The Scientist

"Oui, The Scientist, la relativité restreinte c'est ... euh... c'est le truc avec Einstein, et E=mc², et puis ça fait la vitesse de la lumière et tout le monde est envoyé dans le futur... enfin un truc dans le genre... c'est ça?"

Ouhlala... La relativité restreinte... Lourd concept pour aujourd'hui. Mais soyons optimiste, en repartant d'ici vous saurez en quoi ça consiste et surtout, le plus important, pourquoi c'est restreint ?

Tout commence au début du 20ème siècle. Un jeune homme vient de terminer ses études (brillantes) à Zurich et malheureusement ne trouve pas d'emploi dans les laboratoires de Physique, toutes ses demandes étant rejetées par les plus grands physiciens de l'époque. Il se retrouve donc employé du bureau des brevets de Berne, en Suisse. Et dans ce contexte très loin de la physique fondamentale, il découvrit les lois de la relativité restreinte. Ce jeune homme, c'était Albert Einstein.



Qu'est-ce donc que la relativité restreinte? Il est vrai que je ne vous l'ai toujours pas dit, j'en suis encore à la partie historique. Le concept de la relativité restreinte est quelque peu difficile à comprendre si l'on n'est pas imaginatif. Il dit simplement que l'espace et le temps sont relatifs, ou autrement dit, qu'ils sont étroitement liés. Cela ne vous choque peut-être pas, dans ce cas c'est que vous n'avez pas (encore) les capacités d'analyse d'un physicien. Car à l'époque, cela a fait trembler toutes les bases de la physique. Pourquoi?

En fait, ce qu'Einstein énoncait dans ses lois de la relativité restreinte, c'est que le temps n'est pas universel. Il dépend de l'endroit où s'effectue la mesure. De même pour l'espace, les longueurs dépendent du "référentiel" (l'endroit) où on les mesure. Vous ne voyez toujours pas où est la folie de la chose? Attendez... prenons un exemple, probablement le plus connu de tous.

En physique, il existe un problème de relativité très connu, appelé le paradoxe des jumeaux qui se base principalement sur la relativité restreinte. Dans ce problème, on imagine deux jumeaux, nés sur Terre (oui, vous pouvez utiliser n'importe quelle planète, on s'en fout), que l'on sépare à la naissance. Le premier reste sur Terre (nous l'appellerons Bobby), et le second part dans un vaisseau spatial (oui, vous pouvez utiliser un croiseur intergalactique impérial si ça vous chante) à une vitesse proche de celle de la lumière (proche de 300 000 km/seconde) (nous l'appellerons George). Tandis que George voyage dans l'espace, Bobby grandit. Bobby vit et prospère, et lorsque celui-ci atteind l'âge de 80 ans, le frère de Bobby revient sur Terre après un voyage de 80 années terrestres. Lorsque la porte du vaisseau s'ouvre, Bobby voit descendre un enfant d'à peine 3 ou 4 ans, et on lui apprend que cet enfant, est son frère jumeau George.

                                                   (Bobby et George allant boire une bière après leurs retrouvailles)

Ah, maintenant vous êtes sciés non? Car oui, là où se situe la grandeur de la relativité restreinte, c'est qu'elle nous permet de comprendre que le temps s'écoule différemment selon la vitesse à laquelle on évolue. Plus la vitesse de l'objet sera proche de celle de la lumière, plus son temps s'écoulera lentement pour un observateur extérieur à cette objet (Bobby dans notre cas). En revanche, pour l'objet, le temps s'écoule tout à fait normalement (George n'a pas vécu 80 ans dans son vaisseau, mais bien 3 ou 4 ans, on peut dire que le temps sur Terre s'est écoulé "plus vite").

Et cette relativité restreinte s'applique également aux longueurs (à l'espace). Si la vitesse d'un objet est grande, ses longueurs se contractent. Une règle de 30 cm lancée à très grande vitesse en paraîtrait beaucoup moins pour un observateur extérieur, alors que pour un observateur se déplaçant avec la règle, elle fera toujours 30 cm.

Cette relativité restreinte est quelque chose de très difficile à comprendre au début, elle peut paraître déroutante, mais lorsqu'on a compris comment cela fonctionne, il est très amusant d'imaginer toutes les aberrations possibles. D'ailleurs, ce n'est pas de la science-fiction (je vous vois venir avec vos Retour vers le futur et autres voyages dans le temps), la relativité restreinte existe et a été prouvée dans les accélérateurs de particules. D'ailleurs, le voyage dans le temps est toujours impossible en physique (jusqu'à preuve du contraire), la relativité restreinte ne fait que raccourcir la vitesse d'écoulement du temps dans un référentiel par rapport à un autre, elle ne remonte pas le temps. Cependant, si vous êtes un peu imaginatif (ou que vous avez regardé Alien ou Avatar), vous pouvez imaginer des gens qui dorment dans un vaisseau pendant des voyages pour que le temps passe plus vite... sauf que c'est nul... parcequ'il passe plus vite dehors mais pas dedans... en plus c'est dangereux... avec les aliens et tout... non, l'hibernation n'est pas de la relativité restreinte.








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Maintenant, vous vous demandez pourquoi cette relativité est restreinte? C'est simple, elle est restreinte pour la différencier de la relativité générale, et la différence entre les deux est la gravité. La relativité restreinte ne prend pas en compte la gravité, ce qui entre dans le domaine de la relativité générale, mais ce n'est pas le sujet du jour.

Bref, tout ça pour répondre au commentaire de Adam, voici, c'est fait, maintenant la relativité restreinte est vôtre, si vous êtes des tarés et que vous voulez les équations ( que l'on appelle transformations de Lorentz ) pour calculer l'âge de votre hamster lancé dans l'espace, demandez-moi ou cherchez sur Google, on les trouve très facilement.
Si vous n'avez toujours rien compris... euh... Dites-le...

Sur ce, bonne réflexion, bande de moules !

"Oui, The Scientist, moi j'ai vu dans Jurassic Park que les dinosaures ils sont tous morts en même temps, que y'a des moustiques qui ont été pris dans l'ambre et qu'on pourra un jour en refaire, de toute façon les dinosaures c'est méchants et ça mange les humains..."

Bienvenue, bienvenue...
Comme l'indique le titre, nous allons en effet parler de la fin des dinosaures. Car probablement que beaucoup d'entre vous connaissent déjà le fin mot de cette histoire, mais la prolifération du créationnisme me pousse à une explication plus réaliste malgré tout ("Réaliste, réaliste, qui a dit que Jésus n'était pas réel hein?"... ). Pour ce faire, je vous propose de vous mettre, vous et moi, dans la peau du dernier dinosaure....



Tout commence un matin de printemps de l'an - 65 000 000 (environ). Le Soleil se lève, radieux comme à son habitude, la rosée du petit matin brille sous les rayons cajoleurs, les senteurs de plantes envahissent la plaine, les petits animaux gambadent joyeusement sur l'herbe fraîche, et les dinosaures dévorent des gens... euh... des bêtes...  Car oui, point de gens en l'an - 65 000 000. Juste des dinosaures et autres animaux divers et variés.

C'est alors que, percant les nuages dans un bruit tonitruant et projetant une ombre gigantesque sur les montagnes, une boule de feu monstrueuse fonce à toute allure sur le sol. L'impact est terrible, la chaleur dégagée transforme la roche en lave et l'onde de choc balaye toute la vallée, une vague de poussière et de débris détruisant tout sur son passage. C'est ainsi que meurt le dernier dinosaure...



Enfin pour être exact, c'est ainsi que sont morts les dinosaures qui ont eu l'opportunité de voir la météorite s'écraser. Le dernier dinosaure est probablement mort de froid ou de faim durant l'hiver nucléaire... l'hiver nucléaire.... Effrayant non?
" Oui, mais y'avais pas de bombe atomique, c'est n'importe quoi ton truc, les dinosaures ont pas été atomisés ! "
Oui, tu as raison cher lecteur, ils n'ont pas été atomisés. Cependant, le terme d'hiver nucléaire n'a été inventé qu'il y a peu de temps, en prévision d'une guerre nucléaire, d'où son nom. Le principe? Après avoir bombardé la Terre avec des bombes dans tous les sens, les cendres et débris qui resteront en suspension dans l'atmosphère cacheront une grande partie de la lumière du Soleil, donnant naissance à une grande vague de froid, d'où le terme d'hiver nucléaire.

Et donc, pour en revenir à nos...  dinosaures (oui.. pas de moutons à l'époque), après avoir percuté la Terre, l'énorme météorite a projeté des quantités astronomiques de poussière dans l'atmosphère, provoquant un hiver nucléaire qui tua probablement la majeure partie des dinosaures, au grand bénéfice de... nous (enfin des petits mammifères de l'époque surtout) !



Bien sûr, de nombreuses autres théories existent pour expliquer cette soudaine disparition. Notamment celle d'une intense période de volcanisme, ayant à peu près les même conséquences ( lave, mort, destruction, hiver nucléaire ). Certains parlent également d'une apparition divine qui, lancant des éclairs dans toutes les directions, nettoya le monde de ces bêtes peu intéressantes pour laisser prospérer l'humanité qui, gracieusement, voua un culte à cette connerie pendant des millénaires.



Bref, tout ça pour vous dire que la théorie de l'impact météoritique longtemps favorie est finalement validée ! En effet, 41 experts ont déterminé que le site de Chicxulub au Mexique a été le lieu du dramatique accident de l'an - 65 000 000. Et bien sûr, l'éventualité que l'exploit se reproduise n'est pas à exclure, notamment dans les prochaines années ( "Quelqu'un a dit 2012??" ). Donc ne fermez pas l'oeil ! Toutes les infos à savoir pour survivre : Cliquez sur Bruce Willis !

"Oui, The Scientist, les planètes c'est les boules dans l'espace, on habite sur l'une d'entre elles, y'en a 9, des grosses et des petites, j'ai fait stage d'astronomie quand j'étais en 4ème, je sais tout !"



Bien, dans ce cas vous m'épargnez bien des peines, mais bon... Tradition oblige, parlons donc de nos 8 planètes ( oui monsieur, résolution 5 de l'IAU votée le 24 août 2006... non mais oh...).

Définition OFFICIELLE d'une planète :
Une planète est un corps céleste qui :

•      est en orbite autour du Soleil
•      a une masse suffisante pour que sa propre gravité lui donne une forme sphérique
•      a nettoyé le voisinage de son orbite

Cela, je pense que c'est plutôt évident. En prenant une planète test, disons la Terre (pourquoi faire compliqué?), nous pouvons tester cette définition.
Premièrement, la Terre est en orbite autour du Soleil. Jusqu'à preuve du contraire... Ceux qui ont dit que le Soleil tourne autour de la Terre, puissiez-vous souffrir de longues années durant au sein de l'Eglise Catholique...

Deuxièmement, la Terre est de forme sphérique... D'accord, d'accord, j'entends déjà les pinailleurs qui crient "ouiii, mais la Terre en fait elle est ellipsoïdale, elle est applatie sur les pôles, c'est pas sphérique, blablabla!". Et bien si... il est écrit sphérique, ça ne veut pas dire que la Terre est une sphère, ça veut juste dire que ce n'est pas un patatoïde. Donc ça marche.
Troisièmement, la Terre a nettoyé le voisinage de son orbite. En effet (outre la Lune), aucun corps ne se promène sur la trajectoire de la Terre. Il n'existe pas d'autre planètes, ou d'astéroïdes qui suivent exactement la même trajectoire, à quelques milliers de kilomètres près. La lune est un satellite, son orbite est autour de la Terre avant tout, elle n'est donc pas comptée comme un des corps du voisinage.
Donc, la Terre est OFFICIELLEMENT une planète !
On apprend rien ici, n'est-ce pas?

Bref, il existe une seconde définition, car rappelez-vous, il n'y a que 8 planètes dans notre système, depuis 2006, et non 9 comme ont pu le lire certains dans de vieux livres.
Définition OFFICIELLE d'une planète naine :

•      est en orbite autour du Soleil (minute, minute...)
•      a une masse suffisante pour que sa propre gravité lui donne une forme sphérique (patience, ça vient !)
•      n'a pas nettoyé le voisinage de son orbite (ahah !)
•      n'est pas un satellite

Voila pourquoi, nous n'avons plus que 8 planètes. Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne Uranus et Neptune. Pluton qui fut la dernière découverte ( et la seule découverte par des américains) a été reléguée au rang de planète naine, suite à la découverte de plein d'autres petits plutons pas très loin. Plutot que d'avoir 150 planètes dans notre système solaire, l'IAU ( Institut d'Astronomie United ? on s'en fout ! ) a décidé de revoir la définition et donc de réduire le nombre de planètes.

Tout ça pour vous dire chers amis que c'est la fête à Pluton, puisque cette année la découverte de Pluton a 80 ans. Et pour l'occasion, je fais un peu de publicité pour une émisison de radio (non c'est même pas moi dedans !).
Jeudi prochain (le 11 mars) sur France Culture, à 14h, émission spéciale sur Pluton !

Je cite :

> LA MARCHE DES SCIENCES
Planet or not planet : l'histoire de Pluton
par Aurélie Luneau
Avec : Thomas Widemann astronome au Lesia
Assistant à la réalisation : Julie Beressi
Avec Thomas Widemann, astronome au Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA) de l'Observatoire de Paris et enseignant au département SACIM

 

En podcast ici pour ceux qui l'aurait loupé.

 

Alors ouvrez bien les oreilles, vous en apprendrez bien plus que dans ce vil et vulgaire résumé que je viens de faire.

 

Sur ce, bonne réflexion bande de moules !

Bon d'accord, je vous vois venir. Vous vous dites:

"Oui, The Scientist, tu te fouterais pas un peu de notre gueule par hasard? Tu crois qu'on est con et qu'on ne sait pas ce que c'est que le Soleil? Tu te la pètes un peu toi ! Le Soleil c'est ça: "

                                                                                        (photo by gaetan lee)

Certes, mais je ne me moque pas de vous !
Sachez tout d'abord, que cet article se veut accessible à tout le monde. Et j'ai connu maintes et maintes personnes qui ne savait pas que le Soleil était une étoile !  Eheh, ça vous en bouche un coin ! (Ceux qui l'ignorait sont en train de se dire : "oh putain...")
Alors pour parler science, autant commencer par la base n'est-ce pas?

Comme dit plus haut, le Soleil est une étoile (oui, comme les autres points blanc la nuit). Sa particularité c'est que... ben... il n'en a pas, il est une étoile banale sans aucun intérêt. Excepté qu'il est juste a côté de nous. (N'est-ce pas paradoxal d'avoir créé une étoile masculine? Vous en connaissez d'autres vous? Bref...)
Une étoile, qu'est-ce que c'est? ("Ouais, encore, t'es vraiment nul, on est pas des chèvres, on sait très bien ce que c'est, retourne dans ton labo pourri !")
Une étoile est une boule de gaz concentré. Principalement de l'hydrogène et de l'hélium (euh... du gaz...). Cette boule est tellement concentrée qu'au centre, la pression entraîne une chaleur telle que des réactions de fusion thermonucléaires s'allument et l'étoile brille (d'accord... je vois que j'en ai largué quelques-uns... revenez un autre jour pour le concept "réaction thermonuclaire" !).
L'intérêt du Soleil donc, en plus de faire bronzer et de faire joli l'été, c'est qu'il n'est pas loin. En effet, sans lui, point de vie, cette Terre ne serait pas là, et si nous habitions plus loin, nous serions tous gelés ( et plus près, tous brulés ).  Alors oui, vous allez me dire que le Soleil il est trop cool, il nous file 40° l'été, c'est trop bien, on peut aller à la plage et faire du surf !
Certes, mais en attendant, le Soleil d'un point de vue scientifique, il est chiant.

Qu'est-ce cela signifie? Tout simplement que comme n'importe quel brin d'herbe dans un parterre de gazon, on s'en fout ! Il est tout simple, rien d'extraordinaire !
Une étoile cool, c'est une étoile qui explose, une étoile qui meurt, une étoile qui tourne tellement vite que t'as pas le temps de cligner des yeux elle a déjà fait 4 tours, une étoile tellement grande que toutes les planètes sont tombées dedans. Ca c'est du cool pour les scientifiques !
Bon, d'accord, j'exagère, les scientifiques ne trouvent pas que le Soleil est chiant (enfin pas tous). Ils l'étudient activement, parceque cette étoile est active. Elle est jeune et en pleine forme, et il se passe pas mal de choses dedans. Des éruptions par exemple :



Eruptions dûes au champ magnétique mais je vous passe les détails. Et puis le Soleil, bah c'est la vie ! Car oui mes enfants, comme l'a dit le très grand astrophysicien Hubert Reeves, "nous sommes tous des poussières d'étoiles!" Non, ce n'est pas une insulte !
Ce qu'Hubert Reeves entend par là, c'est que les étoiles fabriquent tous les atomes plus lourds que l'hydrogène ou l'hélium (car oui, au cas où vous ne l'auriez pas remarqué, nous ne sommes pas fait de gaz). Le carbone, le Fer, toutes ces molécules naissent dans les étoiles, et sont rejetées lorsqu'elles meurent. Et ces molécules avec le temps et un peu de chance finissent par faire de l'ADN, puis nous. Nous sommes donc des poussières d'étoiles.

Bref, tout ça pour dire que le Soleil il est assez observé, et que vous aussi vous pouvez participer et devenir les gardiens du temple du Soleil. Pour ce faire, il suffit de vous rendre sur ce site :  http://solarstormwatch.com, de vous créer un compte et de suivre les indications. Cette expérience collective vous propose de visionner les différentes images des sondes Stéréo de la NASA et de surveiller les différentes eruptions solaires en temps réel. Et ça aide les scientifiques ! Annoncé sur le site :

Solar scientists need you!

Help them spot explosions on the Sun and track them across space to Earth. Your work will give astronauts an early warning if dangerous solar radiation is headed their way. And you could make a new scientific discovery.

Vous aussi, sauver des astronautes dans votre garage !

Sur ce, bonne réflexion !