PETIT PENSE-BÊTE : A – B – C – D – E
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(tiré du livre du physicien Brian GREENE : « La magie du cosmos »)
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A – Sur NEWTON et EINSTEIN
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I – PREAMBULE
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Il y a un monde fascinant dans lequel il apparaît que notre perception de l’univers est fausse. Cet autre monde transparaît quand on explore les phénomènes les plus extrêmes du cosmos : des trous noirs au big-bang ou au coeur même de la matière.
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Ici, il se pourrait que notre univers ne soit qu’une réalité parallèle parmi d’autres. Que le monde en 3 dimensions ne soit qu’une illusion et qu’il n’y ait pas de distinction entre le passé, le présent et le futur.
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C’est une perspective révolutionnaire qui ouvre les portes à une multitude de possibles.
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Quand on enlève tout, ce qui reste c’est l’espace vide. Mais ce qui paraît vide est, en réalité, le siège d’une activité frénétique.
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On ne peut pas comprendre le monde sans comprendre l’espace car le monde c’est l’espace avec des choses dedans. L’espace est partout. On peut dire que l’espace est ce qu’il y a de plus abondant dans l’univers.
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L’espace est partout.
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Même les objets les plus minuscules comme les atomes, les ingrédients élémentaires dont nous sommes constitués ainsi que tout ce qui nous entoure, même eux sont presque entièrement faits d’espace vide.
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Par exemple : si on supprimait tout l’espace à l’intérieur de tous les atomes qui forment les pierres, le verre et l’acier de l’Empire State Building, il ne resterait plus qu’un petit machin pas plus gros qu’un grain de riz mais pesant des centaines de millions de Kg. Le reste est simplement de l’espace vide.
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Mais l’espace vide n’est pas rien. C’est quelque chose qui est bien réel, qui peut se tordre, onduler, se courber.
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L’espace est si réel qu’il contribue à former tout ce qui nous entoure. Il constitue le tissus même du cosmos.
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MAIS QU’EST-CE QUE L’ESPACE, exactement ?
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Pour tenter de répondre à cette question, les scientifiques ont élaboré une nouvelle conception de l’espace.
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L’idée clef est de bâtir quelque chose à partir de rien.
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– Qu’est-ce que l’espace ?
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On ne le sait toujours pas. C’est l’un des plus grands mystères de la physique. Heureusement, nous recueillons des indices sur l’espace depuis des siècles.
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L’un des premiers indices est venu en pensant à la façon dont les objets se déplacent.
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Pour comprendre : penser à la façon dont les objets se déplacent.
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Par exemple, lorsqu’une patineuse se déplace, elle se déplace par rapport à la glace autour d’elle. Et quand elle fait une pirouette, elle peut voir et sentir qu’elle tourne.
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Si la patineuse sent que ses bras sont entraînés vers l’extérieur, elle saura qu’elle tourne.
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– Mais par rapport à quoi tourne-t-elle, si l’espace vide n’est rien ?
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Si on se met à la place de la patineuse, on ne verra que de l’espace vide, une obscurité uniformément immobile. Et pourtant les bras de la patineuse continuent de partir vers l’extérieur.
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II – ISAAC NEWTON, père de la science moderne
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¨Pour Newton, l’espace était le cadre de tout ce qui se passe dans le cosmos.
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Newton a dégagé des lois dont on peut tout prédire et qui fonctionnent si bien qu’on peut les utiliser ; par exemple : pour lancer un satellite ou faire atterrir un avion.
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Et ces Lois reposent toutes sur une loi fondamentale : l’espace est réel, même si on ne peut pas le voir ni le sentir.
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Newton s’est représenté l’espace comme une scène vide.
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Pour Newton, l’espace était le cadre de tout ce qui se passe dans le cosmos. L’arène dans laquelle se joue le spectacle de l’univers.
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La scène de Newton était passive, absolue, éternelle et immuable. L’action ne pouvait pas influer sur la scène et la scène ne pouvait pas influer sur l’action.
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En imaginant l’espace de cette façon, Newton est parvenu à décrire le monde comme nul ne l’avait jamais fait avant lui. Sa scène immuable lui a permis de comprendre presque tous les mouvements que nous pouvons observer autour de nous, et de dégager des lois capables de tout prédire ; depuis la manière dont une pomme tombe d’un arbre jusqu’au trajet que la Terre effectue autour du soleil.
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Ces lois fonctionnent si bien que nous continuons à les utiliser aujourd’hui pour faire des choses comme : lancer un satellite ou faire atterrir un avion.
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Et ces lois reposent toutes sur une idée fondamentale : l’espace est réel.
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Même si on ne peut pas le voir, ni le sentir, ni le toucher, l’espace est suffisamment réel pour servir de repère à certains types de mouvements … comme la patineuse.
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Newton dirait que, quand la patineuse fait une pirouette, ses bras sont entraînés vers l’extérieur parce qu’elle tourne par rapport à quelque chose. Et ce « quelque chose » c’est l’espace.
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Les philosophes s’interrogeaient depuis très longtemps sur la nature de l’espace.
Newton a modifié les termes du débat ; et c’est ainsi qu’est née la science moderne.
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La scène de Newton est restée sous les feux des projecteurs pendant plus de 200 ans.
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Mais, dans les premières décennies du XXème siècle, de nouvelles idées ont ébranlé la scène de Newton jusque dans ses fondements.
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Des idées avancées par EINSTEIN.
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III – EINSTEIN
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Einstein a grandi à la fin du XIXème siècle, alors que l’ère de l’électricité commençait.
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L’énergie électrique a illuminé les villes, donnant naissance à toutes sortes de technologies que Newton n’aurait jamais pu imaginer.
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Toutes ces avancées s’appuiyaient sur un phénomène qui captivait Einstein depuis l’enfance : la LUMIERE.
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Pas les ampoules des réverbères. Mais la nature même de la LUMIERE.
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Et c’est sa fascination pour une caractéristique particulièrement étrange de la LUMIERE (à savoir : la vitesse de la lumière), qui a conduit Einstein à remettre en cause la conception newtonienne de l’espace.
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COMMENT ?
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Par exemple, la lumière des phares est toujours la même. Que la voiture aille vite ou non.
La vitesse de la lumière est toujours de : 1 079 25 28 50 Km/heure.
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– Comment toutes les mesures de la vitesse de la lumière peuvent-elles être identiques ?
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Par exemple, si on court en direction d’un mur, il arrive vers vous plus vite que si on reste immobile par rapport au mur. Mais ce n’est pas le cas pour la lumière. La vitesse de la lumière est la même pour tout le monde.
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– Comment Einstein est-il parvenu à expliquer cet incroyable phénomène ?
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Sachant que la vitesse est simplement la mesure de l’espace parcourue par un objet en un temps donné, Einstein a proposé une idée réellement stupéfiante : l’espace et le temps sont liés. Ils s’ajustent constamment l’un par rapport à l’autre. Si bien que, quelle que soit notre vitesse, quand on mesure la vitesse de la lumière, on obtiendra toujours : 1 079 25 28 50 Km/heure.
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Pour respecter cette qualité absolue de la lumière, le temps devait cesser d’être absolu et l’espace aussi. Tous deux devaient devenir relatifs de manière à s’ajuster l’un à l’autre.
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Si la flexibilité de l’espace et du temps nous paraît étrange, c’est parce qu’on ne se déplace pas assez vite pour le voir.
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Mais si – par exemple -, un taxi passait devant nous à la vitesse de la lumière, l’espace se modifierait et le taxi semblerait faire juste quelques centimètres de long. Et on entendrait aussi le tic-tac de la montre du passager très au ralenti. Et, du point de vue du passager à l’intérieur du taxi, le tic-tac de la montre serait normal et l’espace dans l’abitacle garderait son apparence habituelle.
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Mais, dans le rétroviseur du taxi, le passager pourrait voir, à l’extérieur, l’espace s’ajuster considérablement, tout ça pour que la vitesse de la lumière reste constante.
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Avec EINSTEIN donc, le temps et l’espace ne sont plus absolus ni rigides ; ils fusionnent avec le mouvement pour former une unique entité qu’on a appelée : l’espace/temps.
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Dans notre vie quotidienne, nous vivons avec l’image newtonniène de l’espace et du temps, et nous sommes à l’aise avec ça.
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Mais EINSTEIN a placé la raison au-dessus de ce que nous indiquent nos sens. C’était son géni.
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Cette unification de l’espace et du temps est la plus grande idée de toute l’histoire des Sciences.
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Elle est tellement contraire à tout ce que nous ressentons en tant qu’êtres humains.
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Entre les mains d’EINSTEIN, cette nouvelle vision de l’espace va résoudre un mystère qui touche à la force la plus familière du cosmos : la gravité.
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– LA GRAVITE :
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Newton savait que la gravité est une force qui attire les objets les uns vers les autres. Et ces lois précisaient la valeur de cette force avec une précision remarquable.
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– Mais comment la gravité fonctionne-t-elle ?
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– Par exemple : comment la Terre attire-t-elle la Lune à travers des centaines de Km d’espace vide ?
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Ces 2 astres se comportent comme s’ils étaient attachés avec une corde invisible. Or, tout le monde sait que ce n’est pas le cas. Et les Lois de Newton ne fournissent aucune explication.
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Einstein s’est rendu compte qu’aucune « rustine » ne pourrait réparer la théorie newtonniène. Einstein a dû inventer un macanisme et comprendre ce phénomène.
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Après avoir réfléchi au problème pendant plus de 10 ans, Einstein est parvenu à une conclusion stupéfiante : le secret de la gravité se cachait dans la nature de l’espace/temps.
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L’espace/temps était encore plus flexible qu’Einstein ne le pensait.
Il pouvait s’étirer comme un tissus.
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C’était une rupture totale d’avec Newton.
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EINSTEIN a compris que l’explication était là.
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L’EXPLICATION :
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L’explication est donc : la gravitation est la déformation de l’espace/temps occasionnée par les objets qui s’y trouvent.
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Autrement dit, la gravitation est la forme même de l’espace/temps.
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Par exemple, la lune reste en orbite non pas parce qu’elle est attirée vers la Terre par une force mystérieuse, maîs plutôt parce qu’elle roule le long de la courbure créée par la Terre dans le tissus de l’espace/temps.
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Pour EINSTEIN, l’espace devient soudain non seulement réel mais flexible. Le voilà qui acquière des propriétés et une courbure. Une sorte de géométrie flexible presque comme une feuille de caoutchouc.
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C’est le début d’une toute nouvelle conception de la réalité qui décrit tout l’univers.
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Einstein devient « Einstein » grâce à cette observation.
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Alors que, pour Newton, l’espace était passif, pour EINSTEIN, il est dynamique.
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Il est intimement lié au temps et dicte la façon dont les objets se déplacent. Ainsi, après EINSTEIN, l’espace ne peut plus être vu comme une scène statique. C’est un acteur et il joue un rôle majeur dans le spectacle cosmique.
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On peut, bien sûr, concevoir l’espace comme une sorte de tissus dynamique, actif et flexible. Mais l’est-il réellement ? Est-ce juste une métaphore ou cela décrit-il vraiment ce qu’est l’espace ?
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LA PREUVE A L’OEIL NU
– OU L’EXPERIENCE LA PLUS LONGUE DE L’HISTOIRE –
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Selon la théorie d’Einstein, on pourrait le savoir en partant pour un petit voyace jusqu’au bord d’un trou noir.
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– Les trous noirs :
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Les trous noirs sont des étoiles effondrées ; des objets massifs réduits à une fraction de leur taille d’origine.
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A proximité des trous noirs, la gravité est si forte que, selon les équations d’Einstein, un trou noir en rotation pourrait littéralement entraîner l’espace dans son mouvement, en le tordant comme un morceau d’étoffe.
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Le trou noir le plus proche se trouvant à des milliards de km, il est très difficile de vérifier cette théorie.
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– « GRAVITY PROBE B » :
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A la fin des années 50, Léonard Schiff s’est inspiré du gyroscope.
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SCHIFF s’est dit que si l’espace se tordait réellement comme un tissus, un gyroscope pourrait permettre de détecter ce phénomène.
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FAIRBANK, CANNON et SCHIFF ont décidé de lancer un gyroscope en orbite autour de la Terre.
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Normalement, l’axe d’un gyroscope pointe dans une direction fixee.
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Mais si la Terre entraîne l’espace dans son mouvement, l’axe du gyroscope devrait être entraîné avec lui, ce qui modifierait son orientation de manière mesurable.
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Fairbank, Cannon et Schiff ont donc décidé d’attacher 4 gyroscopes flottants à un télescope pointé vers une étoile lointaine.
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Si l’espace se tord, au bout d’un certain temps, les gyroscopes ne pointeront plus vers l’étoile puisqu’ils seront pris dans la torsion de l’espace.
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Ce projet a pour nom : Gravity Probe B
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Avec une équipe qui a grossi au fil des ans, GRAVITY PROBE B est devenue l’expérience la plus longue de l’Histoire. Décennie après décennie, les chercheurs se sont évertués à concrétiser l’idée de départ, c’est à dire : lancer un télescope dans l’espace et fabriquer des gyroscopes parmi les plus parfaits jamais créés.
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Le défi technique était effrayant. Une expérience qui a coûté 750 000 000 de dollars et qui a duré environ 40 ans.
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Enfin, en avril 2004, l’équipe se réunit pour observer le lancement.
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Pendant plus d’un an, Gravity Probe B tourne autour de la Terre tandis que l’Equipe surveille ses moindres mouvements pour voir si notre planète va réellement déformer l’espace.
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Enfin, les données commencent à arriver. Et au cours des 2 années suivantes, on constate que l’axe des gyroscopes s’est déplacé d’un angle presque égal à celui prédit par les équations d’Einstein.
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C’est la première fois qu’on pouvait observer les faits prédits par Einstein à l’oeil nu. Cette expérience offre la preuve la plus directe que l’espace est bel et bien réel.
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C’est une entité physique pareille à un tissus.
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Après tout, si l’espace n’était rien, il n’y aurait rien à tordre.
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B – PETIT PENSE-BÊTE (Suite) :
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IV – HENDRIK CASIMIR – 1948
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En même temps qu’EINSTEIN étudiait l’espace à très grande échelle, un autre groupe de physiciens s’intéressait à l’univers à une échelle extrêmement petite.
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Et ils ont découvert un monde totalement inconnu, où l’espace à « la EINSTEIN » était introuvable.
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Pour comprendre, il faut s’imaginer à la taille d’un milliardième de notre taille.
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Voici le monde des atomes et des particules subatomiques. Les briques élémentaires dont est constitué tout ce que nous voyons autour de nous.
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A cette échelle, le monde obéit à des règles totalement différentes : celles de la MECANIQUE QUANTIQUE.
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Selon les règles de la MECANIQUE QUANTIQUE, même si on essayait de supprimer jusqu’au dernier atome et jusqu’à la dernière particule, on constaterait que l’espace vide est encore loin d’être vide.
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En fait, il fourmille d’activités.
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Les particules ne cessent d’apparaître et de s’évanouir. Elles surgissent du vide, s’anéantissent mutuellement et disparaissent.
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En mécanique quantique, l’espace vide n’est pas si vide que ça. Il est rempli de champs fluctuants, de tas de choses qui s’agitent. C’est un endroit où les particules ne cessent de fluctuer et de s’anéantir mutuellement ; d’être recréées puis de nouveau anihilées.
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C’est un lieu chaotique et bouillonnant.
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La théorie le prédisait. Mais ce n’est qu’en 1948 qu’un physicien appelé Hendrick CASIMIR a émis l’idée que même si on ne pouvait pas voir ces particules, elles devaient faire faire à l’espace vide, une chose qui, elle, serait bien visible.
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– L’EXPERIENCE :
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CASIMIR a prédit que, si on prenait 2 plaques de métal ordinaire et qu’on les plaçait extrêmement près l’une de l’autre, plus près que l’épaisseur d’une feuille de papier, alors les particules dotées d’une certaine énergie se trouveraient exclues parce que, d’une certaine façon, elles ne tiendraient pas entre les 2 plaques.
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Comme il y aura alors plus d’activité à l’extérieur des plaques qu’à l’intérieur, Hendrick CASIMIR a postulé que les plaques seraient poussées l’une vers l’autre par ce qu’on considère généralement comme de l’espace vide.
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Quelques années plus tard, lorsque l’expérience a été réalisée, elle a donné raison à CASIMIR.
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Dans l’espace vide, les plaques sont poussées l’une vers l’autre. Ainsi, à l’échelle atomique, l’espace vide n’est pas vide. Il est le siège d’une telle activité qu’il peut forcer les objets à se déplacer.
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Aujourd’hui, la quête pour comprendre l’espace aux plus petites échelles, se poursuit avec l’expérience scientifique la plus coûteuse de l’Histoire.
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V – PETER HIGGS – OU : « LE CHAMP DE HIGGS » – 1964
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– OU L’EXPERIENCE LA PLUS COÛTEUSE DE L’HISTOIRE –
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Voici le CERN, l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire à Genève.
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Ici, à une centaine de mètres sous terre, le grand collisionneur de hadrons – ou LHC – est l’accélarateur de particules le plus puissant du monde.
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D’un coût d’environ 10 milliards de dollars, il accélère les particules subatomiques jusqu’à plus de 99,99 % de la vitesse de la lumière et les projette les unes contre les autres.
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Dans la pluie de débris issus de ces collisions, les chercheurs ont découvert tout un ensemble de particules étranges et exotiques.
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Actuellement, il traquent l’une des plus insaisissables : une particule dont on pense qu’elle est essentielle pour tout façonner. Depuis les atomes dont notre corps est fait jusqu’aux étoiles les plus lointaines.
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Si on la trouve, elle redéfinira notre vision de l’univers et marquera la fin d’une quête entamée il y a plus de 50 ans.
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– Le champ de HIGGS
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Tout commence en 1964, quand un jeune physicien anglais du nom de Peter HIGGS fait sur l’espace une hypothèse si révolutionnaire qu’elle manque de ruiner sa carrière.
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Peter HIGGS et d’autres physiciens se débattent avec l’énigme suivante : les particules fondamentales de l’univers ont toutes une masse différente : ce qu’on assimile généralement au poids.
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Sans masse, ces particules ne pourraient pas se combiner pour former les atomes qui constituent tout ce que nous voyons autour de nous.
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– Mais qu’est-ce qui crée la Masse ?
– Et pourquoi des particules différentes ont-elles des masses différentes ?
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Personne n’a encore répondu à cette question.
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Puis, un week-end, après une promenade dans les environs d’Edimbourg, Peter HIGGS a une curieuse idée. A l’aide des mathématiques, il conçoit une nouvelle vision de l’espace comme une sorte d’océan.
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Les particules sont immergées dans cet océan et acquièrent leur masse en se déplaçant à travers lui.
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Pour mieux comprendre, imaginer qu’une particule soit la célébrité d’un acteur. L’océan de HIGGS, ce sont les « paparazzis ».
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Certaines particules – les acteurs inconnus -, passent sans encombre. Les « paparazzis » ne s’intéressent pas eux.
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Mais d’autres particules – « les stars » – doivent se frayer un passage.
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Plus ces particules ont du mal à passer, plus elles inter-agissent avec l’océan, et plus elles acquièrent de la Masse.
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Peter HIGGS est convaincu qu’il a fait une formidable découverte.
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Il tente de publier un article dans un périodique du CERN mais son papier est rejeté. Il peaufine alors sa théorie jusqu’à ce qu’on lui offre l’occasion de la présenter à l’Institute for advanced study à Princeton où EINSTEIN travaillait.
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Cette conférence est la première d’une série qui va convaincre ses collègues à travers le monde, qu’il a mis le doigt sur quelque chose.
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Aujourd’hui, l’idée de HIGGS – qu’on appelle « le champ de HIGGS » – est cruciale pour notre compréhension de l’espace.
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Le champ de HIGGS est partout. Il a un effet même sur le vide le plus vide de l’espace. Il vous donne votre Masse.
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Le mérite de HIGGS est d’avoir déclaré avec d’autres que l’espace possède des propriétés intrinsèques dont on ne peut pas se débarrasser et qu’on ne peut pas ignorer.
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Seul problème, il n’y a aucune preuve physique de l’existence du champ de HIGGS. Du moins, pas encore.
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Mais, au CERN, les chercheurs essaient de faire entrer des particules en collision avec suffisamment d’énergie pour qu’elles délogent un morceau du champ de HIGGS le transformant en une particule minuscule.
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C’est un peu comme s’ils tentaient d’arracher à l’espace un petit bout de lui-même. L’idée est que si on tape dans l’espace assez fort grâce au LHC, on pourra faire sortir du vide, une particule de HIGGS.
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Notre conception actuelle de la matière s’écroulerait si le champ de HIGGS n’existait pas.
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Personne ne doute qu’on le verra un jour.
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Si on ne le voit pas, ce serait extrêmement bizarre.
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Trouver la particule de HIGGS constituerait un tournant majeur établissant que le plus vide des espaces vides exerce un impact sur toute la matière.
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Mais il se trouve que l’espace contient un ingrédient bien plus insaisissable que tout ce que HIGGS a jamais pu imaginer. Un ingrédient qui pourrait contenir la clef du plus grand de tous les mystères : l’avenir du cosmos.
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C – PETIT PENSE-BÊTE (Suite)
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VI – L’AVENIR DU COSMOS
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Ce mystère est né il y a quelques 14 milliards d’années dans ce qu’on appelle : le BIG BANG.
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En une fraction de seconde, l’univers a connu une violente expansion faisant littéralement exploser l’espace.
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Depuis, l’univers continue de s’étendre.
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Pendant des dizaines d’années, la plupart des chercheurs ont pensé que cette expansion devait ralentir en raison de l’effet exercé par la gravité.
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Par exemple : si on lance une pomme en l’air, l’attraction terrestre finit par l’arrêter et la fait redescendre.
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De même que la pomme ralentit avec le temps, l’univers aurait dû voir son expansion ralentir à cause de l’attraction gravitationnelle qui s’exerce entre toutes les parcelles de matière et d’énergie.
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– Mais cela soulève une question : QUEL EST LE DESTIN DU COSMOS ?
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– Son expansion se poursuivra-t-elle indéfiniment ou la gravité finira-t-elle par l’interrompre et provoquer un mouvement en sens inverse : une contraction qu’on appelle « le BIG CRUNCH » ?
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– LA REPONSE :
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Pour le savoir, 2 équipes d’astronomes entreprennent alors de mesurer le ralentissement de l’expansion, à l’aide d’un nouvel outil : les SUPER NOVAE, des étoiles qui explosent.
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– Une SUPER NOVA est une étoile qui meurt dans une explosion massive.
Elle est extrêmement lumineuse et peut être aussi éclatante qu’un milliard de soleils.
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L’intérêt c’est que les SUPER NOVAE sont très semblables quand elles explosent. Elles acquièrent la même luminosité puis s’éteignent à peu près de la même façon.
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Des explosions aussi éclatantes et uniformes devraient faire office de balises cosmiques ultra-précises. Ce qui permettra de calculer le ralentissement de l’expansion de l’univers au fil du temps.
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Malheureusement, les SUPER NOVAE sont extrêmement rares.
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Pour en trouver suffisamment, Saul PERLMUTTER a passé des années à appeler des astronomes aux 4 coins du globe pour solliciter leur aide. Il fallait les plus grands téléscopes du monde et des conditions parfaites.
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Quand les conditions étaient idéales, Saul PERLMUTTER appelait les gens au milieu de la nuit alors qu’ils étaient en plein travail et il leur demandait 30 minutes d’observation.
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Finalement, quand les 2 équipes obtiennent enfin assez de données pour calculer de combien la gravité ralentit l’expansion de l’univers, une surprise les attend.
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Les résultats étaient étranges et ne montraient aucun ralentissement.
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Au contraire, cela s’accélérait. C’était comme si l’espace qu’on pensait n’être rien possédait une élasticité intrinsèque et ne voulait pas être comprimé mais voulait se dilater.
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C’était comme si l’expansion de l’univers devenait de plus en plus rapide. Qu’elle s’accélérait au lieu de décélérer.
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D – PETIT PENSE-BÊTE (Suite)
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L’EXPLICATION DES CHERCHEURS :
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1°) L’ENERGIE NOIRE –
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La plupart des chercheurs s’accordent alors sur une explication :
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– il existe quelque chose qui emplit l’espace et neutralise l’effet de la gravité en faisant s’éloigner les galaxies les unes des autres et en étirant le tissu même du cosmos.
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Cette substance mystérieuse a été baptisée : L’ENERGIE NOIRE.
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Elle a totalement bouleversé notre conception de l’univers.
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Sur les distances les plus immenses, l’énergie noire domine le contenu de l’univers et on ignore de quoi il s’agit.
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Si on fait une sorte de recensement de toute l’énergie présente dans l’univers, il s’avère que l’énergie noire en représente environ 70 %.
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Et jusqu’à il y a 10 ans, personne ne connaissait même son existence.
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Donc, en quelque sorte, le poids de l’espace vide constitue 70 % du poids de tout l’univers. C’est à peu près la surface de l’espace terrestre occupé par les océans.
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C’est donc comme si on ne savait pas ce qu’est l’eau.
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– Voilà où nous en sommes avec L’ENERGIE NOIRE.
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2°) LA CONSTANTE COSMOLOGIQUE
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On ne sait absolument pas comment expliquer L’ENERGIE NOIRE.
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De toutes les grandes théories élaborées ces 100 dernières années, la mécanique quantique, la relativité, la physique des particules, aucune n’est capable d’expliquer L’ENERGIE NOIRE.
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Et la découverte de l’énergie noire renferme une autre surprise.
L’idée que l’univers contient un tel ingrédient n’a rien de nouveau.
Quelqu’un l’a déjà eue il y a 80 ans.
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Bien qu’il ne l’ait pas appelée « ENERGIE NOIRE », il y a longtemps, EINSTEIN avait prédit que l’espace lui-même pouvait exercer une force qui ferait s’éloigner les galaxies.
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En effet, peu après avoir établi sa théorie de la relativité générale – ou théorie de la gravitation -, EINSTEIN a découvert que, d’après ses équations, l’univers devait être soi en expansion, soi en contraction mais qu’il ne pouvait pas être stationnaire.
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La chose avait de quoi surprendre car, avant la découverte du BIG BANG, la plupart des physiciens – y compris EINSTEIN – voyait l’univers comme statique, éternel, immuable.
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Donc, quand les équations d’EINSTEIN ont suggéré que l’univers était soi en expansion, soi en contraction, EINSTEIN s’est trouvé face à un problème.
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Il a donc repris ses équations et les a modifiées en y intégrant une sorte d’anti-gravité qui pousserait l’espace vers l’extérieur pour compenser l’attraction de la gravité afin de permettre à l’univers de rester inchangé.
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EINSTEIN a appelé cette modification : « LA CONSTANTE COSMOLOGIQUE ».
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Avec l’ajout de la constante cosmologique, EINSTEIN sauvait ses équations. Mais, en réalité, il ignorait si cette anti-gravité existait vraiment.
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Selon certains chercheurs, l’introduction de la constante cosmologique n’était pas une solution très élégante pour obtenir ce qu’Einstein voulait, à savoir : un univers stationnaire.
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EINSTEIN a compris cet effet d’anti-gravité en faisant en sorte que les choses, au lieu de se rapprocher, s’éloignent.
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Comme un combat de 2 titans, la constante cosmologique et l’attraction de la matière ordinaire permettent de garder l’univers statique.
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Cependant, une dizaine d’années plus tard, l’astronome Edwin HUBBLE découvre que l’univers n’est pas statique. Il est en expansion à cause de la force explosive du BIG BANG il y a 14 milliards d’années.
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Cela signifie alors que les équations d’EINSTEIN n’ont plus besoin d’être modifiées.
Et soudain, la nécessité d’une constante cosmologique a volé en éclat.
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EINSTEIN a même déclaré que c’était sa plus grosse erreur.
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Mais depuis qu’on a découvert que l’expansion de l’univers s’accélère, les chercheurs sont convaincus qu’il y a bien quelque chose dans l’espace qui fait s’éloigner les choses.
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Et 70 ans plus tard, la plus grosse « erreur » d’EINSTEIN pourrait être, en fait, l’une de ses idées les plus géniales.
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Personne d’autre n’y avait pensé. Mais il se peut que la constante cosmologique d’EINSTEIN soit la clef pour comprendre l’expansion de l’univers telle qu’on l’observe aujourd’hui.
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Même si personne ne sait aujourd’hui ce qu’est l’énergie noire, ce concept soulève une possibilité troublante.
EINSTEIN imaginait la force de son anti-gravité comme une constante.
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– Mais la force de l’énergie noire est-elle constante ou change-t-elle au fil du temps ?
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La réponse pourrait révolutionner tout ce que nous pensons savoir sur le destin du cosmos.
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Pour le moment, tout dans notre monde – des molécules qui composent notre corps à celles qui constituent la lune -, est maintenu ensemble par des forces qui s’opposent à la force d’expansion de l’énergie noire.
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Et c’est pour ça qu’on ne voit pas les choses se dilater dans la vie quotidienne.
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Mais cette situation pourrait ne pas durer toujours.
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Selon un scénario, l’énergie noire continuera à faire s’éloigner les galaxies les unes des autres jusqu’à ce que, pour finir, elle s’éloigneront tellement que l’univers deviendra froid, noir et désolé.
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Selon un autre scénario, la force de l’énergie noire pourrait augmenter avec le temps et devenir si puissante qu’elle déchirerait tout ce qu’il y a à l’intérieur des galaxies, aussi bien les étoiles que les planètes et la matière sous toutes ses formes.
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Si l’énergie noire s’accroît avec le temps, même les atomes finiront par se disloquer quand il y aura suffisamment d’énergie noire entre le noyau et les électrons pour faire voler l’espace en éclat : un big lip.
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E – PETIT PENSE-BÊTE (Suite)
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QUESTIONS EN SUSPENS :
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– L’UNIVERS EST-IL UN HOLLOGRAMME ?
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Notre conception de l’espace a connu une incroyable évolution.
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A l’époque de NEWTON, l’espace était un contenant qui ne faisait rien.
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Avec EINSTEIN, il a commencé à influer sur le déplacement des objets.
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Ensuite, avec CASIMIR, les objets ont pu littéralement être poussés par l’activité qui se déploie dans l’espace vide.
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Et, aujourd’hui, avec les idées de HIGGS et l’énergie noire, l’expansion de l’univers pourrait être due à l’énergie même de l’espace vide.
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Personne n’aurait pu croire que l’espace aurait un impact aussi riche et aussi profond sur la nature de la réalité.
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Malgré toutes ces avancées, le voyage commencé avec la vision newtonniène de l’espace comme une sorte de scène figée, n’est pas terminée.
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En étudiant plus attentivement la structure du cosmos, on pourrait y trouver des surprises bien plus nombreuses que quiconque aurait pu imaginer.
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Par exemple, nous paraissons bien réels, n’est-ce pas ?
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Mais de nouveaux indices surprenants semblent indiquer que tout – Nous et même l’espace -, pourrait être, en fait une sorte d’HOLLOGRAMME.
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C’est à dire que tout ce que nous voyons et nous sentons, tout ce que nous appelons notre réalité tri-dimensionnelle familière, pourrait être une projection d’informations stockées sur une fine surface bi-dimensionnelle très lointaine.
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Un peu comme les informations d’un hollogramme peuvent être stockées sur une fine feuille de plastique.
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Les HOLLOGRAMMES sont quelque chose que nous connaissons tous. Ils sont utilisés comme dispositifs de sécurité sur les cartes de crédit, par exemple.
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– Mais l’univers, un HOLLOGRAMME ?
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C’est sans doute la remise en question la plus incroyable jamais proposée de notre vision de l’espace et de la réalité. Et cette idée s’inspire des objets les plus étranges de l’espace : Les TROUS NOIRS.
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C’est une vraie rupture et c’est très difficile à appréhender.
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Les données livrées par les trous noirs indiquent que la réalité est bi-dimensionnelle. Que le monde tri-dimensionnel est une sorte d’image d’un HOLLOGRAMME situé à la frontière de l’espace.
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C’est très étrange.
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– Voici comment on peut se représenter la chose :
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Imaginer qu’on lance un portefeuille dans un TROU NOIR.
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– Que se passerait-il ?
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Avant, on pensait que, puisque rien – même la lumière -, ne peut échapper à la gravité d’un TROU NOIR, le portefeuille serait perdu à jamais.
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Mais il semble, à présent, que c’est peut-être plus compliqué que ça.
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Récemment, en étudiant les équations mathématiques qui décrivent les TROUS NOIRS, on a fait une curieuse découverte.
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Lorsque le portefeuille disparaît dans un TROU NOIR, il semble qu’une copie de toutes les informations qu’il contient soit étalées et stockées à la surface du TROU NOIR, un peu comme les données enregistrées dans un ordinateur.
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Ainsi, au final, le portefeuille existe en 2 endroits.
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Il y a une version tri-dimensionnelle qui est perdue à jamais à l’intérieur du TROU NOIR, et une autre – bi-dimensionnelle -qui reste à la surface, sous forme d’informations.
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Le contenu informationnel – tout ce qui est tombé dans le TROU NOIR – peut être intégralement exprimé sur la surface extérieure du TROU NOIR.
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L’idée est donc qu’on peut savoir ce qui se passe à l’intérieur rien qu’en se référant à l’extérieur.
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En théorie, on pourrait utiliser les informations qui sont à l’extérieur du TROU NOIR, pour reconstituer le portefeuille, par exemple.
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Mais voilà où ça devient vraiment fascinant.
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L’espace, à l’intérieur d’un TROU NOIR, obéit aux mêmes règles de l’espace à l’extérieur d’un TROU NOIR ou partout ailleurs.
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Donc, si on peut décrire les informations situées à l’intérieur d’un TROU NOIR, grâce aux informations stockées à la surface, il se pourrait que tout, dans l’univers – les galaxies, l’univers, nous-mêmes, et même l’espace – ne soit qu’une projection des informations stockées sur une lointaine surface bi-dimensionnelle qui nous entoure.
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Autrement dit, ce que nous prenons pour la réalité pourrait être une sorte d’HOLLOGRAMME.
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– Le monde tri-dimensionnel est-il une illusion ?
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De la même façon qu’un HOLLOGRAMME est une illusion : peut-être que OUI.
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Peut-être que le monde tri-dimensionnel est une sorte d’illusion et que la vraie réalité est la réalité bi-dimensionnelle à la surface de l’univers.
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Cette idée est si nouvelle QUE LES PHYSICIENS EN SONT ENCORE A ESSAYER DE LA COMPRENDRE.
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Mais si cette idée est exacte, de même que NEWTON et EINSTEIN ont transformé notre vision de l’espace, nous pourrions être à l’aube d’une révolution encore plus extraordinaire.
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Pour un élément aussi essentiel de notre vie quotidienne, l’espace reste une sorte d’étranger familier. Il est partout autour de nous mais nous sommes encore loin d’avoir découvert sa véritable identité.
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Mais quand on aura résolu ce mystère, on aura fait un pas de géant pour comprendre vraiment la structure du cosmos.
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