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La planète aux glaçons chauds

Gliese 436b est une exoplanète repérée en 2004, couverte de glace d'eau... à 436°C! Malgré l'énorme croûte de glace, sa température en surface avoisine en effet les 800 degrés Farenheit!

Une planète de glace... chaude! (img)
Gliese 436b orbite autour d'une naine rouge, à 33 années-lumière de nous, dans la constellation du Lion. La planète est énorme, puisqu'elle est quelque peu plus grande que Neptune, avec un diamètre de plus de 50 000 km. Elle est également très près de son soleil, à seulement 4 millions de kilomètres, soit 15 fois plus près de son astre solaire que Mercure ne l'est du nôtre. Cette distance explique en partie la température très élevée en surface, de l'ordre de 440 °C.

Pourtant cette planète ressemble probablement, visuellement, à la planète Hoth de Star Wars, couverte de glace avec peut être une fine couche poudreuse, comme un infini manteau de neige qui couvre la terre, dans une atmosphère saturée en carbone, en hydrogène et en hélium. Et la glace est bel et bien de la glace d'eau... Or, tout le monde sait que la glace d'eau ne peut pas se maintenir en l'état à près de 4 fois sa température d'ébullition. So, what the hell?

Composition possible (Wiki/Lsv)
Gliese 436b semble défier les particularités de la matière. C'est en fait une énorme planète gazeuse, comme Jupiter, exceptée que son gaz principal, la vapeur d'eau, se retrouve piégée par la gravité et comprimée au point qu'elle forme de la glace-10 (Ice-ten), un état de l'eau particulier dans lequel les molécules se réorganisent en cubes donnant l'aspect d'un cristal ultra-compact : il s'agit en effet de l'un des états "naturels" de l'eau pour lequel la densité est maximale, correspondant à de l'eau classique compressée presque 3 fois! 

Cet état est possible du fait de la pression exercée sur l'eau par la gravité ainsi que, paradoxalement, par les fortes températures, la glace-10 ne pouvant se former qu'à une température élevée (voir Ice-X). Il existe en fait plusieurs états solides de l'eau. Nous n'avons l'habitude que d'un seul, mais on connait bien ce phénomène pour d'autres matières : elles peuvent se compresser et se transformer de la même façon que le carbone, sous très haute pression, se transforme en diamant!

C'est probablement ce qui arriverait à Neptune si on la rapprochait de notre soleil. Son atmosphère se désagrégerait et l'eau se compacterait, le scénario que l'on pense être à l'origine de cette étrangeté spatiale qu'est Gliese 436b.

D'après son orbite, Gliese 436b est accompagnée par une autre planète. Le vue y est peut être splendide!
Moralité, on a là une planète faite de glaçons qui pourraient vous brûler en un rien de temps, un enfer de glace sur lequel n'importe quel bonhomme de neige serait 8 fois plus chaud que ne l'était la température maximale relevée sur Terre! Pas de quoi s'accorder un petit rafraîchissement.
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L'ampoule centenaire de Livermore, la plus vieille ampoule en fonctionnement

Aussi incroyable que cela puisse paraître, une ampoule électrique de 4 watts, à la résistance exceptionnelle, brille en continu depuis désormais 110 ans, un âge bien plus avancé que la moyenne de celui des ampoules actuelles!

L'ampoule à fil de carbone de Livermore : 110 ans!
Cette lampe à incandescence éclaire la caserne de pompier située au 4550 East Avenue de Livermore (Californie, USA) depuis l'année 1901. Elle est considérée officiellement (Guiness Record) comme la lampe la plus vieille toujours en fonctionnement, et elle est en activité pratiquement en continu depuis ce temps. Elle n'a subi que quelques coupures accidentelles de courant, ainsi qu'un transfert en 1976, qui n'aura duré que 22 minutes avant la remise sous tension, et une coupure volontaire pour rénovation de bâtiment, d'une semaine en 1937. Elle détient donc également le record d'activité continue.

La lampe de Mathusalem

C'est d'ailleurs précisément la raison de sa longévité : ce qui grille les lampes à incandescence, c'est avant toute autre chose les coupures et reprises de courant. Le fil est porté, lors de ses changements, à très haute température et se refroidit, respectivement à chaque utilisation et chaque interruption. Ainsi, il se détend ou se contracte, ce qui a pour effet de le fragiliser, jusqu'au point de se rompre (lampe "grillée").

L'ampoule de Livermore, appelée Ampoule Centenaire (Centennial Light), est une ampoule à fil de carbone communément fabriquée à l'époque, à Shelby (Ontario), par la Shelby Electric Company, probablement à la fin des années 1890. La lampe ne doit pas seulement sa longévité à son allumage quasi continu, mais également à sa faible puissance (à peine 4 watts) ainsi qu'à un apport de courant stable grâce à un circuit et un générateur dédiés. Elle possède aujourd'hui son propre site et une webcam qui la filme en continu (la troisième, car les deux premières sont d'ores et déjà... tombées en panne!), et dont l'image est retransmise sur le site officiel, avec une mise à jour toutes les 30 secondes.

La seconde ampoule la plus résistante, considérée avant la découverte de l'ampoule de Livermore, comme la plus vieille ampoule en fonctionnement, se situe à Fort Worth, au Texas. Installée le 21 septembre 1908 dans un théâtre, elle s'est finalement retrouvée après la démolition de celui-ci, dans un musée du Livestock Exchange Building, où elle n'a été depuis éteinte qu'une seule fois, par accident.

Faudrait que ça s'use plus vite...

Un autre fait intéressant à propos de l'ampoule de Livermore et des ampoules à fil de carbone est que celles-ci sont souvent citées comme des preuves à contrario de l'obsolescence programmée, une technique de production et un principe économique, né(e) dans les années 1920, dont les consommateurs sont généralement outrés : l'obsolescence programmée ou désuétude planifiée consiste à produire un objet en prévoyant une date moyenne de fin, et en s'arrangeant pour limiter la durée de vie de l'objet par les techniques de fabrication, la réalisation structurelle qui s'y prête, ou grâce à des composants dont la durée de vie a elle même été soumise à un principe d'obsolescence programmée, ou encore qui ont à la base une durée de vie correspondant à l'objectif de fabrication fixé. 
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Ophiuchus le serpentaire, le 13ème signe du zodiaque

Si la majorité d'entre nous connait son signe zodiacal, peu de gens savent qu'en réalité, il n'y a pas seulement 12 constellations dans le Zodiaque, mais bel et bien 13! Le disparu se nomme Serpentaire, ou Ophiuchus, il s'agit d'une constellation regroupant près de 60 étoiles visibles dont la fameuse étoile de Barnard*.

La constellation d'Ophiuchus
Bien que l'astrologie moderne semble ignorer sa présence, c'est une constellation très ancienne, connue probablement depuis plusieurs milliers d'années, et notamment décrite dans les poémes d'Aratus de Soles (-278 à -276 avant J.C.), puis reprise dans la liste des constellations de Ptolémée (vers 150 après J.C.) dans son oeuvre Almageste. Cette constellation se situe sur le plan de l'écliptique (traversé par le soleil et donc, là où il est possible qu'il y'ait une éclipse de soleil), entre les constellations du Scorpion et du Sagittaire. De nos jours, elle est traversée par le soleil entre le 29 novembre et le 17 décembre : en tout état de cause, une personne née à cette période est donc né sous le "signe" du Serpentaire! 

Pourquoi cette constellation a-t-elle été oubliée lors de la création des signes du Zodiaque? Deux hypothèses pourrait l'expliquer : le besoin d'avoir un chiffre pair pour comptabiliser les mois, Ophiuchus aurait donc été écarté pour des raisons "techniques". La seconde hypothèse s'appuie sur la précession de la Terre : l'axe de rotation de la Terre (sa direction) varie avec le temps (sur une période d'environ 26 000 ans), et par conséquent, l'apparence de la voûte céleste et plus précisément du plan de l'écliptique, se modifie. Il en résulte que certaines étoiles se retrouvent en dehors de ce plan de l'écliptique tandis que d'autres y entrent. De plus, le mouvement propre des étoiles modifie l'apparence des constellations, qui se déforment au fil du temps. Du point de vue humain, certaines constellations peuvent disparaître, et d'autres formes naissent. Aucune de ces deux hypothèses n'est cependant confirmée.

Ophiuchus entouré de son serpent
Dans la mythologie, la constellation du Serpentaire représente Asclépios (Asclepius), le médecin qui aurait vaincu la Mort.  Selon la légende, Asclépios aurait appris du Centaure Chiron les arts de guérison. Il aurait également coupé un jour un serpent, guéri par la suite à l'aide d'herbes, grâce à l'intervention d'un de ses congénères (les constellations montrent par ailleurs Ophiuchus coupant les deux parties de la constellation du serpent). Cet épisode aurait fait de lui un médecin légendaire, notamment évoqué dans l'Illiade. Grâce au sang de Gorgone livré par Athena, Asclepsios aurait ensuite obtenu le pouvoir d'empêcher la Mort de ses patients. Hadès en colère, par peur de ne plus recevoir les âmes de morts en enfer, prévint alors Zeus, qui foudroya le médecin. Avec retard, Zeus se rendit finalement compte du bien qu'Asclepios avait apporté aux hommes, et en son honneur, le plaça parmi les étoiles.

De nos jours, la présence d'Ophiuchus dans les signes du Zodiaque est très controversée, plusieurs astrologues essayant d'effacer cet oubli en rapelant que les signes du zodiaque ne correspondent pas exactement aux constellations, mais reposent sur un système de partage de l'année en 12 portions égales, sans explications très cohérentes avec le mysticisme inhérent à l'astrologie. Les signes du zodiaque, au nombre de 12, n'auraient alors qu'un rapport lointain avec les constellations du Zodiaque, au nombre de 13. Ce rapport "lointain" parait toutefois étonnant lorsque l'on constate les ressemblances (imparfaites, comme le montre cet article) entre les signes du zodiaque, portant le même nom et placés dans un ordre similaire (de traversée par le soleil) à celui des constellations.

Physiquement, Ophiuchus telle qu'on en conçoit la constellation est bel et bien traversé par le soleil au cours de l'année, or, c'est sur cette constatation que semblent fondées les existences des signes du Zodiaque. Certains auteurs comme Steven Schmidt estiment même qu'un 14ème signe, celui de la Baleine, pourrait figurer dans la liste zodiacale entre les Signes du Bélier et des Poissons.

Nul doute en tous les cas, qu'Ophiuchus pose quelques problèmes de crédibilité dans les fondements de certaines traditions et croyances - un de plus dans la série des incongruités intrinsèques de l'astrologie.

* L'étoile de Barnard est une naine rouge faiblement visible mais connue pour avoir le plus grand mouvement propre de la voûte céleste : chaque année, elle se déplace dans le ciel, par rapport aux étoiles "fixes", de 10,3 secondes d'arc. Cela signifie qu'elle se déplace dans notre ciel, d'un peu plus que la taille de la lune, tous les 180 ans. Toutes les étoiles se déplacent, certaines plus rapidement que d'autres et selon un angle particulier : une étoile peut sembler fixe si elle s'éloigne ou se rapproche de nous, tandis que d'autres vont bouger de manière visible au fil du temps, en se déplaçant de côté (horizontalement et/ou verticalement) par rapport à ces étoiles "fixes". En cohérence avec ce mouvement apparent phénoménal, l'étoile de Barnard est l'une des plus proches de notre système solaire après les trois étoiles du Centaure. Elle se situe à 5.96 années lumière seulement.
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Super-centrale à fusion cosmique

Le soleil déploie à chaque seconde plus d'énergie que l'humanité n'en a jamais consommé depuis sa naissance!

Environ 383 milliards de milliards de mégawatts, c'est le produit du nombre hallucinant de fusions qui ont lieu au cœur du soleil, dans le noyau, à chaque seconde. 

Le Soleil, source d'énergie colossale
Dans le noyau solaire, la matière est organisée sous forme de plasma : le cœur est tellement chaud  (15 millions de degrés K.) que les électrons des atomes leur sont arrachés et se déplacent plus ou moins librement. Il est également tellement dense (160g/cm3) que de nombreux atomes d'hydrogènes entrent en collision, avec une force telle parfois, qu'ils fusionnent totalement pour donner naissance à un atome d'hélium (un peu moins lourd que les protons hydrogène), libérant au passage un peu d'énergie (de l'ordre de 2 microwatts par cm3). Comparativement à d'autres types de fusion, contrôlée, cette énergie est assez faible. Elle correspond par exemple à la même énergie déployée par un même volume, chez un homme au repos.

Cependant, le nombre de fusions à la seconde (environ 1,7*1038) élève la quantité d'énergie libérée à un niveau phénoménal! Cette énergie est libérée principalement sous forme de chaleur, mais la réaction produit également les photons lumineux qui atteindront la surface de la Terre. L'ensemble des réactions fusionne 3,4*1038 protons (noyaux hydrogène), ce qui représente une consommation de près de 4,26 millions de tonnes de matière par secondes : 596,7 millions de tonnes d'hélium sont produites à partir de 600 millions de tonnes d'hydrogène, et l'excédent transformé en énergie.

L'ordre de grandeur de l'énergie émise par le soleil en 1 seconde est de 382,7 yottajoules (1 yotta = 1014), c'est-à-dire 3,827*1026 watt. Cette énergie colossale libérée en un temps très bref est environ 1000 fois plus importante que toute l'énergie fossile récupérable sur Terre (charbon, pétrole, gaz...). La Terre ne reçoit par ailleurs qu'une fraction infime de cette énergie : à peine 1,74*1017 J, soit près d'un demi-milliardième. Pour déployer une énergie semblable sur Terre, il faudrait recouvrir toute la partie émergée de dynamite : 91,5*1015 tonnes de TNT. Il faudrait donc plusieurs dizaines de millions de bombes Tsar (la bombe la plus puissante de tous les temps) pour libérer une quantité d'énergie similaire.

On est bien loin des consommations d'énergie de l'humanité : la consommation annuelle estimée en 2001, pour tous les hommes de la planète, s'élève à peine à un peu plus de 4,2 milliards de milliards de watts pour l'année, soit une moyenne de 13 milliards de watts produit et consommé chaque seconde : Pour chaque watt consommé sur Terre, le soleil en produit donc près de 30 millions de milliards! Des chiffres qui donnent le vertige, et l'on se demande comment le soleil peut émettre autant d'énergie sans disparaître ou s'éteindre rapidement. Pourtant, celui-ci contient tant de matière que les réactions de fusion dureront encore plusieurs milliards d'années.
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Le soleil est-il vraiment déjà couché lorsqu'on le voit à l'horizon?

Contrairement à l'idée répandue selon laquelle la lumière créée par le soleil atteint notre planète en 8 minute 20, elle mettrait plutôt de 10 000 à 170 000 ans! En plus, lorsque l'on voit le soleil se coucher, il n'est pas, contrairement aussi à ce que l'on pense, déjà couché!

Aurait-t-il déjà disparu?
Certaines erreurs grossières sont à l'origine des méprises : entre le moment ou les photons lumineux sont créés et le moment où ils s'échappent du soleil pour parcourir l'espace, peuvent se dérouler plusieurs dizaines de milliers d'années. De plus, c'est bel et bien l'effet de la Terre qui tourne sur elle même et non la vitesse avec laquelle la lumière se déplace qui créé l'impression que le soleil est déjà couché depuis 8 minutes lorsqu'on le voit encore sur les bords de l'horizon.

Tordons le cou aux idées poétiques mais néanmoins préconçues!

1. La lumière créée par le soleil met 8 minutes 20 secondes à nous parvenir : pas exactement correct...

Le photon, la particule lumineuse qui nous atteint, se déplace à une vitesse de 300 000 km/s. La distance séparant notre astre solaire de la Terre est approximativement de 149,6 millions de kilomètres, aussi, il faudrait effectivement en gros 8 minutes et 20 secondes pour que la lumière s'échappant de la surface* solaire atteigne notre planète. Nous voyons donc le soleil en décalé : son image reflète la position qu'il tenait dans notre ciel 8 min 20 sec auparavant. Mais attention, ce n'est pas notre soleil qui se déplace, mais notre ciel (l'image que l'on aperçoit de la voûte céleste)! Aussi lorsqu'on voit le soleil se coucher, la lumière que l'on perçoit est celle qu'il a émise un peu avant de "se coucher". En fait, sur Terre et dans notre ciel, on "rattrape" la position du soleil en 8 minutes 20.

*Rappelons toutefois qu'il n'existe pas vraiment de "surface" solaire : le soleil se présente sous la forme d'une boule de plasma, dont les limites théoriques sont généralement considérées comme l'endroit ou le gaz est suffisamment dense pour être visible (photosphère).

Composition solaire. Img Nasa/Berkeley
Toujours est-il que cette lumière reçue n'a pas été créée une dizaine de minutes auparavant, loin de là! Au centre du soleil, dans son noyau, là où ont cours les réactions de fusion d'hydrogène, des photons lumineux sont crées par "l'assemblage" de quatre noyaux d'atomes d'hydrogène en un atome d'hélium, processus qui libère de l'énergie notamment sous la forme des photons lumineux. Le coeur du soleil étant toutefois très dense, un photon libéré lors d'une réaction de ce type, peut parcourir quelques micromètres avant d'entrer en collision avec un atome, et d'être absorbé. La collision/absorption représente un gain d'énergie qui produira par la suite en un temps relativement court, l'émission d'un photon lumineux, lequel partira dans une direction généralement très différente. 

Un peu comme une représentant ambulant partirait de son travail, s'arrêterait quelques temps dans une maison prise au hasard, repartirait vers une autre, s'arrêterait de nouveau (ou repartirait directement s'il n y a personne à cette maison), puis repartirait vers une autre, et ainsi de suite... Les mathématiques permettant d'estimer la durée de ce voyage ponctué de millions de collisions/absorptions, portent d'ailleurs le nom de phénomène de Marche Aléatoire. Pour réaliser l'estimation, il faut connaitre certains paramètres comme la densité du milieu traversé (plusieurs couches solaires de densité différentes), sachant que le photon se déplace toujours à 300 000 km/s. 

Dans une marche aléatoire en trois dimensions, la distance parcourue équivaut approximativement à la racine carrée de la distance cumulée parcourue lors des étapes. Par exemple, si un photon parcourait 1 mètre à chaque étape, alors en marche aléatoire, il se trouverait environ à 10 mètres de son point d'origine, 100 étapes plus tard, puis à 100 mètres de son point d'origine, 10 000 étapes plus tard (avec de fréquents retour-arrière, notamment). Dans la majorité des cas, les photons vont rester plusieurs dizaines de milliers d'années à l'intérieur du soleil, avant d'être éjectés par hasard hors de celui-ci.

On peut estimer qu'un photon restera entre 10 000 et 170 000 ans à l'intérieur du soleil avant de s'en échapper[1]. 8 minutes de plus ou de moins, sont négligeables : si l'on peut affirmer (en terme de probabilité significative) quoi que ce soit à propos de l'ancienneté de la lumière solaire que l'on reçoit, c'est que celle-ci a entre 10 000 et 170 000 ans!

2. Le soleil est déjà couché depuis 8 minutes lorsqu'on le voit en train de se coucher à l'horizon : faux, faux, faux!

Ce sont là encore des idées véhiculées, poétiques ou amusantes, mais bien mal avisées! Lorsque l'on voit le soleil se coucher à l'horizon, dit-on, il est en fait déjà couché en dessous de celui-ci...

Pourtant, il faut bien se souvenir d'une chose : sans contraintes externes, la lumière se déplace en ligne droite : autrement dit, lorsque l'on aperçoit le soleil, c'est en théorie une lumière qui nous arrive en ligne droite : l'endroit où l'on voit le soleil est exactement dans le prolongement de celui-ci, hors condition particulières.

Et ces conditions particulières, ce ne sont ni la distance qui nous sépare du soleil, ni le temps que met la lumière du soleil à nous parvenir : ce sont tout simplement l'existence d'atmosphère sur la terre, ainsi que la "force de gravité"* que la Terre exerce sur les photons.

* précisément, la courbure de l'espace-temps

Représentation du terminateur terrestre
Le cercle (fictif) de séparation entre face sombre et face éclairée d'une planète ou d'un astre d'apparence sphérique est nommé terminateur. En pratique, ce terminateur n'est pas réellement distinct : la diffusion de la lumière par l'atmosphère, rend compte des phénomènes de crépuscule et d'aube, respectivement suivant le coucher du soleil, et précédent son lever. Le soleil lui même, lors de son coucher ou de son lever, subit de plusieurs façons les effets de l'atmosphère (rougissement, tâche verte, etc...). Pour cette raison, il est difficile d'avoir des estimations précises de la façon dont on verra le soleil se coucher. Dans le cas d'une journée sans nuage ni effets atmosphériques particuliers, la lumière émise par le soleil arrive sur le terminateur en suivant une trajectoire légèrement courbée* : les photons lumineux sont déviés en suivant les lignes gravitationnelles générée par la masse terrestre : autrement dit, on voit le soleil se coucher après qu'il soit effectivement hors de l'axe horizon/soleil, mais on le voit de la même façon se lever avant qu'il n'aie atteint l'axe horizon/soleil à l'aube!
*elle est également déviée légèrement vers le sol par phénomène de réfraction, dû au passage du vide dans le milieu plus dense atmosphérique.

Le gain de temps a cependant un ordre de grandeur très faible, mais l'on peut déduire que la face éclairée par le soleil est toujours légèrement plus importante que la face sombre, à cause de ce phénomène de déviation gravitationnelle. Rien à voir donc, avec le fait que la lumière s'échappant du soleil mette 8 minutes et 20 secondes à nous atteindre! Lorsque le soleil se couche, la lumière arrivant approximativement en ligne droite, le soleil se trouve bel et bien dans la direction exacte (hors l'approximation précédemment citée) de ces rayons lumineux : tout simplement en face!
[1] Odenwald, S. F. 2004 - "How old is sunlight?" A classroom activity on the random walk problem
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Combien de fois peut-on réellement replier un papier sur lui même?

La légende veut qu'on ne puisse plier que 7 fois une feuille de papier sur elle-même. Cet état de fait viendrait d'un effet classique, la multiplication exponentielle (de base 2) de l'épaisseur de papier à plier : 1 épaisseur au premier pli, puis 2 épaisseurs au deuxième pli, 4 au troisième... et enfin 64 au septième. 

Britney Gallivan et son record (img Mathworld)
Il est effectivement quasi-impossible de plier jusqu'à une épaisseur 128 fois plus grande que la feuille originale... à condition d'une feuille classique, par exemple A4, que l'on plierait une fois dans un sens, la fois suivante dans le sens qui lui est perpendiculaire, et ainsi de suite.

Mais il n'est pourtant pas interdit de plier plusieurs fois dans le même sens la feuille afin d'augmenter le nombre de pli possibles. C'est ce qu'a démontré lors de sa thèse, et lors de l'émission Mythbuster (Janvier 2002) la mathématicienne Britney Gallivan, avec une feuille incroyablement longue de... papier toilette![1]

L'opération lui a coûté 85$, pour 1200 mètres de papier toilette, qu'elle réussit alors à plier 12 fois dans le sens de la largeur. Non seulement elle apportait ainsi la preuve empirique qu'il est possible de plier plus de 7 fois une feuille de papier, mais elle développa une équation permettant de déterminer la longueur nécessaire d'une feuille de papier pour que celle-ci puisse être pliée en deux, ou autant de fois qu'on le veut. 

En pratique, une feuille doit être un peu plus de 3,14 fois plus longue qu'épaisse pour être pliée en deux. Pour être pliée en quatre, une feuille devra donc être un peu plus de deux fois plus longue, sachant qu'au deuxième pliage, l'épaisseur aura doublé.

A partir de cette constatation, on peut déduire facilement la longueur d'une feuille pour que celle-ci puisse être pliée n fois, toujours dans le même sens.


Notes : L est la longueur minimum de la feuille, t est son épaisseur et n, le nombre de pliages.

Si en théorie, il n y a pas de limite au nombre de pliages possibles, la pratique ne permet pas d'envisager un nombre de pliages supérieur à 15 ou 16 : d'une part, les forces exercées lors du pliage viendront immanquablement à briser la feuille de papier, d'autre part, avec le nombre de pliages, la longueur nécessaire croît de manière exponentielle. Une feuille de papier d'épaisseur 0,1 mm, pliée 51 fois, serait plus épaisse que la distance Terre-Soleil[2]. Et sa longueur initiale serait nettement plus importante...

Pour en savoir plus : 
[1] Gallivan, B. C. "How to Fold Paper in Half Twelve Times: An 'Impossible Challenge' Solved and Explained." Pomona, CA: Historical Society of Pomona Valley, 2002.
[2] Weisstein, Eric W. "Folding." From MathWorld--A Wolfram Web Resource.
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Les explosions les plus puissantes

Hiroshima et autres explosions nucléaires n'arrivent qu'en 7ème place au palmarès des explosions les plus puissantes...

7 - La bombe A d'Hiroshima n'était, comparativement aux bombes qui suivirent, qu'une petite explosion, même si ce fut la plus meurtrière des bombes dans l'histoire de l'humanité. A peine, pourrait-on dire, 15 kilotonnes (6,3*1013 Joules). La Tsar Bomba, une bombe soviétique testée en 1961, déployait une puissance de 57 mégatonnes, soit 3800 bombes d'Hiroshima, ce qui en fait la bombe la plus puissante jamais construite par l'homme. Volontairement limitée, elle aurait pu atteindre une puissance de 100 Mégatonnes.

6 - Des explosions de cet ordre de puissance sont pourtant apparues dans l'histoire de l'humanité, avant même l'invention de la bombe atomique. Ainsi, l'explosion mystérieuse qui s'est produite près de Tunguska, en Sibérie (1908), développait selon les estimations actuelles une puissance de 4 Mégatonnes. Bien que la raison d'une telle explosion soit toujours objet de débat, on sait qu'elle correspondrait à l'impact d'un astéroïde de 20 à 30 mètres de diamètre, pour 200 000 à 600 000 tonnes (de récentes donnés suggèrent 10 m de diamètre). 2000 km² de forêt sibérienne furent soufflés, des dégâts furent constatés à plus de 100 km, l'onde de choc fut ressentie en Europe, malgré l'éloignement... Le mystère réside principalement dans le fait qu'aucun cratère ne fut repéré, l'une des hypothèses plausibles serait l'explosion d'une petite comète fortement gazeuse ou d'un astéroïde, à plusieurs kilomètres du sol. L'explosion correspondait alors à près de 260 bombes d'Hiroshima.

5 - En 1815, le Mont Tambora d'Indonésie explose en déployant une énergie de près de 1000 Mégatonnes, ce qui en fait la plus puissante éruption volcanique enregistrée dans l'histoire de l'humanité. L'explosion rejeta plus de 140 milliards de tonnes de magma et engendra des anomalies climatiques sur l'ensemble du globe : l'année suivante 1816, connue comme "l'année sans été", vit apparaitre des rivières gelées en juillet en Pennsylvanie, des chutes de neige en juin, aux États-unis et en Europe. Aux 71 000 morts directement imputables à l'éruption  et ses conséquences locales, s'ajoutèrent plusieurs centaines de milliers de morts provoquées par une famine importante à l'échelle planétaire, elle même conséquence des bouleversements climatiques.

4 - Près de nous, dans le temps autant que l'espace, s'est produit une explosion gigantesque qui n'aurait pas épargné la planète, si elle s'y était produite. En 1994, la comète Schoemacker-Levy 9 entrait en collision avec Jupiter. L'immense force d'attraction de la planète fit exploser la comète en 21 morceaux visibles, certains atteignant 3 km de diamètre, tous fonçant vers la planète à près de 60 km/s. Les impacts s'étalèrent sur 12000 kilomètres (approximativement le diamètre de la Terre) en déployant une énergie considérable estimée à 6000 Gigatonnes.

3 - L'humanité n'a pas subi les explosions les plus terribles de l'histoire de la planète. Il y'a 65 millions d'années, une météorite géante de près de 10 km de diamètre s'est vraisemblablement écrasée dans ce qui allait devenir le Mexique. Le cratère de Chicxulub (180 km de diamètre) témoigne de la violence de l'impact, dégageant près de 8 milliards de fois l'énergie d'une bombe type Hiroshima (soit 5*1023 Joules). L'explosion et ses conséquences entrainèrent (peut être pas comme facteur unique) l'extinction K-T et les bouleversements climatiques que l'on connait, faisant de cette explosion l'une des plus meurtrières qu'ai connu la planète. L'énergie déployée atteignait certainement un ordre de grandeur de 100 000 gigatonnes.

2 - Évènements cosmiques parmi les plus impressionnants, les Supernovas font partie du langage courant, bien que l'on estime difficilement l'énergie représentée par ces gigantesques explosions. La plus imposante supernova enregistrée, connue sous le nom de SN1006, s'est déclenchée dans la Constellation du Loup, il y'a quelques 8000 ans, à 7000 années lumière de la Terre. La supernova fut donc visible en 1006 et, de mémoire d'homme, constitua l'évènement le plus violent visible directement. La supernova était si brillante qu'elle générait des ombres sur Terre, permettait de lire correctement la nuit, et fut visible plusieurs mois à la lumière du jour. Les supernova déploient une énergie phénoménale de l'ordre de 1044 Joules.

1 - Ce n'est pourtant pas l'explosion cosmique la plus violente. En dehors de la collision de galaxie, qui ne représente pas vraiment une seule et même explosion courte dans le temps, un autre évènement, peut être le plus impressionnant, est le sursaut Gamma. De l'ordre de 1047 Joules, le sursaut Gamma est une explosion si brusque et puissante qu'elle représente l'évènement le plus lumineux et l'explosion la plus courte, comparativement à l'énergie déployée, de l'univers connu, à tel point qu'il est également l'un des évènements cosmiques le plus anciens que l'on puisse voir : 13 milliards d'années. C'est, remontant à cette époque, le plus ancien et puissant sursaut gamma que l'on aie observé, l'explosion d'une étoile peut être 30 à 100 fois plus large que notre soleil. Le sursaut gamma GRB-090423 a dégagé plus d'énergie que notre soleil ne saurait en émettre en 10 milliards d'années d'existence. C'est, dans l'état actuel de nos connaissance, l'explosion la plus violente qu'ai connu l'univers.

0? - Mention spéciale, le Big-Bang. Les théories courantes estiment que l'univers est né d'un évènement cosmique particulier qu'est le Big-Bang. Comme son nom le suggère, on le compare généralement à une gigantesque explosion. La théorie est en fait plus étrange : elle suggère que l'univers était alors particulièrement chaud, dense et... petit. Il était donc concentré, non pas comme un point ultra dense dans l'espace, mais constituait lui même cet espace. L'expansion rapide qui suivit le big-bang créa alors l'espace que l'on connait, mais cette phase d'expansion ne constitue pas une explosion à proprement parler.
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Le plasma, 4ème état de la matière

Solide, liquide, et gaz ne sont pas les seuls états de la matière, il y'a aussi... le plasma! Et c'est le plus abondant dans l'univers.

A des températures particulièrement hautes, les liaisons atomiques des molécules de gaz se rompent, les atomes se ionisent, les électrons leur sont arrachés. Lorsque la proportion des électrons libres est supérieure à celle des molécules neutres, le gaz, isolant, se fluidifie et forme alors un plasma conducteur d'électricité.

Une lampe à plasma (img L. Viatour)
A l'état naturel, sur Terre, il n'existe que deux phénomènes manifestes de l'état plasma : la foudre et les aurores boréales. Les hautes températures ne sont donc pas les seuls phénomènes qui peuvent engendrer l'apparition de plasma : le peuvent également, le bombardement de rayons ionisants, comme c'est le cas des aurores boréales, ou la soumission d'un gaz à un puissant champ électrique, comme c'est le cas de la foudre.

les plasmas sont toutefois très répandus à travers l'univers, représentant près de 99% de la matière visible : étoiles, nébuleuses, quasars... Très peu répandu sur Terre, puisque très peu propice à la vie, on observe cependant des manifestations maîtrisées de plasma dans des objets de la vie quotidienne : téléviseurs, tubes à néon, boules ionisantes qui eurent un grand succès décoratif dans les années 90 (image ci-contre).

Qu'est-ce qui différencie les 4 états de la matière?
  • Les atomes d'un solide, constitués d'un noyau et d'électrons, sont fortement liés entre eux, à tel point que l'ensemble est quasi fixe. 
  • Les atomes d'un liquide ne sont plus que partiellement liés entre eux : néanmoins, chaque atome est encore lié à ses électrons. 
  • Les atomes d'un gaz ne sont plus du tout ou presque pas liés entre eux. Ils conservent toutefois leur cohésion atome/électrons. 
  • Le plasma, enfin, est un état dans lequel les électrons mêmes ne sont plus liés à leur atome, et errent plus ou moins librement.
Et c'est tout?

Le plasma, bien qu'il soit le plus connu des états de la matière en dehors des classiques Solide-Liquide-Gazeux, n'est pas le seul! Outre les états critiques intermédiaires (par exemple état mésomorphe ou cristal liquide, état supercritique liquide-gaz) existent également dans des conditions particulières des états singuliers de la matière, c'est le cas par exemple des condensats de Bose-Einstein. Certaines particularités jouent également sur les propriétés d'une matière : de l'eau peut se retrouver à l'état liquide et à pression normale, en dessous de 0° C, on parle de surfusion dans un état liquide métastable : une simple perturbation initie à une vitesse phénoménale la solidification de cette eau. Certains mélanges par exemple, de maïzena et d'eau, se comportent comme un fluide si on le manipule lentement. Dès lors par contre qu'on le manipule avec force ou rapidement, ce fluide se comporte quasiment comme un solide, à tel point que l'on peut courir dessus. On parle de Fluide non-newtonien.

Le documentaire suivant (27 minutes), produit par le Dr Octave Enea, directeur de recherche au CNRS, présente le plasma et quelques applications possibles, notamment la création de Tokamaks, véritables centrales à fusion qui pourraient fournir notre énergie dans les décennies à venir.
Pour en savoir plus : 
Qu'est-ce qu'un plasma? (2004) Fusion-magnétique - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternative.
Plasma (eng) : Wikipedia
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Du bruit et des sons dans l'espace?

Serenity, film de science-fiction produit en 2005, est l'une des rares œuvres cinématographiques dans laquelle on n'entend aucun son lorsque l'action se déroule dans l'espace. Bien que cela puisse, pour certains, ruiner l'ambiance, c'est une touche peu fréquente de réalisme que de nombreux films ne partagent pas : il n y a en effet aucun son dans le vide spatial.

Une explosion dans l'espace (avec son et image)
Le son est une onde mécanique, et nécessite conséquemment un support matériel : du gaz, du solide ou du liquide, qu'importe. Dans le vide, la densité trop faible de particules ne permet pas, non seulement de propager une onde sonore, mais ne serait-ce que de la créer.

Son et densité de matière sont étroitement liées : plus un corps est dense, plus vite l'onde sonore se propage. Par exemple, la vitesse d'une onde sonore dans l'atmosphère au niveau de la mer est environ de 340 m/s. Dans l'eau par contre, elle atteint 1500 m/s. Dans la glace d'eau, près de 3 km/s et dans un solide comme l'acier, plus de 5 km/s. La vitesse du son dépend d'autres variables comme la température (elle même liée à la densité) ou la composition du milieu concerné, toutes ces variables n'ayant aucune signification dans le vide, où la température est proche du zéro absolu et la composition quasi-nulle.

Ou pourrait-on entendre des sons?

 
Bien qu'on le qualifie de vide, le vide spatial contient néanmoins des particules, dans une densité extrêmement faible. Si en théorie, une explosion sonore d'une puissance phénoménale pourrait ébranler le cosmos jusqu'à propager un choc sonore, en pratique, c'est irréaliste. Certaines explosions formidables (notamment les sursauts gammas) ont une puissance terrifiante ; toutefois, avant le moindre son, lumière et chaleur dégagées auraient tôt fait de réduire en cendre la moindre oreille à portée d'écoute.

Sur la Lune, un son provenant par exemple de l'impact d'une météorite pourrait se propager à travers le sol, à la manière d'ondes sismiques (qui sont également des ondes mécaniques). En pratique, nos système sensoriels ne permettraient pas d'entendre quoi que ce soit en collant l'oreille contre le sol. Encore moins à la surface de la lune, sur laquelle un quasi-vide nous entourerait.

Il n'y a donc que dans des milieux suffisamment denses, telle qu'une atmosphère, que l'on peut entendre des bruits. La densité minimale pour entendre un son dépend bien sûr des capacités réceptrices de l'individu ou du capteur censé enregistrer un son.

Et l'onde lumineuse dans tout ça?

Soit dit de manière anecdotique, l'onde lumineuse se propage bel et bien dans l'espace... La lumière est un étonnant paradoxe de la physique, une entité que l'on considère, depuis Young et Fresnel, à la fois comme une onde et des corpuscules. Ainsi la lumière possède des caractéristiques de l'onde (sa propagation, sa diffraction) mais possède sa propre particule (photon). Elle n'a pas besoin de milieu dense, qui ne ferait que la ralentir ou la stopper.
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L'explosion mystérieuse en Tunguska, 1908

En 1908, une explosion de 4 Mégatonnes, soit près de 250 bombes d'Hiroshima, ravagea 2000 km² de la forêt sibérienne et se fit ressentir sur toute la planète. Mais on n'a jamais retrouvé de cratère correspondant.

Paysage de désolation laissé par l'explosion (img : L. Kulik)
C'est l'un des plus grands mystères du siècle dernier : Le 30 juin 1908, vers 7 heures du matin, une explosion cataclysmique généra une onde de choc qui dévasta le cœur de la Tunguska, sur près de 2000 km², couchant des arbres jusqu'à 100 km à la ronde et provoquant des incendies gigantesques. L'onde de choc fut ressentie plus de 600 km. L'Europe et même les États-Unis enregistrèrent des manifestations de cette formidable explosion. 60 millions d'arbres furent ainsi décimés, et pour une large proportion, soufflés radialement et brûlés comme des allumettes.

Pendant 19 ans, la région ne fut pas prospectée, comte tenu de son hostilité (marais, rigueur hivernale, moustiques...); C'est en 1927 que le géologie Leonid A. Kulik prospecta pour la première fois officiellement la région, découvrant des paysages d'horreur. Ainsi qu'il le rapporte, aussi loin que son regard se posait lorsqu'il se trouvait vers l'épicentre, il ne voyait que désolation, arbres couchées et brûlés.

Localisation de l'impact (img : NASA)
Depuis, plusieurs expéditions ont eu lieu, mais aucune n'a trouvé de façon sûre un cratère qui témoignerait d'un impact météoritique. Néanmoins, quelques fragments de roches fondues pourraient provenir de météorites réchauffées par l'atmosphère. Il n'a pas encore été possible de déterminer avec certitude qu'elles sont liées à l'évènement de 1908. Si de nombreux scénarios, dont beaucoup paraissent farfelus (essai de rayon de la mort de Tesla, crash d'Ovni...) furent proposés, on accepte désormais l'idée d'un météoride (probablement un astéroïde) qui se serait fragmenté et aurait explosé à quelques kilomètres d'altitude. Récemment, une équipe italienne de l'université de Bologne suggérait l'existence d'un cratère dans le lac Cheko, à 9 km de l'épicentre présumé. Des particules lourdes datées entre 1902 et 1914 semblent attester de l'arrivée de roches extraterrestres dans cette période. Le mystère demeure toutefois, aucune théorie jusqu'à présent n'ayant pu expliquer tous les aspects de cette formidable explosion. 

S'il s'avère qu'un météorite s'est crashé à Tunguska, ou a explosé en vol, on aura alors déterminé l'origine d'une des plus puissantes explosions de l'histoire de l'humanité. Selon les simulations de Mark Boslough, spécialiste de la modélisation d'impact de corps céleste, un astéroïde d'une dizaine de mètres de diamètre aurait pu dégager une puissance de 3 à 5 mégatonnes, se désagrégeant dans l'atmosphère en créant une gigantesque boule de feu à même de rendre compte des effets constatés au niveau du sol. La météorite de Tunguska représenterait alors la 6ème place au rang des types d'explosions les plus puissantes, plus de 250 fois la puissance développée par la bombe d'Hiroshima, avant même son invention.

pour en savoir plus : 
Lombry T. (2007). Tunguska. Histoire d'impacts. Luxorion
Phillips T. (2008). The Tunguska impact - 100 years later. NASA
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Le Railgun, le canon le plus puissant?

Le railgun est un canon si puissant que ses obus atteignent mach 10... une seule fois.

La puissance et la chaleur dégagées sont en effet telles qu'elles détruisent aisément une partie de l'arme. Le canon électrique ou Railgun se base sur le principe simple d'un obus conducteur se mouvant grâce à la force de Laplace : deux tubes conducteurs sous tension servent de rames de lancement à un obus conducteur. Dès que celui-ci fait contact avec les deux rames, le courant circule et provoque un champ magnétique qui accélère l'obus, jusqu'à une vitesse en sortie, de l'ordre de mach 7, voir mach 10 (3500 m/s) soit près de 50 à 100% plus rapide qu'un obus à poudre classique. 

D'ici une dizaine d'années, un projet de railgun dirigé par la NAVY[1] exploitant une énergie de 10 mégajoules, pourrait fournir un canon dont les obus atteindraient 8300 m/s. Cette vitesse incroyable permettrait d'atteindre une cible de 5 m à 350 km. Les armes classiques, de par les lois de détente des gaz, se limitent généralement à une vitesse en sortie de 1500 m/s, soit la même cible atteinte à environ 80 km. Le fusil Famas bien connu des français, peut espérer un vitesse de sortie de 950 m/s (avec des balles, bien plus petites que les obus!).

Le déploiement impressionnant d'un obus tiré par railgun (Img : NAVY)
L'une des plus importantes contraintes du railgun est la déperdition par l'effet joule, d'une chaleur intense, que l'on aperçoit indirectement par un effet d'explosion en sortie du canon (voir photo). Le champ intense créé pour alimenter les rails peut même donner naissance à des arcs électriques générant du plasma, si l'on place entre les deux rails une fine feuille de métal. Celle-ci se retrouve littéralement vaporisée par la chaleur dégagée[2]. Le railgun est donc un canon particulièrement puissant et impressionnant, mais autodestructeur : chaque tir endommage la structure (fusion partielle voire totale du canon, torsion des rails et effet de recul) de telle sorte qu'à l'heure actuelle, aucun modèle ne peut être considéré comme opérationnel, tant que l'on n'aura pas réglé les problèmes de l'usure du canon.

 
Cette vidéo présente un essai de tir d'un railgun. On voit parfaitement que la violence du tir et le principe sur lequel se base le canon génèrent une chaleur visible sous forme de boule de feu explosive, avec un tir suffisamment puissant pour détruire même une partie du projectile!
Pour en savoir plus :
[1] Communiqué (2008). U.S. NAVY demonstrates world's most powerful EMRG at 10 Mj. www.navy.mil.
[2] Wikipedia : Railgun
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Visible depuis l'espace, vraiment?

C'est l'une des légendes urbaines les plus connues, en même temps qu'elle constitue un canular qui, pourtant, continue de se répandre dans la culture générale comme un fait établi.

La Grande Muraille de Chine visible depuis l'espace, c'est un mythe.

Un peu de bon sens pour commencer : on considère généralement la fin de l'atmosphère terrestre aux limites de la Mésosphère, vers 80 à 85 kilomètres de hauteur. Rappelons toutefois que les limites exactes du vide spatial se situent davantage au delà de la Ionosphère (1000 kilomètres), voire de l'Exosphère (pouvant s'étendre jusqu'à 10 000 kilomètres de hauteur). Les frontières entre l'atmosphère et l'espace étant par nature continues et donc avant tout conventionnelles, on délimite la ligne de séparation au dessus de la Terre à environ 100 kilomètres (ligne Kármán).

Sachant que la Grande Muraille de Chine, dans ses plus gros fondements, atteint quelques 9 mètres de large[1], elle n'est pas plus visible de l'espace qu'une autoroute ou qu'un gros bâtiment.

Sachant maintenant que l'acuité visuelle moyenne se situe aux alentours d'une minute-arc (1 soixantième de degré)[2], on peut alors distinguer un trait fin d'1 millimètre à une distance maximale comprise entre 2,5 et 3 mètres. Un objet suffisamment grand pour qu'on le voit depuis l'espace (à 100 km d'altitude) devrait donc dépasser... 33 m². Une construction d'une longueur et d'une largeur de 34 mètres ou plus (toute autre considération gardée), serait donc en théorie visible depuis l'espace, par temps clair et dans de bonnes condition de visibilité.

Alors, peux-t-on voir la Grande Muraille de Chine? Entre affirmations et démentis, le débat est toujours vif. Du point de vue strictement optique, concernant l'homme et ses organes visuels, la largeur de la Muraille ne parait pas suffisante, sauf... peut être à l'aube et au crépuscule, tandis que l'ombre de cette muraille s'allonge sur le sol, il est possible d'observer indirectement l'édifice. D'une part parce que l'ombre devient plus large que l'édifice lui même, d'autre part parce que l'on distingue nettement mieux une différence de contraste importante (telle qu'une ombre noire sur un fond vert-brun-gris) plutôt qu'une ligne que l'on peut difficilement discriminer sur un fond d'une couleur semblable. cette sensation de contraste permettrait de détecter une forme comprise dans une demi-seconde d'arc (un objet 120 fois plus petit... s'il est très contrasté par rapport à ses alentours).

Il y'a en définitive trois façons de distinguer un objet de loin : on le discrimine par résolution (il s'agit alors d'une propriété des cônes de la rétine de l'ordre de la minute-arc), par contraste (il s'agit alors d'une propriété des bâtonnets de la rétine, de l'ordre de la demi-seconde-arc), ou encore par stéréoscopie (la différence de position entre les deux yeux permettant de distinguer une profondeur, pouvant aller de 2 à 60 secondes-arc).

Une observation directe et correcte de la Grande Muraille de Chine, au delà d'une trentaine de kilomètres de haut, est donc illusoire[3]. une observation indirecte ou déformée est par contre envisageable à des altitudes plus élevées.
Pour en savoir plus :
[1] Rosenberg M. "The Great Wall of China". Geography.about.com (consulté en ligne le 2 octobre 2010)
[2] Visual Acuity (Wikipédia)
[3] López-Gil N. "Is it Really Possible to See the Great Wall of China from Space with a Naked Eye?". Journal of Optometry 1 (1): 3–4.
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Marcher au plafond à la mode Gecko

Les setæ (pluriels de Seta) sont des poils microscopiques offrant une adhérence très élevée sur de nombreux supports. A base de kératine et en nombre impressionnant (plusieurs milliers par mm²), ces poils ultra fins (0,2 à 0,5 μm) établissent des interactions électriques faibles (Forces de Van der Waals) à l'échelle moléculaire avec le support. qui "accrochent" littéralement l'ensemble. Un simple changement d'orientation des poils suffit à les faire décoller du support.

Cette étonnante particularité que l'on retrouve chez la plupart des Geckos (Gekkonidae) leur permet de grimper à la verticale quasiment sur n'importe quel support. La force d'adhérence générée par les interactions des setæ et du support permet même aux geckos de "marcher" au plafond, corps en bas.

Les geckos ne sont pas seuls à présenter de tels instruments : les vers de terre en possèdent qui leur facilitent la reptation ; les petites crevettes Krill en possèdent également au bout des pattes, ce qui leur permet de collecter plus facilement le phytoplancton des mers.
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Voyage dans l'espace en un temps relativement court?

Le célèbre paradoxe des jumeaux illustre un corolaire intéressant de la théorie de la relativité générale, dont plusieurs auteurs se sont servis pour rendre théoriquement faisable un voyage interstellaire. Cette hypothèse est explorée de manière théorique en prenant en compte la dilatation du temps introduite par la relativité générale. Si tant est qu'un objet puisse se déplacer rapidement, l'écoulement du temps perçu par cet objet paraitra beaucoup moins rapide que l'écoulement du temps perçu par un observateur fixe.

Ainsi, un éventuel vaisseau capable d'atteindre une grande vitesse pourrait voir son temps subjectif raccourcir à tel point qu'un voyage interstellaire deviendrait envisageable sur une échelle de temps humain.

Examinons ce qu'il en est réellement : un éventuel vaisseau spatial voyageant à une vitesse égale à 10% de celle de la lumière (ce qui fait tout de même près de 30 000 kilomètres par secondes) pourrait parcourir les 4,22 années lumières qui nous séparent de Proxima, l'étoile qui nous est la plus proche (excepté notre Soleil), en seulement 42 ans subjectifs.

Si le vaisseau revient sur Terre et parcoure une nouvelle fois cette distance à 10% de la vitesse de la lumière, son voyage aura en totalité duré 84 ans, pour le voyageur. Pour un observateur fixe resté sur Terre, il se sera déroulé... 84,4 ans! La différence est très minime comparée à l'idée classique que l'on se fait, exagérée, de la dilatation du temps.

Pour qu'une différence nette et avantageuse se fasse sentir, il faut atteindre une énergie et une vitesse incroyable! Si l'on recommence le calcul en supposant une vitesse de 80% de celle de la lumière, le temps nécessaire pour parcourir 4,22 années lumière, pour l'observateur humain, est d'environ 5,27 ans. Néanmoins, pour celui qui se déplace à la vitesse de 0,8 c, le temps subjectif deviendra 3,165 ans! C'est déjà plus avantageux...

Toutefois, les problèmes pour arriver à cette vitesse, à plus forte raison pour un vaisseau contenant des occupants, rendent ce type de voyage en pratique impossible pour l'instant. On voit qu'il faudrait atteindre des vitesses vertigineuses pour que la dilatation du temps permette de raccourcir notablement le temps (subjectif) d'un voyage. L'objet le plus rapide jamais construit par l'homme, Hélios 2, disposant de conditions particulières, d'ailleurs, pour atteindre sa vitesse maximale (comme l'effet de fronde gravitationnelle), n'a atteint qu'un 4269ème de la vitesse de la lumière, soit 0,0234%...
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Le phénomène le plus lumineux dans l'univers

Témoignant d'une énergie libérée gigantesque, le Sursaut Gamma est le phénomène le plus lumineux que l'on connaisse jusqu'à présent. Détectés une première fois en 1969 on estime leur origine à la mort d'étoiles massives, ou la formation de trous noirs par la fusion de deux étoiles binaires.

L'éjection à une vitesse incroyable (près de 99,995% de la vitesse de la lumière) de photons gamma, dans un laps de temps relativement court, produit un flash si lumineux qu'il permet de les voir jusqu'aux plus grandes distances possibles, vers les confins de l'univers. Le plus ancien et plus lointain sursaut gamma observé s'est déroulé il y'a un peu plus de 13 milliards d'années. L'univers était alors très jeune (un peu plus de 600 millions d'années).
Pour en savoir plus :
Wikipedia : Sursauts Gamma
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La bombe la plus puissante de tous les temps

On doit à l'ex-URSS la fabrication de la bombe la plus puissante jamais réalisée par l'homme, la Tsar bomba, d'une puissance de 57 mégatonnes. Diminuée lors de l'essai afin de réduire les retombées radioactives, elle comprenait 2 étages, l'un pour la fission, l'autre pour la fusion. Si le troisième étage avait été rajouté, deux de ceux-ci aurait eu pour but la fission. L'estimation de sa puissance aurait alors été de 100 mégatonnes.

Ces caractéristiques : 27 tonnes, pour 8 mètres de haut et 2 mètres de large. Elle explosa le 30 octobre 1961 à 11h32, à 4000 mètres de la surface de l'archipel de la Nouvelle Zemble, dans l'océan arctique. Résultant de l'explosion, une boule de feu de 7 kilomètres de diamètre fut suivie par un champignon atomique s'élevant à 64 kilomètres d'altitude (on considère la frontière de l'atmosphère et de l'espace à 100 ou 120 kilomètres) et d'un diamètre de 30 à 40 kilomètres. L'explosion était visible jusqu'à 1000 kilomètres. Une telle bombe raserait totalement la ville de Paris : le rayon de destruction totale est de 25 kilomètres, celui de destruction importante, de 35 kilomètres. Une augmentation de chaleur s'est faite sentir à 300 kilomètres...

Quelques comparaisons : le plus puissant essai américain était la bombe Castle Bravo, 15 mégatonnes. La bombe d'Hiroshima dont on connait les tristes conséquences, ne faisait que 0,013 à 0,016 mégatonnes. La Tsar bomba aurait donc pu être plus de 7000 fois plus puissante. Néanmoins, l'explosion de la Tsar Bomba, toute particulière qu'elle soit, n'est pas l'explosion (au sens large) la plus dévastatrice qu'ai connu la Terre : le gigantesque cratère de Chicxulub, au Mexique, confirme que la plus meurtrière des météorites était probablement de plusieurs milliards de fois plus puissante que la bombe d'Hiroshima.
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Vitesses de la Terre et du Système Solaire

Si nous avons l'impression ferme d'être immobile lorsque nous ne bougeons pas, la réalité est un peu plus complexe :

La Terre tourne à une vitesse quasi constante, puisqu'elle fait un tour sur elle même en un jour. A l'équateur, cela équivaut à une vitesse de 1670 km/h en moyenne, autour du centre de la Terre.

La Terre est également en orbite autour du soleil, se déplaçant à 107 280 km/h.

Le Soleil lui même tourne dans la Voie Lactée, par rapport à son centre, à une vitesse vertigineuse de 700 000 km/h environ!

Pour un point immobile sur Terre, la vitesse relative au centre de la galaxie est donc comprise à chaque instant entre 591 000 et 809 000 km/h par rapport au centre de la galaxie!
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L'avion le plus rapide du monde

Le 17 novembre 2004, le NASA X-43A Scramjet a battu le record mondial de vitesse pour un avion, en volant à plus de Mach 10, précisément 11 199,6 km/h. Muni d'un réacteur particulier statoréacteur atmosphérique, il puise dans l'atmosphère l'oxygène nécessaire à sa combustion de carburant, notamment en le compressant grâce à sa forme spécifique.

Ce petit avion sans pilote de 3,65 mètres pour 1, 2 tonnes doit cependant atteindre une vitesse critique au dela de laquelle le moteur peut s'autoalimenter : c'est la vitesse et la compression de l'air qui en résulte dans ses réacteurs qui le fait avancer.

Pour en savoir plus -->
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La fronde gravitationnelle

On peut se servir des planètes et même du soleil afin d'accélérer un objet spatial sans qu'il ne dépense d'énergie... Ce phénomène s'appelle l'assistance gravitationnelle, ou fronde gravitationnelle. Le principe est simple, on lance l'objet spatial vers une planète ou une étoile de telle sorte qu'il tombe vers lui sans pour autant s'emprisonner dans son orbite ou le toucher. Conséquemment, l'objet, par exemple une sonde, gagne de la vitesse en "tombant" vers la planète de manière oblique, prend de la vitesse et finalement ressort un peu plus loin de l'influence de la planète, en ayant gagné de la vitesse relative, non par rapport à la masse qui l'a fait dévier, mais par rapport au reste de l'univers.

Comme le montre l'image si contre, la sonde gagne de la vitesse en "tombant", à l'approche de la planète. Elle en perd en suite en sortant de l'influence de la planète, et lorsqu'elle est enfin sortie, elle a exactement la même vitesse qu'avant d'entrer dans la sphère d'influence de la planète, mais seulement par rapport à celle-ci. Par rapport au reste de l'univers, sa vitesse a alors sensiblement augmenté.

La loi de conservation de l'énergie étant la même partout, si la sonde gagne de la vitesse, la planète qui l'a fait dévier en perd. Néanmoins, la quantité est négligeable au regard de l'énergie détenue dans la masse de la planète, par rapport à celle de la sonde. Cette méthode permet d'accélérer un objet notablement, c'est avec un principe identique que la sonde Hélios 2, l'objet le plus rapide fabriqué par l'homme, a atteint la vitesse vertigineuse de 252 292 km/h. C'est également par ce principe que les sondes Voyager ont pu, par "ricochets", visiter plusieurs planètes du système solaire avant de sortir de celui-ci avec une vitesse de près de 61 000 et 54 000 km/h. La sonde Cassini-Huygens, quant à elle, a effectué plusieurs boucles autour du système Vénus-Soleil, ainsi qu'un passage près de la Terre, afin de partir rapidement vers Saturne, ce qui aurait été impossible directement, à l'époque de son envoi.

Cette formidable technique de fronde pourrait permettre à d'éventuels vaisseaux de gagner de la vitesse à faible coût dans le but d'explorer l'espace et d'atteindre des destinations éloignées plus rapidement!

* Image Wikipédia. Pour en savoir plus -->
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L'étoile la plus brillante du ciel

Alpha Canis Majoris, mieux connue sous le nom de Sirius, est l'étoile la plus brillante de notre ciel. C'est l'une des étoiles, de ce fait, les plus étudiées, et siège de nombreuses premières telles que la mesure de sa vitesse radiale et de son mouvement propre.

Sirius est une étoile blanche, très proche de notre système solaire : elle fait partie du cinquième système stellaire le plus proche, distant de 8,6 années lumière. Sa proximité et sa magnitude apparente particulièrement petite (et même négative : -1,46) en font l'étoile, après notre propre soleil, la plus éclatante de notre ciel.

C'est en réalité une binaire ou étoile double, comportant une étoile "principale", Sirius A, et une naine blanche, Sirius B. A l'origine, Sirius B était beaucoup plus grosse que Sirius A. elle est désormais approximativement égale en masse à notre soleil, tandis que Sirius A en fait le double. Ces deux binaires font partie de la constellation du Grand Chien, le compagnon, selon la mythologie grecque, d'Orion, un chasseur beau et violent transformé par Zeus en l'amas d'étoiles du même nom, la constellation d'Orion dont le Grand Chien est proche.

Sirius se rapproche de notre système stellaire à la vitesse de 7,6 km/s, ce qui lui donne sa teinte bleutée du fait de l'effet Doppler.

Pour en savoir plus -->
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