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  • Qu’est-ce que l’Espace ?

    Posté le 25 avril 2012

    Que se passerait-il si l’on enlevait tout ce qui occupait l’espace ? Tout jusqu’aux planètes, étoiles, galaxies, ainsi que tous les atomes présents dans l’Univers ? Que resterait-il ? La plupart d’entre nous répondrait : « rien ». Mais l’espace vide n’est pas rien. C’est quelque chose avec des caractéristiques cachées mais qui est aussi réel que tout ce que nous pouvons voir dans notre vie de tous les jours.

    En fait, l’espace est si réel qu’il peut se courber, se tordre, et onduler. Il est si réel qu’il aide à former tout ce que nous pouvons voir. L’espace est la structure, la toile sur laquelle le cosmos existe. Nous ne sommes pas conscients de l’espace. Mais, les poissons non plus ne sont pas conscients de l’eau dans laquelle ils évoluent.

    Comment donner un sens à quelque chose qui semble n’être rien ? L’Espace est l’un des plus grands mystères de la physique.

    Newton

    Imaginez une pièce de théatre. Tout ce que nous voyons en tant que spectateur, c’est le spectacle qui se joue devant nos yeux. Mais il y a un élément essentiel au spectacle que nous remarquons à peine : la scène. Personne n’y prêtait attention jusqu’à Isaac Newton. Pour lui, la scène de l’Univers était absolue, éternelle et immuable. L’action ne pouvait pas influer sur la scène et la scène ne pouvait pas influer sur l’action.

    En imaginant l’espace de cette manière, Newton a pu décrire le monde comme personne ne l’avait fait auparavant. Sa scène immuable lui a permis de comprendre presque tous les mouvements que nous pouvons voir autour de nous, des pommes qui tombent des pommiers jusqu’au mouvement de la Terre autour du Soleil. Les lois de Newton fonctionnaient tellement bien que l’on peut continuer à les utiliser aujourd’hui pour le lancement de satellites et l’atterrissage des avions. Ces lois reposent sur l’idée radicale que l’espace est réel. Même si vous ne pouvez pas le voir, le sentir ou le toucher, l’espace est assez réel pour être une référence pour certains types de mouvements.

    Les lois de Newton ont eu un énorme succès qui a duré 200 ans, jusqu’à ce qu’un jeune employé vienne secouer la scène de Newton jusqu’à ses fondations. Ce jeune employé à l’office des brevets de Berne, c’était Albert Einstein.

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  • Comment la NASA pourrait Secourir un Astronaute qui Dériverait dans l’Espace ?

    Posté le 5 janvier 2012

    Un astronaute en dérive dans l’Espace ? Cette situation ne s’est encore jamais produite. En règle générale, les astronautes ne flottent pas librement dans l’Espace : ils sont toujours attachés avec un filin en acier tressé qui a une résistance de traction d’environ 500 Kg. Lorsque 2 astronautes font une sortie extra-véhiculaire, ils sont souvent attachés l’un à l’autre.

    Si l’attache venait à se briser, les astronautes ont une solution de secours : les jetpacks. Les jetpacks (SAFER) sont attachés sur le dos des astronautes. Ils permettent d’avancer grâce à l’envoi de jets d’azote et de naviguer grâce à un joystick intégré.

    Evidemment, les jetpacks ne servent que si les astronautes sont conscients. Que se passerait-il si l’astronaute venait à perdre conscience ? « Une opération de secours serait menée par le 2ème astronaute ou un autre membre de la Station Spatiale Internationale » explique Michael Curie, porte-parole de la NASA pour ce qui concerne les opérations spatiales. Il ne spécule pas sur les étapes exactes du secours parce qu’elles dépendraient des circonstances. Mais il ajoute « nous sommes vraiment satisfaits de l’approche ‘attache et SAFER' ».

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  • Comprendre la Relativité Restreinte d’Einstein

    Posté le 26 septembre 2011

    La relativité restreinte d’Einstein est basée sur l’idée de cadres de référence. Un cadre de référence c’est simplement où une personne (un observateur) se trouve. En ce moment, vous êtes probablement assis devant votre ordinateur. C’est votre cadre de référence actuel. Vous avez l’impression d’être immobile même si vous savez que la Terre tourne sur son axe et orbite autour du Soleil. La chose importante à savoir à propos des cadres de référence c’est qu’il n’existe pas de cadre de référence absolu dans notre Univers. Il n’existe aucun endroit dans l’Univers qui soit complètement stationnaire.

    La Terre est en mouvement, ce qui signifie que même lorsque vous êtes immobile vous êtes quand même en mouvement. Vous vous déplacez à la fois dans l’Espace et dans le Temps. En permanence. Aucun lieu ou objet ne peut servir de cadre de référence absolu puisque tout est en mouvement.

    Les deux postulats de la relativité restreinte sont les suivants :
    – Les lois de la physique restent les mêmes dans tous les cadres de référence
    – La vitesse de la lumière dans le vide reste constante dans tous les cadres de référence

    Le premier postulat est facile à comprendre mais le 2ème est complètement contre-intuitif quand on le compare à notre expérience de tous les jours :

    Imaginez un cabriolet roulant à 100 Km/h. Son passager sort un lance-pierre et éjecte une pierre à 50 Km/h vers l’avant. Si vous mesurez la vitesse de la pierre, vous obtiendrez 150 Km/h (la vitesse de la voiture + la vitesse de la pierre à partir du lance-pierre). Si le conducteur du cabriolet mesurait la vitesse de la pierre il obtiendrait 50 Km/h puisqu’il se trouve dans le cadre de référence du cabriolet (il bouge à la même vitesse).

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  • Les propriétés fondamentales de l’Univers

    Posté le 24 septembre 2011

    Si l’on veut décrire de manière simple l’Univers tel que nous le connaissons, on peut dire qu’il consiste en quelques éléments qui nous sont familiers.

    Passons ces éléments en revue :

    Espace

    C’est une représentation en 3 dimensions de tout ce que nous observons. L’Espace permet aux objets de s’étendre sur les dimensions gauche/droite, haut/bas et avant/arrière.

    Temps

    Le Temps est la 4ème dimension. Dans notre vie quotidienne, le temps est ce qui nous permet de mesurer la succession des évènements dans l’Espace mais c’est beaucoup plus que ça en réalité. Nous utilisons le temps comme un outil mais il est essentiel pour notre existence physique. L’Espace et le Temps, lorsqu’ils sont utilisés pour décrire des évènements, ne peuvent être séparés. Ils sont intrinsèquement liés. Avoir l’un sans l’autre n’a aucun sens dans notre monde physique. Cette dépendance mutuelle est appelée le continuum espace-temps. Dans cet Espace-Temps il n’y a pas de temps universel : c’est la fin de la notion de simultanéité.

    Matière

    Dans sa définition la plus fondamentale, la matière est ce qui occupe l’espace. Tout objet que vous pouvez voir, toucher ou bouger en lui appliquant une force. Elle est constituée de millions de milliards d’atomes. Pour comprendre la matière, regardons l’atome. Il est maintenant accepté que les atomes sont constitués de 3 particules appelées neutrons, protons et électrons. Les neutrons (sans charge) et les protons (charge positive) se trouvent dans le noyau atomique et les électrons (charge négative) entourent le noyau. Les atomes sont organisés en fonction de leur nombre de protons dans le tableau périodique des éléments.

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  • Nature de l’Espace-Temps : Une découverte qui pourrait bouleverser la physique moderne

    Posté le 30 juin 2011

    L’observatoire spatial Integral (ESA), qui est dédié aux rayons gamma, a fourni des résultats qui montrent que la nature quantique de l’Espace-temps se révèlerait à une échelle beaucoup plus petite que ce que l’on pensait.

    La théorie de la relativité générale d’Einstein décrit l’Espace-temps comme étant continu et lisse et alors que la théorie quantique le décrit comme étant discret (constituté d’unités discrètes) et agité. Le but de la gravité quantique est d’unifier ces 2 théories en une théorie du tout.

    Selon des calculs, les quanta (les plus petites unités de matière ou d’énergie) de l’Espace-temps auraient une incidence sur la manière dont les rayons gamma se propagent dans l’Espace. Ils font tourner les rayons lumineux, changeant ainsi la direction dans laquelle ils oscillent, une propriété appelée polarisation. Les rayons gamma de haute énergie devraient être plus affectés que ceux de plus faible énergie et la différence dans la polarisation peut alors servir à estimer la taille de ces quanta.

    Philippe Laurent du CEA Saclay et ses collaborateurs ont utilisé les données de l’instrument IBIS de l’observatoire Integral pour rechercher cette différence de polarisation dans les rayons gamma émis lors de l’un des sursauts gamma les plus puissants jamais observé : le sursaut gamma GRB 041219A qui a été observé le 19 décembre 2004 était si puissant que Integral a pu mesurer précisément la polarisation de ses rayons gamma. Mais aucune différence de polarisation n’a été détectée.

    Le sursaut gamma GRB 041219A s’est produit à une distance estimée à 300 millions d’années-lumière (au minimum). En principe, les effets dûs aux quanta devraient s’accumuler en un signal détectable en parcourant cette très grande distance. Le fait que rien n’ait été détecté indique que les quanta doivent être beaucoup plus petits que prévu.

    Des théories suggèrent que la nature quantique de l’espace-temps devrait se manifester à l’échelle de Planck (10-35m). Cependant, les observations de Integral qui sont environ 10 000 fois plus précises que les précédentes montrent que la granularité de l’Espace-temps devrait se situer à une échelle de 10-48m ou moins.

    « C’est un résultat très important en physique fondamentale et il exclura certaines théories des cordes et théories de gravitation quantique à boucles » a déclaré le Philippe Laurent.

    Via Physorg – Source : ESA