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5 avril 2010 1 05 /04 /avril /2010 10:56

"Euh, bah le ciel il est bleu à cause de la couche d'ozone, y'a des nuages blancs et des nuages gris, et la nuit il est noir, et puis c'est comme ça !"

 

Bienvenue pour cette nouvelle question évidente mais dont la réponse reste malgré tout assez inconnue pour la plupart d'entre nous. Aujourd'hui : Pourquoi le ciel est bleu? Je pense que vous l'avez tous remarqué (oui, même moi qui sui breton, j'ai longtemps cru que le ciel était gris clair, mais en fait c'est une feinte). Cependant, entre le voir et l'expliquer, y'a un certain cap.

Déjà, vous savez maintenant que le ciel est noir la nuit, et non brillant. Dans le cas présent, on parle donc du ciel en plein jour, à midi par un beau jour d'été dans une région plutôt dégagée et en campagne (oui, parcequ'à Paris lorsqu'il fait beau, le ciel il est un peu jaune pisse par moment). A ce moment, sauf erreur lors de l'application des instructions, lorsque vous levez les yeux vers le ciel, vous le voyez bleu. Et non, ce n'est pas la couleur de la couche d'ozone, je vous rappelle que les gaz que l'on respire sont transparents (ok, on ne respire pas l'ozone, mais c'est transparent aussi), sinon on ne verrait pas à trois mètres devant nous lorsqu'on marche.

La raison pour laquelle le ciel est bleu est liée à la nature "corpusculaire" de la lumière, c'est-à-dire aux photons. Les photons sont des particules sans masses, mais qui peuvent malgré tout entrer en collision avec d'autres particules (c'est comme cela que l'on peut voir je vous signale). Et comme vous le savez également désormais, les photons composants la lumière ont différentes énergies en fonction de leur nature, que ce soit des rayons X, des rayons UV, de la radio ... Mais ceci est vrai aussi, à plus petite échelle, dans la gamme visible. Les photons de la lumière bleue n'ont pas la même énergie que les photons de la lumière rouge par exemple.

 

http://www.betrisey.ch/ecav/images%20ecav/spectrographe%20soleil.JPG

 

Et c'est cela qui va causer la couleur de la majeure partie de ce que l'on voit. Pour créer une couleur, il suffit d'en absorber toutes les autres ! Car oui, la lumière qui nous parvient du Soleil est une couleur blanche. Vous pouvez le vérifier par une expérience simple en collant un prisme sous un rayon de lumière, ce qui fait un arc-en-ciel, woa c'est merveilleux... On l'a tous fait un jour dans notre vie, dans le cas contraire, retournez au collège bon sang! Et comme vous le savez après cette expérience, la lumière blanche est composée de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel, que le prisme arrive à décomposé. Donc pour en revenir à nos moutons, si vous éclairez un objet rouge avec de la lumière blanche, vous le voyez rouge... Jusque là, pas de surprise. La raison pour laquelle vous le voyez rouge, c'est que cet objet à absorbé toutes les autres couleurs de la lumière blanche, le bleu, le vert, le jaune, etc... Il n'a réfléchit que la lumière rouge, ce qui fait que vous le voyez rouge. Vous avez compris?

http://media-cdn.tripadvisor.com/media/photo-s/01/27/1e/f4/moulin-rouge-paris.jpg

(Le fameux moulin par exemple, est rouge parcequ'il absorbe les autres couleurs de la lumière blanche.)

 

Ici, le phénomène est sensiblement différent tout de même. Ce qui donne la couleur bleue du ciel, c'est la diffusion de la lumière dans l'atmosphère, liée à l'interaction entre les photons et les atomes et molécules de celle-ci. Un peu comme lorsque vous mettez de l'encre dans de l'eau. Elle se propage. Si ce phénomène n'apparaissait pas, nous verrions le ciel noir même en plein jour, avec un soleil brillant et peut-être quelques unes des étoiles les plus brillantes. La lumière bleue est celle qui se propage le plus facilement, contrairement à la lumière rouge, ce qui veut dire que l'on trouve plus de lumière bleue dans l'atmosphère (car elle se diffuse beaucoup), que de lumière rouge (qui passe plus facilement à travers), ce qui donne donc sa couleur au ciel.

http://www.lamap.fr/bdd_image/626_1550_diffusion.jpg

En revanche, lors des couchers de soleil, le phénomène est inversé. Lorsque le Soleil est proche de l'horizon, la quantité d'atmosphère a traversé est plus épaisse qu'à midi, et à ce moment-là, c'est la pénétration du rouge qui l'emporte sur la diffusion du bleu, nous apercevons donc le ciel rougit lorsque le Soleil se lève ou se couche, et le Soleil lui-même n'est alors plus blanc mais rouge ou orangé. Petit schéma explicatif :

 

http://physique.paris.iufm.fr/lumiere/images/cielbleu1.GIF

 

Bref, maintenant vous savez pourquoi le ciel est bleu et non noir, et vous pouvez épater tous vos amis avec car je suis certain que la majeure partie d'entre eux ne savent absolument pas... 

Sur ce, bonne réflexion, bande de moules !

 

 

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28 mars 2010 7 28 /03 /mars /2010 16:16
"Ah bah ça The Scientist, c'est de l'ingénierie, c'est tout. On est humain, on est doué, on fabrique des machines qui font le chaud et le froid, y'a pas à chercher midi à quatorze heures. C'est une question d'énergie, c'est tout !"

Haha ! Question piège ! Qui connaît la réponse? Je suis sûr que chacun d'entre vous ici présent possède un frigo ou un congélateur, et que la plupart d'entre vous ignorent comment il fait pour faire du froid. Et bien je vais tout vous dire, et cette question n'aura plus aucun secret pour vous !

Tout d'abord, je tiens à vous annoncer une nouvelle qui va vous bouleverser... le froid en physique n'existe pas... Ce n'est qu'un concept pour désigner l'absence de chaleur. Alors vous allez me dire "oui, mais tu chipotes, le froid et l'absence de chaleur c'est la même chose, c'est comme de dire que le sec c'est de l'absence de mouillé...". Oui, peut-être que je chipote, mais c'est malgré tout très important comme concept, car ça réduit notre problème de chaud et froid à uniquement un seul élément : le chaud.

Pour vous faire une petite idée, je vais prendre quelques exemples pour vous montrer que le froid finalement, ce n'est que du chaud en moins. La chaleur, c'est une énergie, lié à un rayonnement infra-rouge (voir la lumière). Elle est émise par tous les corps existants, que ce soit une étoile ou un être vivant, avec plus ou moins d'énergie selon le corps en question. En effet, notre température n'est pas aussi élevée qu'une étoile, nous sommes d'accord là-dessus. Donc notre énergie thermique est plus faible.
Lorsque vous vous tenez près d'un radiateur, vous recevez son rayonnement thermique, il entre en contact avec votre peau et lui cède une partie de son énergie, ce qui fait que vous ressentez un gain d'énergie, bref, de la chaleur !

http://www.educol.net/chaleur-t14546.jpg



Maintenant, considérons le cas du froid. Le froid n'est qu'une perte d'énergie. En effet, lorsque vous touchez de la glace par exemple, vous ressentez du froid. Or aucune énergie n'est transmise depuis la glace vers votre peau. C'est la chaleur de votre peau qui s'échappe vers la glace. Et ce que vous ressentez alors n'est pas un gain d'énergie "froide", mais une perte d'énergie "chaude". Toute sensation de froid est liée à la perte de votre chaleur. Vous avez compris le concept maintenant? J'espère, parceque tout le principe du frigo est là-dedans !

En fait, ce genre de transfert d'énergie du milieu le plus chaud vers le milieu le plus froid est un phénomène thermodynamique. Il est expliqué par le fait que les deux milieu cherche à atteindre un point d'équilibre qui se situera à la rencontre des températures des deux corps. Sauf que bien sûr, cet équilibre dépend de la taille et du volume de chacun des deux milieu, donc lorsqu'il s'agit de toucher un glaçon, vous avez une bonne chance pour que ce soit lui qui se réchauffe plus que vous ne vous refroidissez, mais en revanche, pour votre propre confort, je vous déconseille d'essayer de trouver votre équilibre thermique avec un milieu plus important que vous.

http://2.bp.blogspot.com/_8pBtwxra6_g/SyjXcLZDaFI/AAAAAAAAJsg/0FpMt9ek0zo/s640/Frozen+Man.jpg
Un frigo utilise ce concept de transfert d'énergie thermique pour créer du froid. Il est basé sur un système mécanique permettant d'obtenir ce transfert que l'on appelle une pompe à chaleur. La pompe à chaleur utilise les concepts de la thermodynamique pour inverser le transfert d'énergie "naturel", c'est-à-dire qu'elle permet au corps le plus chaud de se réchauffer et au corps le plus froid de se refroidir. Ce qui signifie également que l'énergie circule du milieu le plus froid vers le milieu le plus chaud !

Dans la pompe à chaleur du frigo, le principe est le suivant: Un liquide circule dans un circuit fermé qui passe à la fois à l'intérieur du frigo comme à l'extérieur. Ce circuit vous pouvez le voir derrière votre frigo, mais je vous déconseille de le toucher, c'est plutôt chaud... Lorsque le fluide entre dans le frigo, il est à l'état liquide. Un détendeur placé sur le circuit permet de réduire la pression du liquide avant son entrée dans le frigo. Lorsqu'il arrive dans le frigo, le fluide décompressé et liquide capte la chaleur ambiante et se vaporise. Il ressort donc sous forme de vapeur. A la sortie du frigo, la vapeur passe dans un compresseur pour augmenter sa pression. Une fois ressorti du frigo, la vapeur compressée entre en contact avec le milieu ambiant (l'air dans notre cas) et libère sa chaleur en redevenant liquide... Puis le cycle reprend. Bon d'accord, c'est un peu le bordel... Un schéma explicatif s'impose :

http://www.pignon-vert.ch/images/systeme-pompe-chaleur.gif

Donc le principe est là : On prélève la chaleur de l'intérieur du frigo pour la relacher à l'extérieur, et ainsi on le vide de toute chaleur, en d'autres termes, on y créé du froid. Ceci est bien évidemment un peu magique dit comme ça, mais en fait ce procédé est possible grâce aux lois de la thermodynamique liées aux changements de pression du fluide. Je vous expliquerai ça plus en détail prochainement dans un "concept du jour" si vous êtes intéressés par la thermodynamique.

Donc voilà, maintenant, vous savez comment on fabrique du froid. Vous pourrez épater vos convives lors de festins conviviaux (avec des convives, c'est normal) en leur apprenant comment fonctionne leur frigo et pourquoi il ne faut pas mettre la main derrière lorsqu'il est en marche !

Sur ce, bonne réflexion, bande de moules ! 
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21 mars 2010 7 21 /03 /mars /2010 12:11
"Euh... Je sais The Scientist, c'est noir parceque... bah... il fait nuit quoi... y'a plus de Soleil donc y'a plus de lumière et donc... il fait noir..."

Ah, vous trouvez probablement cette question stupide, vous vous dites même que c'est évident, que c'est noir car il n'y a pas de lumière... Que le noir que l'on voit c'est le vide de l'espace, qu'il ne contient rien d'où sa profonde noirceur. La seule lumière que l'on discerne sur ce noir, ce sont les étoiles qui nous la donne. Et bien je vais vous faire analyser cette question autrement, et vous verrez qu'elle n'est pas aussi stupide qu'elle en a l'air (vous croyez que je pose que des questions à la con? Je suis scientifique bordel de merde!)

Vous savez tous n'est-ce pas que notre Univers est infini, et qu'il contient des galaxies et des étoiles. Une vision plutôt naïve des choses pourrait être la suivante : étant donné que l'Univers est infini et rempli d'étoiles, pourquoi ne voit-on pas le ciel nocturne totalement lumineux? Car oui, à chaque endroit noir que l'on regarde, il devrait y avoir (plus ou moins près) une étoile ! Or il est noir et il n'y a que peu d'étoiles dans le ciel la nuit. Pourquoi? C'est le paradoxe de Chéseaux-Olbers.

Alors vous devez penser qu'il y a quelque chose qui cloche dans ce raisonnement de l'infini et tout, car notre ciel, la nuit, il est effectivement noir avec des points lumineux, et non l'inverse. Essayons différentes hypothèses:

Premièrement, le raisonnement se base sur le fait que l'Univers est infini. Jusqu'à preuve du contraire, c'est vrai, et celui qui détient la preuve contraire est invité à se présenter ici et je lui remettrais personnellement son prix Nobel. Car oui, c'est quoi un Univers fini? C'est un Univers avec des bords... et dans un Univers avec des bords, les gens (les philosophes surtout) peuvent se demander: "mais qu'est-ce qu'il y a au-delà?" Déjà avec un Univers infini, on trouve des gens qui se demandent ce qu'il y a au-delà... Mais rien, c'est l'Univers, il est infini nom d'un chien, c'est si difficile que cela à concevoir l'infini?

http://blogsimages.skynet.be/images_v2/000/000/000/20090121/dyn007_original_440_400_pjpeg__f24165f91c9baad336ea1e14c1c60f2d.jpg



Deuxièmement, on peut se demander si y'a bien des étoiles partout dans l'Univers. En effet, si ça se trouve, les étoiles sont regroupées dans certains points gravitationnels, laissant de grosses zones d'ombres dans le ciel. Mais non. Car si on fait ça, on considère que l'Univers n'est pas homogène (et pourtant, c'est un des principes fondamental de l'astrophysique). En astrophysique, on suppose (oui, ça reste assez théorique, mais ça marche pas mal) que l'Univers est homogène et isotrope, c'est-à-dire que peu importe notre position dans la galaxie, on observe sensiblement la même répartition d'étoiles et de galaxies, il n'y a pas de zone privilégiée.

Enfin, on peut imaginer que l'on ne voit pas toutes les étoiles parceque nos yeux ne sont pas très bons. En effet, c'est vrai qu'avec un télescope on peut voir bien plus de choses qu'à l'oeil nu. Mais bon, même avec Hubble, il reste des zones sombres. Mais je vous accorde que notre oeil est très limité, il ne peut voir que jusqu'à la magnitude 6. Les magnitudes sont une mesure de la luminosité des étoiles, c'est une échelle qui est inversée, plus la magnitude est grande, plus la luminosité est faible. 0 correspond à la magnitude de l'étoile Véga. A titre indicatif, le Soleil à une magnitude de -26 (bah ouais, il pète les yeux donc il est dans les négatifs). Avec un télescope, on repousse facilement cette limite de la magnitude 6, mais on ne voit pas tout pour autant.

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosbig/decouv/ximg/outil/outilMod/4_3/hubble.jpg



La raison de ce noir est en fait assez logique. Il y a en effet des étoiles partout dans le ciel. Mais si le ciel est noir, c'est parceque la vitesse de la lumière est finie (non, ça ne veut pas dire qu'elle est morte, juste qu'elle a une limite, elle n'est pas infinie, elle vaut dans le vide 300 000 km/s). Si la vitesse de la lumière est finie, cela signifie indirectement que la lumière des étoiles qui se situent très loin n'est pas encore arrivé sur Terre. En chaque point noir du ciel nocturne, vous pouvez dire qu'il existe une étoile, à une distance plus ou moins grande (cela peut aller jusqu'à l'infini), vous pouvez même dire qu'il y a une infinité d'étoiles en ce point puisque l'Univers est infini (et oui, c'est puissant l'infini), mais que vous ne les voyez pas car leur lumière n'est pas encore arrivée (je vous informe que même si les étoiles sont loins, si elles sont une infinité, ça doit flasher pas mal). Mais non, je doute que quelqu'un un jour voit le ciel nocturne complètement brillant, car des étoiles meurent aussi, et ça il ne faut pas l'oublier. D'ailleurs, les seuls étoiles que l'on voit la nuit, ce sont celles de notre Galaxie. Comme quoi, on ne voit vraiment pas très loin!

Voila, tout ça pour vous dire que le ciel nocturne, c'est noir, mais que pas grand monde ne sait vraiment pourquoi dans la vie de tous les jours, mais maintenant vous le savez, donc vous pouvez vous la péter en société !

Sur ce, bonne réflexion, bande de moules ! 
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14 mars 2010 7 14 /03 /mars /2010 16:01
Nouvelle Rubrique du week-end: La question que tout le monde se pose mais dont personne n'a la réponse. Histoire de discuter de choses que l'on voit partout, mais dont on n'arrive absolument pas à s'en sortir avec une explication plausible.

Et pour débuter cette rubrique, rien de mieux qu'un peu de science-fiction. Nous allons donc parler du paradoxe des voyages dans le temps !

"Ouais, The Scientist, je m'y connais trop, j'ai vu Retour vers le Futur 1, 2 et 3, j'ai vu tous les Terminator, j'ai même vu TimeCop avec VanDamme, je suis imbattable !"

Bon, bah ça tombe bien, on a jamais assez d'experts avec nous lorsqu'on parle du temps.
Tout d'abord, le voyage dans le temps est purement fictif, sachez-le. On ne peut pas revenir en arrière car jusqu'à présent, pour nous, le temps s'écoule à sens unique. On peut jouer avec la vitesse du temps (voir Relativité Restreinte), mais pas le remonter. Cependant, rien ne nous interdit de faire ici quelques expériences imaginaires.

Imaginons, par exemple, que nous possédions une machine à voyager dans le temps. Elle est parfaite, nous permet de remonter dans le temps à la date voulu, à la seconde près. Quelle est le première chose que vous voudriez faire?

"Inventer Google !"
"Tuer Adolf Hitler à sa naissance !"
"Jouer les résultats du loto !"
"Devenir un Dieu pour les hommes préhistoriques!"


Ohlala... que ne faut-il pas entendre. Voila, au moins avec toutes ces idées, vous venez de créer plein de paradoxes. Car oui, imaginons que cela soit possible. Imaginons que vous gagnez au loto en connaissant les résultats ( certains ont déjà vu Retour vers le futur 2 et connaissent la suite ) ou que vous inventiez Google avant son actuel inventeur. Wow, super, vous êtes riches. Cependant, que peut-il bien se passer pour une personne restée en 2010. Est-ce que toute sa vie et ses souvenirs change instantanément et désormais, le créateur de Google est d'une évidence même un certain Jonathan Courbier, et l'homme le plus riche du monde est Guy Fanfrulet? Ou bien est-ce qu'une nouvelle réalité se met en place, dans laquelle les choses ont changées, et il existe alors deux futurs différents, dans deux dimensions différentes, et qui ne peuvent se connaître ni se rencontrer l'un l'autre?

Que se passe-t-il si par exemple, le Terminator tue Sarah Connor dans le premier film? Est-ce que le futur de John Connor est simplement détruit, ou bien une réalité alternative se créé. Pour ceux qui comme moi ont regardé Dragon Ball Z lorsqu'ils étaient plus petits, cette solution de futur alternatif est tout à fait envisageable. Car n'est-ce pas, dans DBZ, Trunks adulte change le cours du passé en tuant le méchant Friezer pour créer un futur alternatif rempli de paix et d'amour ( ça ne change rien à son futur à lui, mais Trunks adulte est gentil, doux et généreux! ).

http://moe.mabul.org/up/moe/2010/03/14/img-171521pghnu.jpghttp://s.bebo.com/app-image/7924787961/5411656627/PROFILE/i.quizzaz.com/img/q/u/08/03/21/trunks3.jpghttp://images.myfavoritegames.com/gallery-db-z-gt-x/Frieza_Force/Frieza/Cyborg_Frieza/FriezaRobotSuprised.jpghttp://i.ytimg.com/vi/D2pHXWmzf8M/0.jpg


Je fais partie des gens (rabat-joie) qui pensent qu'il est impossible de revenir dans le passé pour éviter de créer ces paradoxes justement. Dans Lost, les paradoxes temporels ont lieu dans tous les sens. Je ne suis pas d'accord. Je pense que les lois de la physique interdisent les voyages dans le temps pour éviter de créer des problèmes sans queue ni tête. Je ne pourrai jamais revenir dans le passé pour tuer ma mère ou mon père avant ma naissance par exemple, car alors je suis supposé ne pas exister et tout simplement disparaître sans raison !

Et plus simplement encore: si il était possible de voyager dans le temps, ne verrions nous pas tous les jours des gens du futur venir se promener ( en vacances ), sur les bonnes vieilles plages primitives de Bretagne? N'y aurait-il pas des chevaliers futuristes au grand coeur qui voudraient sauver les gens des guerres, et qui ferait en sorte qu'elles n'arrivent pas en changeant les choses? Eh oui, pour moi le voyage dans le temps n'existe pas car si c'était le cas, nous viverions dans un monde paradisiaque et idyllique ! (ou presque...)

http://lepelicastrejouisseur.files.wordpress.com/2009/01/bisounours_cadavre_grand.jpg



Alors oui, je vous entends dire : "Oui, mais peut-être qu'il y a des gens du futur parmi nous, et qu'ils se cachent pour ne pas être démasqués, et qu'ils n'ont pas le droit d'interférer dans les évènements sous peine de créer une faille spatio-temporelle qui entrainerait une réaction en chaîne conduisant à la destruction de l'humanité !"
(J'ai toujours voulu dire ça...)
Et bien oui, peut-être, c'est vrai que je n'en sais rien, peut-être qu'on peut voyager dans le temps mais qu'on ne peut pas modifier le cours des choses sous peine de catastrophes. Mais on sait tous que lorsqu'on ne doit pas faire quelque chose qui risque de mal tourné, il y a toujours quelqu'un qui le fait tôt ou tard (c'est la loi de Murphy). Donc non, ce n'est pas imaginable. Trop de gens se moquent de l'avenir de l'humanité, ils préfèrent servir leur propre intérêt ! (regarder les scientifiques du LHC.... non je plaisante.)

Donc j'ai bien peur mes amis, que jamais nous ne pourrons faire un tour en Delorean vers des temps passés. Cependant, je n'exclue pas les voyages vers le futur. Selon moi, il n'est pas impossible de voyager à une vitesse quasi-luminique dans un avenir lointain, et donc de quitter l'époque future pour une époque encore plus future. Sans parler d'hibernation. Pour ceux qui ont vu Futurama, ça ressemblerait un peu à ça, mais sans la congelation. Et nos petits enfants pourront donc peut-être aller voir le monde du prochain millénaire, ou même 10 000 ans plus loin. Mais je déconseille d'aller trop loin, je pense que déjà dans 50 ans, ça ne sera pas très beau à voir.

http://remingtons.files.wordpress.com/2010/01/the-road-telephone-poles.jpg

En plus, physiquement parlant, remonter le temps ce serait un peu la merde. Car oui, a moins que l'on puisse voyager dans le temps et l'espace en même temps, remonter le temps uniquement nous amènerait en plein milieu de l'espace inter-stellaire, et ça c'est pas top. Pourquoi? Car oui, on l'oublie trop facilement, mais la Terre tourne autour du Soleil et le Soleil autour du centre de la galaxie. Donc si on décide de remonter le temps, on s'expose au fait que la Terre ne se situe pas au même endroit. En plus, si on résoud le problème de la rotation des astres, il se peut que dans le futur, à l'endroit exact d'où vous êtes parti lorsque avez décider de voyager dans le temps, un mec intelligent ait construit un buiding. Vous vous retrouvez donc piéger dans un mur de béton comme un abruti parceque vous n'aviez pas prévu les actions des gens du futur...

http://farm2.static.flickr.com/1226/869277545_15e31b2913.jpg                                                                                  (RIP, voyageur du passé...)


Et pour ceux qui viennent du futur et qui peuvent me démontrer que tout ce que j'ai dit est faux... Faites moi un signe ! Offrez moi une Delorean !

http://3.bp.blogspot.com/_wKLjZc4Nn-w/R8XBnza4I8I/AAAAAAAAACI/wSZztAauUrg/s400/757609629_508f24829d.jpg
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