouvert et infini
- Si la densité est supérieure à la densité critique, l’Univers est fermé et fini.
- Si la densité égale la densité critique, l’Univers est plat et sans doute infini.

La valeur de la densité critique est très faible : elle correspond approximativement à 6 atomes d’hydrogènes par mètres cube (un bon vide selon les standards terrestres). Une des questions clé de la cosmologie d’aujourd’hui est : quelle est la densité moyenne de matière dans notre Univers ? Alors que la réponse n’est pas encore connue avec certitude, elle apparaît être extrêmement proche de la densité critique.

D’après Univers 101

Ne vous inquiétez pas, il ne s’agit pas de la première étape d’une guerre galactique

C’est à la mi-août que Yuri Beletsky a pris cette photo extraordinaire à l’Observatoire du Cerro Paranal (projet de l’ESO) situé au Chili. Un groupe d’astronomes observait le centre de la Voie Lactée en utilisant le guide laser de Yepun (qui signifie Venus en langage mapuche), l’un des 4 télescopes de 8,2m de diamètre du VLT (Very Large Telescope).

Le faisceau laser de Yepun traverse le ciel du Sud et crée une étoile artificielle à une altitude de 90 Km dans la mésosphère. Le Laser Guide Star (LGS) fait partie du système d’optique adaptative du VLT et est utilisé comme référence pour corriger l’effet de flou causé par l’atmosphère. La couleur du laser est précisément réglée pour exciter une couche d’atomes de sodium que l’on trouve dans une des couches supérieures de l’atmosphère – On peut reconnaitre la couleur familière des réverbères dans la couleur du laser. On pense que cette couche d’atomes de sodium est un vestige des météorites qui sont entrées dans l’atmosphère. Lorsqu’ils sont excités par la lumière d’un laser, les atomes commencent à briller, formant un petit point lumineux qui peut être utilisé comme référence artificielle par le système d’optique adaptative

En utilisant cette technique, les astronomes peuvent obtenir des images plus nettes. Par exemple, lorsque qu’ils regardent vers le centre de la Voie Lactée, les chercheurs peuvent mieux surveiller le noyau galactique où un trou noir supermassif, entouré d’étoiles en orbite très proche.

Cette photo qui a été sélectionné par Astronomy Picture of The Day pour le 6 septembre 2010, a été prise avec un objetif grand angle qui couvre environ 180° du ciel.

Voir les autres photos de Yuri Beletsky

Source : ESO / Via Discovery Magazine

Aujourd’hui, nous pouvons voir les vestiges de cette matière qui était autrefois dense et très chaude : il s’agit du fond diffus cosmologique, un rayonnement fossile qui imprègne l’Univers tout entier et qui est visible par les détecteurs de micro-ondes.

Les fondations du modèle du Big Bang

La théorie du Big Bang repose sur 2 piliers théoriques : la relativité générale et le principe cosmologique.

La Relativité générale
La première idée clé date de 1916 lorsque Einstein a publié sa Théorie de la relativité générale qu’il proposa comme une nouvelle théorie de la gravitation. Sa théorie généralise celle de Isaac Newton (1680) : elle est censée être valable pour les corps en mouvement aussi bien que pour les corps au repos. La gravitation de Newton n’est valable que pour les corps au repos ou se déplaçant très lentement en comparaison de la vitesse de la lumière. Un concept clé de la relativité générale est que la gravitation n’est plus décrite par un champ gravitationnel mais est supposé être une distorsion de l’Espace et du temps. Le Physicien John Wheeler l’a bien exprimé : « La matière dit à l’Espace comment se courber et l’Espace dit à la matière comment bouger ». A l’origine, la théorie a pu expliquer les particularités de l’orbite de Mercure et la courbure des rayons du Soleil qui n’avaient pas pu être expliqués par la théorie de gravitation de Isaac Newton.

Le Principe Cosmologique
Après l’introduction de la théorie de la relativité générale, un certain nombre de scientifiques, dont Einstein, ont essayé d’appliquer la nouvelle dynamique gravitationnelle à l’Univers dans son ensemble. A l’époque, il était nécessaire d’émettre des hypothèses sur la manière dont la matière était distribuée dans l’Univers. L’hypothèse la plus simple est que si vous regardez l’Univers avec une vision assez faible, il aura l’air identique partout et dans toutes les directions. Autrement dit, la matière dans l’Univers est homogène et isotrope en moyenne sur de grandes échelles. On appelle cela le Principe Cosmologique. Cette hypothèse est testée en permanence alors que nous observons la distribution des galaxies sur des échelles encore plus grandes.

Source : NASA

Credit: NASA / WMAP Science Team

Selon le résultat des observations, les théories devront être soit abandonnées, soit révisées ou étendues pour s’adapter aux données recueillies par les observations.

La théorie dominante à l’heure actuelle en ce qui concerne l’origine et l’évolution de notre Univers est appelée Théorie du Big Bang.

Cartographie de la lumière émise seulement 380 000 ans après le Big Bang (sonde WMAP)

Source : NASA

L’évènement, qui dure une semaine, est présenté par la Experimental Aircraft Association.

Ci-dessous, la vidéo de l’édition 2010 sur une musique de Coldplay (Clocks)

Photos de l’évènement
Vidéos de l’évènement

La vitesse la plus élevée atteinte par un hélicoptère était de 400 Km/h. C’est un Lynx modifié qui a obtenu ce record le 11 Août 1986. Pour vous donner une idée, les hélicoptères ont en général une vitesse maximale d’environ 270 Km/h.

En juillet 2010, le X2 de Sikorsky a atteint la vitesse de 416,7 Km/h (225 noeuds), battant le précédent record de manière non officielle. Il faudra du temps pour que ce record soit officiellement validé par la Fédération Aéronautique Internationale

Source : Communiqué de Presse de Sikorsky

Un fullerène est une molécule composée entièrement de carbone. Elle se présente sous la forme d’une sphère creuse, ellipsoïde, ou d’un tube. Les fullerènes sphériques sont appelés des Buckyballs, et les cylindriques sont appelés des nanotubes de carbones.

Le premier fullerène, le buckminsterfullerene – appelé également « buckyball » – a été découvert en 1985 par Richard Smalley, Robert Curl, James Heath, Sean O’Brien, and Harold Kroto à l’Université Rice.

Le C60 fut nommé buckminsterfullerène en l’honneur de Richard Buckminster Fuller, un architecte renommé qui popularisa le dôme géodésique.