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Archive de la catégorie ‘Espace’

Mercredi 5 avril 2017 | Mise en ligne à 16h35 | Commenter Commentaires (6)

Faut-il arrêter de chercher l’«énergie noire» ?

(Image : ESO/AFP/archives La Presse

(Image : ESO/AFP/archives La Presse)

Ah ben ça, ce serait bien le proverbial «boutte de toute»… Alors que tout le monde se questionne depuis 20 ans sur la nature de «l’énergie noire», qui constituerait plus des deux tiers (68 %) de notre Univers, des physiciens viennent d’obtenir des résultats qui suggèrent qu’elle pourrait tout simplement ne pas exister. Ouch…

On sait depuis longtemps que l’Univers contient «autre chose» que la matière telle que nous la connaissons dans la vie de tous les jours. Quand on mesure la quantité de matière «normale» située au cœur des galaxies et la vitesse à laquelle les étoiles de ces mêmes galaxies tournent autour, on se rend rapidement compte qu’il manque «quelque chose» : la masse que l’on voit dans le centre des galaxies n’est pas suffisante pour retenir les étoiles. Compte tenu de la force d’attraction que cette masse exerce, les étoiles auraient dû échapper à sa gravité il y a longtemp. Or ce n’est ce qui se passe, alors il doit forcément y avoir «autre chose» au centre des galaxie, une «matière sombre» qui a une masse énorme mais qui n’est autrement pas détectable.

On calcule que la matière «normale» représente environ 5 % de ce que contient l’Univers, contre 27 % pour la matière sombre. Et le reste, soit la bagatelle des deux tiers du contenu de l’Univers (68 %) est encore plus nébuleux : l’énergie noire, qui serait derrière une accélération de l’expansion de l’Univers.

Maintenant, quand on dit que l’Univers «grandit», cela ne signifie pas seulement que les galaxies s’éloignent les unes des autres (ce qu’elles font bel et bien, en moyenne). Cela veut aussi dire que l’«espace-temps» se dilate. On se représente généralement l’espace qui nous entoure comme un sorte de «vide» lisse et immuable, mais il peut en fait être déformé par de très grosses masses. C’est ce qui explique la gravitation : l’espace-temps autour de la Terre, par exemple, est déformé de telle sorte qu’il «penche», pour ainsi dire, vers le plancher des vaches, d’où l’attraction terrestre. C’est aussi ce qui explique pourquoi, lors d’éclipses solaires, il est possible de voir des étoiles proches du Soleil qui n’apparaissent pas à l’endroit où elles sont réellement (à côté du Soleil alors qu’elles sont en réalité «derrière», par exemple) : la lumière de ces étoiles n’est pas attirée par le Soleil (il faut une masse pour l’être et la lumière n’en a pas) mais comme elle passe dans un espace-temps déformé par la masse du Soleil, elle change de direction (vu de la Terre, en tout cas).

On sait ça depuis belle lurette — c’est une conséquence de la Relativité d’Einstein —, mais dans les années 90, de nouvelles observations ont montré que cette dilatation s’accélère, sans que l’on sache trop pourquoi. Et c’est de cette accélération que les physiciens ont déduit l’existence d’une «énergie noire». On ignore tout de ce qu’elle peut bien être, mais elle serait le moteur derrière le fait que l’Univers se dilate de plus en plus vite.

Le rythme de cette expansion (on parle de 0,0000000000000002 % par seconde) est dicté par une bibitte physico-mathématique nommée métrique de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker, ou métrique FLRW. Bien des simulations de l’histoire de l’Univers ont utilisé ce métrique et ont obtenu des résultats tout à fait cohérents avec ce que les astronome observent autour de nous, ce qui suggère que c’est effectivement un bon «outil» pour décrire l’Univers. Jusque là, tout va bien…

Mais voilà, les mathématiques derrière tout ça sont si compliquées que le métrique FLRW part du principe que l’espace-temps est parfaitement uniforme partout dans l’Univers. Or c’est faux, on vient de le voir : toute masse tord l’espace-temps. Pire encore, on sait que la matière s’assemble en galaxies et en amas de galaxies qui forment des espèces de «filaments». Cela donne à l’Univers la structure d’une mousse, pleine d’énormes «trous» complètement vides. Alors aux endroits les plus denses, les masses freinent l’expansion de l’Univers, tandis qu’elle survient plus rapidement dans les vastes espaces où il n’y a rien.

Cela introduit donc des distorsions dans les simulations des cosmologistes et, d’après les travaux qu’une équipe hongroise vient de faire publier dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, le «besoin» de recourir à une énergie noire pour faire correspondre les observations et les simulations viendrait de là. L’énergie noire serait une sorte d’«illusion», un sous-produit des approximations mathématiques que l’on a longtemps été forcé de faire. Alors au lieu de présumer d’un espace-temps uniforme, Gabor Racz et Lazlo Dobos, de l’Université Eotvos Lorand, ont simulé un univers de 480 millions d’années-lumière de côté (c’est très petit, notons-le) qu’ils ont subdivisé en 1 million d’unités. Ils ont ensuite calculé un taux d’expansion individuel pour chacune d’elles. Puis, en faisant «rouler» leur simulation, ils ont obtenu des résultats qui ressemblent beaucoup à l’Univers réel, sans avoir recours à l’énergie noire. D’où leur conclusion qu’il s’agirait d’une illusion.

Attention, il faut souligner ici que les physiciens sont lloooooooiiiiiin d’être sur le point d’abandonner le concept d’énergie noire. Ce compte-rendu de Science en citent plusieurs qui gardent de gros doutes sur ces résultats. Alors pour l’instant, appelons ça une «hypothèse intéressante». Mais si les auteurs de l’étude, n’arrivent pas à convaincre mieux leurs collègues, il faudra conclure que, toute intéressante soit-elle, elle était fausse. L’avenir nous le dira…

P.S. Je profite de ce billet pour clarifier une chose, puisque la question m’a été posée à plusieurs reprises ces derniers jours : non, malgré tous les blogues qui ont fermé sur le site de La Presse, le mien ne sera pas éliminé. Je travaille pour Le Soleil, pas pour La Presse, et je continue ce blogue. Cependant, Science dessus-dessous ne sera plus accessible à partir de la page d’accueil de La Presse ni dans sa section «Sciences». Vous pourrez continuer de me trouver à l’adresse blogues.lapresse.ca/sciences ou passer par la page d’accueil du Soleil, ou encore par celle de Québec Science.

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Mercredi 14 septembre 2016 | Mise en ligne à 9h44 | Commenter Commentaires (8)

Plus grand cratère du monde : suite… et fin ?

Un cône de choc «classique». (Image : Gordon Osinski/Science)

Un cône de choc «classique», avec des stries qui s'écartent les unes des autres de façon radiale. (Image : Gordon Osinski/Science)

Eh bien, ça va en prendre plus que ça avant de pouvoir se vanter d’avoir le plus gros cratère du monde. Pas mal plus, apparemment…

J’ai envoyé à un grand spécialiste des cratères les photos que le géologue Serge Genest, qui estime avoir trouvé des indices probants d’un impact météoritique majeur dans le nord du Québec, m’avait fait parvenir. Le chercheur Gordon Osinski de l’Université Western Ontario, alias Dr Crater, a d’ailleurs cosigné un article très intéressant sur les «cônes de choc» (des motifs striés en forme de cône qu’impriment dans la roche les chocs ultraviolents, que seuls les météorites et les explosions nucléaires peuvent créer) dans Science Advances, pas plus tard que le mois dernier.

Le motif de l’article était de définir ce qui constitue (ou non) un cône de choc, car le processus de leur formation est encore débattue et que «plusieurs des propriétés fondamentales des cônes de choc demeurent ambigües», écrit-il. Signe, peut-être, de cette ambiguïté et de la difficulté à identifier un véritable cône de choc (que j’avais sous-estimée), j’ai moi-même été étonné de voir une bonne demi-douzaine de géologues et chercheurs dans le domaine décliner mes demandes d’entrevue depuis une semaine parce qu’ils ne s’estimaient pas assez «experts» en la matière.

Enfin, tout cela pour dire que M. Osinski est persuadé que les éléments découverts par M. Genest ne sont pas des cônes de choc. «Il y a de la géologie bien intéressante dans ce qu’ils ont fait, mais certainement pas de preuve d’impact», dit-il.

Les «cônes de choc» photographiés sont trop lisses pour être des «vrais» — lesquels sont toujours très striés —, en plus de ne pas avoir tout à fait la bonne forme. Et parmi les «déformations planaires» (lignes microscopiques parallèles que laissent les impact météoritiques dans les cristaux) que M. Genest estime avoir trouvées, certaines ont «piqué ma curiosité», dit M. Osinski, mais plusieurs n’en sont clairement pas. Et il faudrait de toute manière examiner les cristaux avec un microscope plus puissant que celui dont disposait M. Genest, poursuit-il, afin de constater les déformations planaires à l’échelle nanométrique — les photos de M. Genest sont à l’échelle du micromètre.

En outre, signale notre «Dr Crater», un choc assez puissant pour creuser un cratère de 500 km de diamètre, soit la taille du cratère supputé, aurait laissé des cônes de choc partout dans la région, et il aurait été facile d’en trouver, pour peu qu’on en cherche.

Bref, pour l’instant (on ne présumera pas complètement de l’avenir), la «suite» de l’histoire ressemble pas mal à une fin…

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En soi, la découverte d’une planète orbitant autour de Proxima du Centaure n’est pas une grosse surprise : plus on découvre d’exoplanètes, et on en connaît 3500 maintenant, plus il devient évident qu’elles sont très communes. On estime, m’a dit le «chasseur de planètes» de l’UdeM René Doyon, qu’il y en aurait «au moins entre 1 et 2 par étoile en moyenne».

Mais voilà, Proxima du Centaure n’est pas n’importe quelle étoile. À l’échelle astronomique, c’est littéralement la porte à côté, elle est l’étoile la plus proche de notre système solaire, à 4,25 années-lumières d’ici. Et la nouvelle planète partage plusieurs similitudes importantes avec la Terre, dont la taille (1,3 fois la masse terrestre, ou un peu plus) et le fait qu’elle orbite dans la «zone habitable» de son étoile — juste à la bonne distance de son étoile pour ne pas «tuer» la possibilité théorique qu’il y ait de l’eau liquide à sa surface.

Avant de sabrer le champagne à la santé de la vie extraterrestre, cependant, il faudra s’armer de patience. Pour tout dire, il viendra peut-être (sans doute ?) même un jour où l’on devra se résoudre à chercher d’autres raisons pour le boire mais ça, c’est moins difficile à trouver qu’une exoplanète…

Il y a en effet, a priori, plusieurs raisons de croire que cette planète-là, baptisée Proxima b, n’est pas particulièrement habitable. Son étoile est une naine rouge, qui n’a que 0,15 % de la luminosité du Soleil — et encore, surtout (85 %) dans l’infrarouge. Elle chauffe donc beaucoup moins que la nôtre, si bien que sa zone habitable est extrêmement proche de l’étoile — Proxima b orbite à 0,05 fois la distance Terre-Soleil. Et cette proximité implique deux choses.

D’abord, la planète a subi des effets gravitationnels plus intenses que la Terre, au point où sa rotation et sa révolution sont vraisemblablement «verrouillées», c’est-à-dire que la planète montre toujours la même face à son «soleil», comme la Lune le fait avec la Terre. Si c’est le cas, cela impliquerait qu’un côté est extrêmement chaud et l’autre, extrêmement froid, trop pour supporter la vie.

Il est possible, soulignent les auteurs de la découverte, que la présence d’une atmosphère assez dense puisse redistribuer la chaleur assez également pour que la possibilité d’une vie (toujours très théorique, on s’entend) persiste. Cependant, et c’est le second point, orbiter proche de son étoile est justement une bonne façon de perdre son atmosphère, puisque cela expose la planète à des «vents solaires» très intenses (voir ces photos de Mars, qui perd justement le petit peu d’atmosphère qui lui reste à cause de cela). Ce n’est pas une certitude, remarquez, puisqu’une planète comme Proxima b peut avoir un champ magnétique suffisamment puissant pour la protéger.

Mais il faudra sonder son atmosphère pour le savoir, et cela risque fort de prendre du temps, dit M. Doyon. Plus de détails dans mon papier sur le site du Soleil.

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