Sciences dessus dessous

Archive de la catégorie ‘Espace’

Mercredi 10 février 2016 | Mise en ligne à 13h23 | Commenter Commentaires (29)

Ondes gravitationnelles : en attendant l’annonce…

Un des deux détecteurs du LIGO. (Source : ligo.org)

Un des deux détecteurs du LIGO. (Source : ligo.org)

Or donc, de deux choses l’une : ou bien l’observatoire américain LIGO (Laser Interferometer Gravitational wave Observatory) a convoqué la presse pour annoncer la toute première détection d’ondes gravitationnelles, chose qu’il a été conçu pour faire ; ou alors il publie un article dans Nature et fait une conférence de presse en simultané avec le labo italien de physique VIRGO (un autre «chasseur» d’ondes gravitationnelles) et le CERN (France/Suisse, découvreur du boson de Higgs) afin d’annoncer… euh… sais pas trop… que les chercheurs ont changé de sorte de café et que le nouveau les fait travailler encore plus fort, ce qui signifie que la découverte tant attendue devrait arriver bientôt.

Blague à part, on va attendre à demain matin, 10h30, avant de parler officiellement d’une détection en bonne et due forme, mais la rumeur court depuis des semaines et commence a avoir été confirmée par un peu trop de sources différentes pour ne pas être a) absolument vraie b) un cauchemar de relations publiques sur le point d’exploser.

Alors histoire de se mettre en appétit pour l’annonce de demain, voici un bref résumé de ce que sont/seraient les ondes gravitationnelles, quelques liens crédibles et pourquoi on veut les détecter.

Premier arrêt : le site de LIGO, qui est extrêmement bien vulgarisé. Essentiellement, quand on dérange un «champ», qu’il soit gravitationnel ou autre, on crée une onde, un peu comme on crée des vagues en lançant des cailloux dans l’eau. Quand on fait accélérer une charge électrique, par exemple, on «dérange» le champ électromagnétique et une partie de l’énergie est transformée en onde électromagnétique — soit des photons, ou de la «lumière», si l’on préfère.

De la même manière, quand une masse accélère, il se crée toujours (à quelques exceptions géométriques près) des «ondes gravitationnelles», des sortes de «vagues» dans l’espace-temps qui déforment la matière en l’allongeant dans un sens et en la comprimant dans l’autre. Ou du moins, c’est ce que prévoit la Relativité d’Einstein, mais comme la gravité est extrêmement faible comparé aux autres forces fondamentales de l’Univers (les autres étant l’électromagnétisme et les deux interactions nucléaires, qui gardent ensemble les particules des noyaux atomiques), ces ondes ont des effets absurdement faibles. Pour deux trous noirs qui orbiteraient l’un autour de l’autre et qui seraient sur le point d’entrer en collision — ce qui est dans les plus grosses orgies de gravitation qui puissent exister — les ondes gravitationnelles vont produire des déplacements de l’ordre du millième de milliardième de millimètre, environ 1000 fois moins que le diamètre d’un proton.

Pour «voir» ce genre d’effets, si le mot n’est pas trop fort, le LIGO utilise deux détecteurs en forme de L de 4 km par 4 km — l’angle droit servant à déceler la compression dans un sens et l’élongation dans l’autre. Les ondes gravitationnelles se déplaçant à une vitesse finie, celle de la lumière, le délai entre les détecteurs (de même qu’avec VIRGO et d’autres détecteurs du même genre) sert à localiser la source dans le ciel.

Dans le cas qui nous intéresse, la source serait une paire de trous noirs qui ont fusionné. Les deux «monstres» astronomiques avaient des masses initiales de 36 et 29 fois celle du Soleil (donc 65 en tout), mais n’avaient plus que 62 masses solaires après la collision, les 3 masses solaires restantes ayant été converties en ondes gravitationnelles.

Encore une fois, on va se garder une petite gêne avant de sabrer le champagne à l’équipe du LIGO (d’autres ont déjà fait des annonces prématurées sur les ondes gravitationnelles, après tout), mais disons que quelle que soit la nature de l’annonce de demain, cela sera très important. S’il s’agit bien d’ondes gravitationnelles, il y a un Nobel qui va suivre, c’est à peu près garanti. D’abord parce que cela nous fournirait une preuve d’une des dernières grandes prédictions de la Relativité qui n’ait pas encore été vérifiées empiriquement. Mais aussi parce que cela nous donnerait une manière encore inédite de scruter l’espace, et qu’avec ce genre de nouvelle fenêtre vient souvent une révolution dans notre compréhension de l’Univers. Songez simplement au fait que le jour où l’on a pointé un récepteur radio vers l’espace, on a mis en branle une mécanique qui a conduit vers la «découverte» du Big Bang… (CORRECTION, 15h00 : on me dit que le rayonnement de fond de l’Univers tombe dans les microondes, pas les ondes radio. Désolé.)

Et si la conférence de presse ne concerne pas l’observation directe d’ondes gravitationnelles, ce sera quand même une annonce importante parce que la découverte d’un café ultraperformant aura un effet certain sur le PIB mondial…

AJOUT (jeudi, 11h30) : C’est confirmé ! Le LIGO a bel et bien détecté des ondes gravitationnelles. On peut visionner la conférence de presse sur le canal YouTube de la National Science Foundation.

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Mardi 19 janvier 2016 | Mise en ligne à 16h43 | Commenter Commentaires (70)

Vie sur Mars : la fois où McGill m’a crevé ma balloune

Travaux scientifiques dans la vallé Université, en Antarctique. (Crédit photo : Jackie Goordial)

Travaux scientifiques dans la vallé Université, en Antarctique. (Crédit photo : Jackie Goordial)

Les habitués de ce blogue savent que j’ai toujours été, suis et serai toujours un éternel romantique qui s’accrochera désespérément à toutes les raisons de croire qu’il peut, si minces soient les chances, y avoir de la vie sur Mars. Même juste un petit peu, même juste des microbes. Parce que, après tout, si des bactéries peuvent survivre dans des endroits aussi absurdes que 1,6 km sous le plancher marin et prendre un bain à 140°C, si des tardigrades (minuscules bibittes de 1mm de long, parents éloignés des insectes) peuvent endurer 150°C, des variations de pression entre 6 fois celle des abysses et le vide de l’espace, se prendre des doses de rayons gamma fatales pour n’importe quel autre organisme, être congelé jusqu’à –270°C et manquer d’eau pendant 120 ans puis se réveiller comme si de rien n’était, alors on se dit qu’il peut y avoir de la vie partout.

C’est de la logique élémentaire, simplissime, n’importe qui devrait le comprendre instantanément. Maintenant, allez expliquer ça aux «faits», vous, parce que ces machins-là ont la réputation d’avoir la tête dure et qu’une équipe de McGill vient de découvrir ce qui est possiblement le seul endroit à la surface de la Terre où il n’y a aucune vie active. La vallée University, en Antarctique, est sans doute le pire de tous les «déserts froids» de la planète, et c’est précisément ce qui intéressait les chercheurs, puisque ce sont des conditions relativement semblables à celles qui prévalent sur Mars. Il en est ainsi depuis 150 000 ans mais, lit-on dans ce communiqué, l’équipe de Lyle G. Whyte s’attendait quand même à y trouver une activité microbienne parce que… eh bien parce qu’on avait toujours trouvé au moins un peu de microbes actifs partout où on avait regardé sur Terre jusqu’à présent, même dans le pergélisol arctique.

Alors ils ont cherché, tourné les pierres, foré des trous et puis… rien. Une des chercheuses de l’équipe a eu beau tenter de cultiver des bactéries en labo à partir d’échantillons de sol prélevés là-bas sur plus de 1000 pétris (!), les scientifiques ont eu beau faire des tests sur place, ou ramener de la terre et faire des tests de détection génétique dans l’espoir de trouver des gènes de bactéries ou de champignons, rien n’y fit. Il ne reste là-bas rien d’autre que des «vestiges de microbes en dormance ou qui s’éteignent lentement», dit M. Whyte.

Or, ajoute-t-il, «si on ne détecte aucun signe de vie sur Terre, dans un milieu qui foisonne de micro-organismes, il est fortement improbable qu’on parvienne à en détecter dans le sol martien.»

J’ai beau être romantique et M. Whyte nuancer qu’il y a peut-être des endroits pas testés et/ou d’autres manières de détecter la vie qui donneraient des résultats, j’avoue ne plus trouver grand-poigne à laquelle m’agripper. Y a-t-il quelqu’un ici qui garde espoir ?

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Lundi 28 septembre 2015 | Mise en ligne à 12h18 | Commenter Commentaires (26)

Première preuve directe d’eau liquide sur Mars

Sur les pentes du cratère Garni, des coulées comme celles-ci apparaissent et disparaissent au gré des saisons. (Image : NASA/JPL/University of Arizona)

Sur les pentes du cratère Garni, des coulées comme celles-ci apparaissent et disparaissent au gré des saisons. (Image : NASA/JPL/University of Arizona)

On en avait trouvé sous forme de glace, sous forme de vapeur, sous forme de traces anciennes de lacs et de rivières, mais aussi intéressantes et éclairantes qu’elles furent pour écrire l’histoire de Mars, ces découvertes s’apparentaient toutes plus ou moins à de la «triche», comme disent mes enfants : si on cherchait de l’eau sur la planète rouge, c’est parce qu’ultimement on voulait y trouver de la vie. Et pour ça, l’eau doit être liquide, mais c’est une chose qui nous avait constamment échappé jusqu’à ce que Nature Geoscience en annonce ce matin la première «preuve» — ou du moins ce qui y ressemble drôlement.

Les quelques sondes qui photographient Mars du haut des airs depuis quelques années avaient clairement montré qu’il y avait quelque chose qui coulait, littéralement, sur certaines pentes martiennes en été. Puis la saison froide arrivait et les coulées disparaissaient — pour mieux réapparaître à la saison chaude suivante, voir l’image ci-haut ou ce beau gif animé sur Wiki. Mais qu’est-ce qui, au juste, s’écoulait ainsi ? On se doutait qu’il pouvait s’agir d’eau liquide puisque la température de ces pentes, sous les rayons solaires, s’élèvent couramment aux alentours de –20°C, voir presque jusqu’à 0°C. Pour peu qu’une eau soit riche en sels, elle peut demeurer liquide à ces températures.

Mais on n’avait jamais été capable d’aller au-delà des spéculations et des educated guesses. Jusqu’à ce qu’une équipe dirigée par Lujendra Ojha, de l’Institut technique de Georgie, parvienne à extirper savamment quelques signaux optiques des images satellites. La tâche n’était pas facile : certaines des photographies dans le spectre visible à l’œil nu ont une précision très impressionnante, mais elles ne permettent pas de faire les analyses optiques nécessaires pour identifier de l’eau. Pour ce faire, M. Ojha a décortiqué les données d’un instrument nommé CRISM (pour Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars) qui «voit» plus de 500 fréquences différentes dans l’infrarouge, à la recherche de «bandes d’absorption» typiques de l’eau. (Notons ici que chaque substance a une manière particulière d’interagir avec la lumière, réfléchissant certaines fréquences et en absorbant d’autres ; cela donne une sorte de code barre qui permet d’identifier à distance de quoi il s’agit.)

Or voilà, la définition de CRISM n’est que de 18 mètres par pixel, ce qui est à peu près la taille maximale des coulées observées sur Mars. M. Ojha et son équipe ont donc dû chercher des régions de la planète où ces coulées étaient larges et abondantes, en plus de mettre au point une méthode pour éliminer le bruit de fond, mais les résultats ont fini par arriver : les astronomes ont trouvé la signature optique de l’eau liquide dans ces endroits, de même que la signature particulière que laissent les sels dissous dans l’eau et qui se dépose au fond.

Bref, même si je n’ai pas encore eu le temps de voir la réaction des experts (j’ajouterai des liens ci-bas dans les prochaines heures), c’est le signe le plus fort qu’on ait trouvé jusqu’à présent de la présence d’eau liquide sur Mars.

Maintenant, il faut noter qu’on ne sait pratiquement rien sur ce qu’il y a dans cette eau, ni sur son origine. À suivre…

AJOUT (16h40) : J’ai fait une entrevue avec l’astrophysicien et spécialiste de la recherche de vie extraterrestre de l’UdeM Robert Lamontagne, et il souligne — chose que j’avais négligé de préciser ce matin, dans mon empressement, mea culpa — que les saumures qui semblent bien laisser ces traces de coulées ne sont a priori pas un environnement dans lequel la vie terrestre peut persister. Bien sûr, en bio, «on ne sait jamais», dit-il, mais le fait est que même les bactéries extrêmophiles les plus endurcies que l’on connaît ne survivraient probablement pas à de telles conditions.

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