Dans quel état étaient la matière et l’univers avant le Big Bang ?

 

Time Travel

Le Big Bang est la théorie qui explique la naissance de l’univers. L’idée générale d’un univers plus dense et plus chaud à son origine puis qui est rentrée dans une phase d’expansion est attribué au Russe Alexandre Friedmann, qui l’avait proposé en 1922, cinq ans avant l’abbé belge Lemaître. Mais c’est Fred Hoyle lors d’une allocution à la radio de la BBC en 1942 qui a utilisé ce terme de « Big Bang » pour railler la théorie soutenue par Lemaître.

a few years after the big bang

Elle est actuellement largement admise par la communauté scientifique. On sait par exemple qu’au moment du Big Bang, la matière actuellement connu aujourd’hui n’existait pas. L’univers de l’époque était constitué par une matière de brouillard, de gaz et de particules, très chauds. Les atomes et les molécules n’existaient pas encore. Les équations affirment que les premiers atomes n’ont commencé à se former que trois minutes après le début de l’expansion.

The Big Bang

Toutefois, un obstacle majeur réside en physique et en astrophysique : plus on se rapproche du point zéro, plus notre ignorance augmente car plus notre incapacité de savoir ce qui se passait dans de telles conditions augmente.

Des équipes soutiennent qu’il n’y a  tout simplement pas d’instant zéro. Plus on remonte dans le temps, plus l’univers devient petit, sa dimension tend vers zéro mais elle n’est jamais nulle !

Post Big Bang

Malgré toutes les découvertes scientifiques et toutes les avancées théoriques dans le domaine de l’astronomie, la science est incapable d’affirmer à ce jour exactement ce qui s’est passé à ces premiers instants et encore moins quelques minutes ou quelques secondes, juste avant.

Heureusement, la prise de conscience  précise de ce que nous ignorons,  a toujours été la source de motivation et d’inspiration pour aller en quête du savoir et de la compréhension.  C’est ainsi que les chercheurs ont petit à petit élucidés les mécanismes qui expliquent de nombreux faits et phénomènes observés.

Délimiter les frontières de son champ d’ignorance est le premier pas du chemin de la connaissance !

The big bang

Quels sont les astres les plus faciles à observer? 2ème partie

Moon and Venus Setting

En troisième lieu vient Vénus, qui court entre le ciel matinal, avant le lever du Soleil et le ciel nocturne, juste après le coucher du Soleil.

Follow Me Venus!

Elle est intéressante à observer comme elle vogue à un rythme très rapide.

Conjunction of Moon, Venus & Jupiter with clouds

C’est en effet l’astre le plus brillant du ciel après le Soleil et la Lune. La seule difficulté qui gène son observation est sa position très proche du Soleil. Mais la faible distance qui nous en sépare lui donne une grande taille apparente. En plus de cet intérêt, il y a aussi le changement de ses croissants malgré la carence de détails sur sa surface.

Horizon Glow & the Conjunction

On peut aussi apprécier Mars qui peut être bien observable pendant environ 6 mois tous les 2 ans et demi. Durant cette période tous les télescopes de la terre sont alors orientés sur elle. C’est un vrai plaisir que d’y croiser la belle palette de couleurs qu’elle offre, avec des changements assez fréquents, dus aux tempêtes de sable.

Mars Opposition and Equinox

Ses calottes polaires et ses formations safranées, qui peuvent changer rapidement d’aspect. Elle reste assez petite, même avec un fort grossissement.

Eclipse de la lune - Lunar eclipse

Quels sont les astres les plus faciles à observer ? 1ère partie


Conjunción Luna Júpiter y Venus

Il y a tout d’abord et bien sur la Lune. Elle reste facilement repérable par tous et partout, de jour comme de nuit. L’observer avec un instrument est encore plus beau avec sa surface aux nombreux détails qui changent d’aspect en permanence selon son exposition à l’éclairage solaire et donc selon l’heure de son observation.

Earthshine

Elle reste visible plusieurs jours durant tous les mois de l’année, à moins que de gris et épais nuages viennent empêcher de la voir.

Chandra, Hubble, and New Horizon View Jupiter (NASA, 3/1/07)

En deuxième position, il y a les deux planètes géantes, Jupiter et Saturne. Leur observation est aisée en raison de leur grande taille et leur large durée de visibilité.

Saturn on March 19th, 2008

Là encore, la beauté et la variabilité du spectacle de leur  surface en font deux magnifiques objets à observer.

 

Pourra-t-on un jour voyager dans le temps ?

Day 311 - Take your Time

Depuis la nuit des temps l’homme se déplace et explore l’espace proche de son habitat. Au fur et à mesure du développement de ses connaissances  et de ses techniques, il a franchi les frontières de son territoire connu en trouvant à  chaque fois des solutions pour franchir des obstacles physiques qui étaient « infranchissable » à une époque ultérieure.

In Ghost Colours

L’histoire nous prouve qu’au cours des millénaires, il a su s’affranchir même d’obstacles qui étaient auparavant et conceptuellement totalement infranchissables ce qui lui permis à chaque époque d’explorer un nouvel espace plus éloigné et inconnu. Cependant, il faut avouer que les conteurs et les poètes avaient souvent une longueur d’avance sur les détenteurs du savoir technologique dans les différentes civilisations.

Hourglass Bokeh

Si le rêve de voyager dans le temps est une nostalgie qui habite l’esprit des hommes depuis longtemps, l’idée d’entreprendre un possible voyage dans le temps se renforça au siècle dernier avec les récents progrès.

Han Solo Brakes For Nobody

Là encore c’est grâce à la science-fiction et l’esprit intrépide de Stephen Hawking que la difficulté d’une telle entreprise fut remarquée en considérant l’absence de visiteurs venant d’un lointain futur. Les théoriciens trouvèrent alors un argument sérieux réfutant l’existence même du voyage temporel. Mais depuis, les conceptions théoriques de la physique moderne laissent penser la possibilité d’accéder à des portes temporelles.

Le Louvre variation5

Néanmoins, si elles pourraient être créées, ces écluses du fluide temporel interdiraient au voyageur qui les traverserait, de prendre la direction d’un périple vers une date antérieure à la création de la porte.

Hawking affirme que si les lois contemporaines de la physique laissent concevoir la possibilité le voyage rétrograde, on devrait être en mesure d’en trouver une dans le futur, à condition de ne pas, découvrir une éventuelle nouvelle loi dont découlerait l’interdiction de tels périples.

Financial District

Quelles sont les forces qui régissent la matière et l’univers ?

Quelles sont les forces qui régissent la matière et l’univers ?

Bug

Les interactions entre tous les constituants de la matière dans notre univers s’expliquent par seulement quatre types de forces :

orage st-barth flamand hdr

1-      La force électromagnétique:

Elle lie les particules chargées électriquement ou encore les matériaux aimantés. Elle attire deux particules de signes contraires et repousse deux particules de même signe. Elle varie en intensité selon la charge des deux éléments mis en jeu. C’est elle qui est assure par exemple la cohésion des protons du noyau et ses électrons ; dans un atome. Elle agit toutefois sur de très faibles ou de faibles distances. En effet à grande échelle la matière est pratiquement « neutre » comme il y a presque autant de protons que d’électrons.

Detailed Animated Atom 3D Model

2-      La force d’interaction forte.

C’est une force très puissante mais son rayon d’action est de très courte portée. Elle  lie par exemple les protons et les neutrons. Elle leur permet de rester solidaires au sein du noyau des atomes, malgré que les protons se repoussent entre eux en raison de la force électromagnétique qui devrait les repousser comme ils sont de même  signe électrique.

Civil Defense

3-      La force d’interaction faible :

Elle agit sur les particules à très courte distance (mètre). C’elle est par exemple qui est responsable de la désintégration dans la radioactivité de type béta.

Balance Roberval

4-      La force gravitationnelle :

Elle affecte tous les objets et toutes les particules ayant une masse. Sa nature est liée à la géométrie de l’espace/temps. Elle n’a pas de limite d’action du point de vue spatial. Ce qui fait qu’elle agit à très grande distance et elle assure ainsi la structure de l’Univers à grande échelle et règle les mouvements des astres.

Quelle est l’étoile la plus brillante du ciel ?

night sky looking towards Orion

Sirius est l’étoile la plus étincelante dans le ciel nocturne. Elle est visible de n’importe quelle région de la Terre. Située dans la constellation du Grand Chien, elle est des fois nommée l’étoile du chien.

Comment voir Sirius ?

On peut la voir dans l’hémisphère Nord en direction du sud-est -sud, les soirs d’hiver et jusqu’au mi-printemps. Les soirs de février sont le meilleur moment pour la voir. En fin d’été, il est aussi facile de la voir comme elle monte à l’est le matin avant l’aube.

Orion & Sirius

Bien que de couleur bleue , Sirius pourrait être appelé une étoile arc en ciel, comme elle scintille souvent avec beaucoup de couleurs .

Sa luminosité, clignote  et change de couleur parfois, d’où le fait que certains observateurs pour la première fois pouvaient la prendre comme un OVNI. Ce clignement est tout simplement du au passage de sa lumière à travers la couverture de l’atmosphère de la Terre. En effet, sa lumière, qui apparaît souvent assez bas dans le ciel à partir des latitudes moyennes nord, traverse une longue colonne d’air avant qu’il n’atteigne la rétine de nos yeux. Une telle masse d’air atmosphérique est sujette forcément et régulièrement à des changements de la densité et de température qui affectent la lumière. Le résultat est le scintillement que nous voyons quand nous regardons cette étoile. Par ailleurs, si elle semble si brillante c’est aussi parce qu’elle parait bas dans le ciel.

nuit d´étoiles

De plus, si on est familier avec la constellation d’Orion, on peut la localiser en tirant simplement un trait à gauche la ceinture d’Orion. Cette ligne pointe vers Sirius, qui se trouva à environ 8 fois plus loin de la ceinture que la largeur de la ceinture d’Orion.

Voila pourquoi Sirius est toujours très facile à trouver !

Pourquoi le ciel est-il bleu le jour ?

Diapositive1

Première observation élémentaire : le ciel apparaît bleu uniquement le jour. Deuxième observation, aussi simple : la nuit, en absence de lumière solaire il apparaît noir. Ainsi, si la couleur bleu apparaît en présence de lumière solaire, c’est donc certainement à cause de celle-ci.

Troisième observation, évidente pour tous : la lumière solaire apparaît jaune. Nouveau petit problème : y a-t-il une relation entre cette couleur jaune du soleil, quand elle traverse l’atmosphère terrestre et la couleur bleu du ciel ? En effet, ce que nous appelons ciel, doit être constitué en bonne partie de ce que nous observons de l’atmosphère.

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Si il est facile de voir qu’un objet apparaît sombre quand il est très mal éclairé, on comprend bien sûr pourquoi il est noir quand il n’est pas du tout éclairé. La nuit, donc en absence de lumière solaire, les atomes et les molécules de l’atmosphère ne recevant pas de rayons lumineux, ils n’en transmettent pas. Par conséquent notre œil (rétine) n’en reçoit aucune lumière, et donc n’y voit que du noir.

Le jour c’est un peu différent. On savoure tous un beau ciel bleu dans une journée sans nuage et notre belle planète apparaît d’un bleu sublime, pour les cosmonautes qui l’aperçoivent de l’espace, c’est-à-dire de l’extérieur de l’espace.

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En effet, la couleur naturelle de la lumière du soleil est le blanc. Or si on met une source de lumière blanche derrière un prisme, on constate facilement qu’elle est décomposée par réfraction en plusieurs couleurs : Violet, indigo , bleue, vert, jaune, orange et rouge. C’est le même principe à l’origine de l’arc en ciel, où la lumière du soleil est décomposée par réfraction, à cause des  gouttelettes de pluie.

Autre preuve, sur la lune et les planètes sans atmosphère comme mercure, le ciel apparaît noir  de jour comme de nuit et le soleil apparaît blanc. La raison est qu’en absence d’atomes et de molécules atmosphériques atour de ces astres, il n’y pas de diffusion de lumière. Le ciel et le soleil gardent alors leur couleur telle qu’elle est, avant d’arriver sur ces astres.

Diapositive4

L’atmosphère terrestre est constituée d’environ 1/5 d’oxygène et de 4/5 d’azote. La lumière blanche du soleil qui éclaire ces particules, oscille et la lumière bleue contenue dans son faisceau est alors diffusée selon la loi de Rayleigh. La lumière blanche du soleil, à laquelle sont soustraits les rayons bleus, devient donc jaune, puisque le bleu est diffusé dans l’atmosphère. Au final, on obtient  instantanément et continuellement la couleur bleue au ciel, tant qu’il est éclairé par la lumière du soleil.

Curiosity-rover de la NASA continue sa promenade sur Mars

Curiosity Touching Down, Artist´s Concept

Curiosity rover de la NASA poursuit son déplacement vers des destinations  insolites  après avoir grimpé sur une dune jusqu’à la crête.

Le rover a parcouru 135 pieds (41,1 mètres), le 9 février, dans son  déplacement depuis le passage de 23 pieds (7 mètres) de la dune, le 6 février. Cela fait depuis son atterrissage le Août 2012 : 3.09 miles (4,97 km).

Crater Water Ice on Mars (ESA, Mars, 2005)

Projet Mars Science Laboratory de la NASA utilise Curiosity pour évaluer les environnements habitables anciens et les grands changements dans les conditions  de Mars. JPL, une division de l’Institut de Technologie de Californie à Pasadena, a construit ce rover et gère le projet pour la Direction des missions scientifiques de la NASA à Washington.

´Gagarin´ Rock (NASA, Mars, 2005)
Pour plus d’informations  http://www.nasa.gov/msl et

 

Pourquoi la nuit, tous les chats sont gris ?

Diapositive1

Il existe deux types de cellules sensibles à la lumière dans la rétine, les cônes et les bâtonnets. De forme et de répartition différente sur le tissu rétinien, ils sont à l’origine de la précision de la vue qui soit sensible, en noir et blanc, soit précise en couleur.

En effet, les cônes sont des photorécepteurs beaucoup moins sensibles à la lumière que les bâtonnets mais ils permettent une vision très précise. Il existe trois types de cônes, renfermant des pigments différents. Ayant chacun un spectre de sensibilité chromatique différent des deux autres, les cônes permettent une vision trichromatique : bleu, rouge et vert.

Le fond de la rétine nommé macula ou (tache), est la zone située dans l’axe du cristallin et où se forme l’image d’un objet regardé en face. Elle comporte essentiellement des cônes. De très bonne acuité, la vision centrale diurne est due à la forte densité des cônes. C’est cette zone centrale de la rétine qui est utilisée lors de la lecture par exemple, mais elle nécessite un bon éclairement.

File:Schematic diagram of the human eye fr.svg

Ainsi la fovéa ou centre de la macula, contient exclusivement des cônes, qui sont aveugles en faible éclairement comme la nuit, mais ils donnent la finesse maximum des objets observés en pleine lumière.

Si la plus grande partie de la rétine contient uniquement des bâtonnets, leur densité est plus faible que celle des cônes au niveau de la fovéa. Le leur nombre total de bâtonnets soit 125 millions est largement plus élevé que les 6,5 millions de cônes.

Les bâtonnets, par contre sont très sensibles à la lumière (100 fois plus que les cônes), mais ils ne permettent de distinguer, ni les détails, ni les couleurs des objets observés. Les bâtonnets qui sont prédominants en périphérie de la rétine permettent toutefois une vision dans de faibles et même très faibles conditions d’éclairement mais seulement en noir et blanc. Ainsi, à l’obscurité on ne perçoit que les nuances de gris, d’ou l’adage «  la nuit, tous les chats sont gris ! »

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C’est pour toutes ces raisons que si vous souhaitez regarder un objet de faible luminosité, il ne faut surtout pas chercher à le fixer en face de vous, en centrant son image sur la fovea, au centre de la rétine. Bien au contraire, il vaut mieux  regarder un peu à côté. Les bâtonnets très sensibles, agiront, et vous donneront l’agréable surprise de bien le discriminer facilement sans couleurs évidement