vendredi 27 juillet 2018

La longue histoire du zéro

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https://i.vimeocdn.com/portrait/6490681_300x300

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https://youtu.be/9Y7gAzTMdMA

What is Zero? Getting Something from Nothing - with Hannah Fry

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Un chiffre qui ne représente rien, ce n'est pas rien. En plusieurs endroits du monde, des mathématiciens ont conceptualisé cette notion, des Mayas aux Indiens, jusqu'à en faire un chiffre (presque) comme les autres.

Fondamental, le zéro, qui est d'ailleurs à l'origine du mot « chiffre », a conquis le monde.

En Inde, Brahmagupta (598-668), astronome et mathématicien, introduit le zéro dans son ouvrage intitulé  Brahmasphutasiddhanta.

La notation décimale à position est ainsi précisée et restera similaire jusqu'à nos jours. Les mathématiciens arabes adoptent cette écriture, qui diffusera ensuite en Europe où elle remplacera avantageusement la notation romaine.

Le mot arabe pour « zéro » donnera via le latin médiéval le terme « chiffre ». Ce passage est notamment dû aux travaux d'al-Khwārizmī, grand mathématicien dont le nom subsiste dans l'actuel « algorithme ».

0 + 0 = 0 - 0

Il restera ensuite à préciser le comportement de ce nombre si particulier. Contrairement à Brahmagupta, les mathématiciens suivants considéreront que zéro divisé par zéro donne un résultat indéfini. Mais comme lui, ils en feront la frontière entre les nombres positifs et les nombres négatifs, pédagogiquement présentés par le savant indien comme une dette.

Depuis, le 0 est un chiffre presque comme les autres, qui s'additionne, se multiplie et se soustrait.

L'opération puissance ne lui fait pas peur mais quel que soit le nombre, une élévation à la puissance zéro vaut 1, à ceci près que 00 divise les mathématiciens.

Et la division lui résiste encore, nous emmenant vers l'infini. Dans la plupart des langues, il se note aujourd'hui par un cercle ou un ovale, symbolisant la voûte céleste ou le vide (origine du mot arabe).

Les Chinois lui préfèrent un idéogramme et l'arabe littéraire le représente par un gros point.

Auteurs : The Royal Institution - Hannah Fry

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/videos/longue-histoire-zero-5330/

Evy - signature animée Titi

 

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ATTENTION - J’attire l’attention de mes lecteurs sur le fait que tous les articles, textes et autres encarts qui sont mis en ligne sur mon blog, le sont à la seule fin de vous informer. Le continu de ces articles n’engage que leur auteur. Je ne fais que véhiculer des informations. Merci de votre compréhension.

 

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vendredi 15 juin 2018

La soie des araignées, une fibre très performante

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https://www.1jour1actu.com/wp-content/uploads/la-toile-d2019araignee-des-dinosaures.jpeg

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La soie des araignées, souple, légère, recyclable et d'une résistance supérieure à celle de l'acier, a longtemps suscité la convoitise de l'armée américaine, celle-ci désirant l'utiliser pour fabriquer des gilets pare-balles ou des fils chirurgicaux.

Mais comment produire de la soie en grande quantité alors que ces prédateurs s'entre-dévorent pour protéger leur territoire ? Si invraisemblable que cela puisse paraître, des scientifiques ont trouvé la réponse… dans les mamelles des chèvres !

Bien avant l'arrivée de Spider-Man, les araignées et leurs toiles complexes fascinaient déjà les Hommes. Fruit de 400 millions d'années d'évolution, la soie des araignées est considérée comme le saint Graal en matière de performance de fibre.

Cinq fois plus résistante que l'acier et trois fois plus que le Kevlar - un matériau à base de pétrole utilisé pour réaliser des gilets pare-balles -, la soie d'araignée est un des matériaux les plus résistants sur terre, qui peut être transformé en fibre.

Les chercheurs estiment que cette fibre peut supporter un poids de plus de 45 tonnes par cm² ! Le tout en conservant une flexibilité et une légèreté à couper le souffle.


 https://youtu.be/uBC3Mi6viWE

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Une toile d’araignée se compose de fils de soie que l’arachnide génère à partir de glandes spéciales. Cette soie possède à la fois une solidité et une élasticité exceptionnelle. Unisciel et l’université de Lille 1 nous expliquent, avec la série Kézako, les secrets des toiles d’araignées. © Unisciel

Malheureusement, au fil de l'histoire, et malgré des efforts incessants, diverses tentatives infructueuses ont conduit à un constat sans appel : l'élevage d'araignées se trouve être une entreprise bien trop délicate et trop peu rentable.

Alors que ces prédateurs présentent la fâcheuse tendance à s'entre-dévorer pour protéger leur territoire, comment produire de la soie d'araignées en quantité industrielle ?

Les toiles d'araignées sont fascinantes. © Chuetz-mediendesign, DP

La solution pourrait bien venir de la production de soie synthétique et des progrès de la transgénèse. Grâce à des chèvres, des vers à soie ou encore à des bactéries dans lesquels on implante le gène codant pour la production de soie d'araignée, on peut désormais espérer obtenir enfin le fil tant convoité.

L'armée américaine a d'ores et déjà annoncé avoir lancé un test grandeur nature sur un gilet pare-balles. Le Dragon Silk - comprenez Soie de Dragon - est constitué de fils de soie d'araignée. Des fils produits par des vers à soie génétiquement modifiés.

Auteure : la rédaction de Futura

Source : https://www.futura-sciences.com/tech/dossiers/technologie-biotechnologie-soie-araignees-fibre-tres-performante-121/

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Pour en lire plus sur le sujet, cliquez sur le lien suivant : 

https://www.futura-sciences.com/tech/dossiers/technologie-biotechnologie-soie-araignees-fibre-tres-performante-121/page/2/

Evy - signature animée Titi

 

 

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mercredi 21 mars 2018

Équinoxe de printemps

 

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https://astronomia.fr/2eme_partie/planetes/3Terre/Terre_img/saisons.gif
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Le terme « équinoxe » vient du latin æquinoctium, qui lie æequs (égal) à nox(nuit), et désigne le moment où la durée du jour est égale à celle de la nuit.

Pour l'équinoxe de mars, cela se produit généralement le 20 ou le 21 du mois selon les années (57 fois le 21 mars au cours du XXe siècle). En 2016, année bissextile, c'était le 20 mars à 5 h 30. Ce n'était pas arrivé aussi tôt depuis 1896.

En 2018, l'équinoxe est le 20 mars à 17 h 15. Ce restera le 20 mars jusqu'en 2044. Par 20 occasions, il se déroulera le 19 mars durant le XXIesiècle.

Schéma explicatif des équinoxes et des saisons sur notre planète. © Wikimedia Commons, DP

Le début du printemps dans l'hémisphère nord

Pour les habitants de l'hémisphère nord, cette date marque le début du printemps. Les jours continuent de rallonger jusqu'au solstice d'été, le 21 juin, date de la fin du printemps.

En revanche, dans l'hémisphère sud, l'automnecommence. La longueur des jours diminue progressivement jusqu'au solstice d'hiver, le 21 juin.

À gauche : la Terre lors des deux solstices. À droite : la Terre lors des deux équinoxes. Pour ceux-ci, on constate que les deux hémisphères sont éclairés de la même façon. Images du satellite Meteosat-9 prises en 2011. © Eumetsat

L'équinoxe de mars se produit lorsque, du point de vue de la Terre, nous observons que le Soleil atteint le point (ou nœuds) à l'intersection du plan de l'écliptique où il chemine - le plan de l'orbite des planètes - et de l'équateur céleste (projection dans le ciel de l'équateur terrestre).

L'astre du jour passe alors dans la moitié nord de la voûte céleste. Étant donné que notre planète est penchée, l'équateur céleste croise par deux fois le plan de l'écliptique

Auteur : la rédaction de Futura

Source : https://www.futura-sciences.com/planete/

definitions/terre-equinoxe-printemps-5112/

 

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Evy

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Pourquoi voit-on deux rails parallèles se couper à l’infini ?

 

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Sur une photographie, deux rails parallèles se coupent toujours à l'infini ou, plus précisément sur une droite à l'infini, qu'on appelle l'horizon en langage courant.

D'où vient cette illusion d'optique ?

Comme la photographie, notre vision correspond à une projection centrale, une notion mathématique relativement simple.

Plus précisément, si nous photographions un objet, l'image obtenue est la section par le plan de la pellicule (ou du capteur numérique) d'un cône dont le sommet est le diaphragme de l'appareil et la base est l'objet photographié.

La figure suivante montre la projection abc du triangle ABC dans la projection centrale de centre O sur le plan P.

 

 

Projections de droites parallèles

La projection centrale conserve l'alignement des points et l'intersection des droites mais pas les rapports de distance, et en particulier pas les milieux donc pas le parallélisme.

Plus précisément deux droites parallèles de l'espace ne se transforment pas forcément en deux droites parallèles du plan P de projection.

Les projections de deux droites parallèles peuvent donc se couper.

La figure suivante montre un cas où les droites parallèles ABC et A'B'C' se transforment en deux droites abc et a'bc' sécantes en b.

 

 

Un tel point est vu à l'infini puisque les deux droites sont parallèles.

C'est ce que l'on constate en regardant des rails rectilignes sur un terrain plat comme sur la photographie.

Normalien et agrégé de mathématiques, Hervé Lehning a enseigné sa discipline une bonne quarantaine d'années. Fou de cryptographie, membre de l'Association des réservistes du chiffre et de la sécurité de l'information, il a en particulier percé les secrets de la boîte à chiffrer d'Henri II. 

Auteur : Hervé Lehning, normalien, agrégé de mathématiques

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/questions-reponses/mathematiques-voit-on-deux-rails-paralleles-couper-infini-8479/

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Evy

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lundi 19 mars 2018

Stephen Hawking nous laisse seuls devant l'énigme du Big Bang

 

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http://aboutislam.net/wp-content/uploads/2016/05/article-0-01AFBB8A0000044D-784_634x632.jpg
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Il aura défié la mort et la maladie de Charcot pendant cinquante ans, réussissant l'impossible. Révéré par la communauté scientifique, icône de la pop culture geek, Stephen Hawking est décédé le 14 mars 2018. L'astrophysicien était à la recherche d'une solution à l'énigme du Big Bang. Voici l'histoire de sa physique.

Stephen Hawking, l'astrophysicien qui a fait aimer la science  Le grand physicien Stephen Hawking est décédé le 14 mars 2018. Véritable légende de la physique, il fut aussi un très talentueux vulgarisateur. Retour sur la vie hors du commun de ce savant qui a su se faire aimer du public et rendre accessible ses travaux de recherche scientifique : trous noirs, théorie des supercordes, rayonnement de Hawking, théorèmes sur les singularités... La science lui dit un immense merci. 

À l'occasion de son 70e anniversaire, Albert Einstein avait eu l'opportunité d'écrire une courte autobiographie qu'il qualifiait même de « nécrologie ». Au lecteur qui aurait pu s'étonner d'une telle démarche, Einstein avait répondu par avance : « Est-ce bien là une nécrologie ? Pour ce qui est essentiel, oui. Car ce qui est essentiel dans l'existence d'un homme comme moi, c'est ce qu'il pense et comment il le pense, et non ce qu'il fait et ce qu'il éprouve. C'est pourquoi ma nécrologie peut être principalement réduite au récit des idées qui ont joué un rôle important dans mon travail de recherche ».

Si nous rappelons aujourd'hui ces mots, c'est parce que Stephen Hawking vient de nous quitter ce 14 mars 2018, à l'âge de 76 ans, lui qui a tant marché dans les pas d'Einstein. Cet astrophysicien de renom, né le même jour que Galilée (un 8 janvier) et décédé le jour où Albert Einstein aurait eu 139 ans, aura en effet impacté et renouvelé l'héritage de ce dernier probablement plus que tout autre jusqu'à maintenant (à l'exception peut-être de Roger Penrose et John Wheeler) en ce qui concerne la relativité générale et le  problème de sa réconciliation avec la théorie quantique.

Auteur : Laurent Sacco, journaliste.

 

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(pour lire la suite de cet article, cliquez sur le lien ci-dessous)

Sourcehttps://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/big-bang-mort-stephen-hawking-nous-laisse-seuls-devant-enigme-big-bang-70513/

Evy

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lundi 11 septembre 2017

Equinoxe d'automne : la date du premier jour de l'automne en 2017

 

 

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SOMMAIRE


AUTOMNE - L'automne 2017 commencera un 22 septembre, un vendredi. Pourquoi la date de l'équinoxe d'automne ne tombe-t-elle pas toujours un 21 septembre ?...

Avec le solstice d'été, la France a basculé dans la saison la plus chaude de l'année. 

La prochaine date de l'équinoxe d'automne est fixée au vendredi 22 septembre 2017 par les scientifiques, l'heure exacte communiquée est, elle, 20 heures, 01 minute et 7 secondes en T.U. (Temps universel), soit 22h01, heure de Paris.

L'événement astronomique passionnant de l'équinoxe clôt donc l'été en un clin d'oeil. 

Dans l'hémisphère nord, il survient en général entre le 21 et le 24 septembre. 

Mais pourquoi l'automne 2017 tombe-t-il un "22" et pas un "21" ? Si nous sommes nombreux à identifier la date du "21" du mois de septembre comme étant celle de l'équinoxe d'automne, cela n'est pas si simple.

La date du passage à l'automne correspond en fait à un moment très précis : celui où le Soleil coupe en passant au zénith le plan de l'équateur. 

Des calculs savants l'ont déterminé, effectués par l'Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (IMCCE) hébergé par l'Observatoire de Paris depuis 1998.

Avec ses feuilles qui tombent en même temps que la température et ses journées qui rétrécissent à vitesse grand V, l'arrivée de l'automne n'est généralement pas aussi attendue que celle du printemps.

L'équinoxe d'automne fait pourtant partie des deux seuls moments de l'année où journée et nuit sont précisément de même longueur.

Mais que peut-on dire d'autre sur l'équinoxe d'automne ? Quelle est sa définition scientifique ? A quelle date précise aura lieu l'équinoxe d'automne 2017 ? Quelles sont les traditions liées à cette période de l'année ? Pourquoi cette date marquait-elle le début de l'année pendant la Révolution française ? Quelles sont les phénomènes météo liés à cette saison ? Pourquoi les marées d'équinoxe sont-elles plus importantes que les autres ? 

Zoom sur les feuilles qui changent de couleur - Si la date exacte de l'arrivée de l'automne peut changer, le phénomène de la coloration des feuilles d'arbre, lui, est immuable.

Mais pourquoi la couleur des feuilles change-t-elle ? La réponse se trouve dans les cellules végétales à l'intérieur de celles-ci, comme l'explique le Huffington Post dans un article entièrement consacré au sujet : la feuille d'arbre est verte au printemps et en été grâce à la haute dose de chlorophylle contenue dans ses cellules.

Avec l'arrivée de l'automne et la baisse de la lumière et des températures, ce pigment activateur de la couleur verte disparaît.Les feuilles prennent alors une couleur jaune, orange ou rouge.

Date de l'équinoxe d'automne

La date de l'automne précède d'un mois environ le passage à l'heure d'hiver.

Le premier jour de l'automne intervient également à mi-chemin du solstice d'été (20-21 juin) et du solstice d'hiver (20-21 décembre).

Mais chaque année, l’équinoxe d’automne a lieu à une date différente. Ceci tient au fait que la Terre tourne autour du soleil en 365 jours, 5 heures et 46 minutes, et non exactement 365 jours.

Le plus gros de ce décalage est corrigé par l’adjonction du 29 février lors des années bissextiles.

Mathématiquement, les équinoxes d’automne ne peuvent avoir lieu qu’entre le 21 septembre (la prochaine fois en 2092) et le 24 septembre (la prochaine fois en 2303).

L'équinoxe d'automne 2017 est pour le 22 septembre. © sborisov - Fotolia.com
Equinoxe d'automne 2017

"Les sanglots longs des violons de l'automne blessent mon cœur d'une langueur monotone". En 2017, l'automne débute donc officiellement le vendredi 22 septembre à 20h01 U.T. (temps universel) soit 22h01 en France. Selon les calculs de l’Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides, l’équinoxe d’automne 2016 a eu lieu le jeudi 22 septembre, en 2015, le mercredi 23 septembre, à 08h20 T.U. (Temps universel), soit 10h20 (heure de Paris).

L’automne se poursuivra pendant trois mois jusqu’au solstice d’hiver. Avant cela, l’équinoxe de printemps de l’année 2017 a eu lieu le lundi 20 mars à 10h28 T.U.

Equinoxe d'automne 2018

Voici les dates et heures des équinoxes d'automne suivant l'équinoxe d'automne 2017, estimés jusqu'en 2025 :

  • 2018 : 23 septembre 2018 à 1h54 T.U. (3h54)
  • 2019 : 23 septembre à 20h50 T.U. (22h50)
  • 2020 : 22 septembre à 13h30 T.U. (15h30)
  • 2021 : 22 septembre à 19h21 T.U. (21h21)
  • 2022 : 23 septembre à 1h03 T.U. (3h03)
  • 2023 : 23 septembre à 6h49 T.U. (8h49)
  • 2024 : 23 septembre à 12h43 T.U. (14h43)
  • 2025 : 22 septembre à 18h19 T.U. (20h19)

Définition de l'équinoxe d'automne

Qu’est-ce que l’équinoxe ?

Le mot vient du latin æquinoctium (nuit égale). 

En effet, pour nous, le phénomène le plus évident de l’équinoxe est que la nuit et le jour ont la même durée à cette période de l’année.

A l’équinoxe d’automne, les jours, qui duraient environ 16 heures au 21 juin en France, ont largement perdu en longueur. Ils raccourciront ainsi jusqu’au solstice d’hiver.

Pourquoi ? En raison de la géométrie. En effet, l’axe de rotation de la terre est incliné de 23,4° par rapport au plan de son orbite : notre planète "penche" par rapport au soleil. 

L’astre ne nous éclaire donc pas de la même façon selon les moments de l’année. En hiver, la France (par exemple) ne reçoit de lumière que huit heures par jour, contre le double en été.

Ceci détermine le comportement des masses d’air et donne naissance aux saisons telles que nous les connaissons dans les zones tempérées.

Les mouvements de la Terre autour du soleil déterminent la valse des saisons. © lil_22, Fotolia
Les deux équinoxes sont donc les deux moments de l’année où les jours et les nuits ont la même durée. Ceci a lieu lorsque le Soleil traverse l’équateur céleste et se trouve précisément au zénith de celui-ci, éclairant les deux hémisphères de manière égale : sur n’importe quel point du globe, la durée approximative de la journée est de 12 heures. A ce moment de l’année, le soleil se couche à l’ouest et se lève à l’est (alors qu’il se lève par exemple au nord-est dans nos contrées en été). C’est également à cette période que les jours raccourcissent le plus vite.

En pratique, de légers décalages peuvent se créer entre l’équinoxe astronomique et le moment où le jour et la nuit ont la même durée. Un phénomène imputable à deux motifs. Le premier est l’irrégularité de la course de la Terre autour de son étoile (son orbite est elliptique et la Terre accélère et ralentit). La seconde raison est la déformation du globe terrestre lui-même, dont la forme n’est pas parfaite.

Source : http://www.linternaute.com/actualite/societe/1245592-automne-la-date-de-l-equinoxe-2017-c-est-pour-aujourd-hui-ou-pour-demain/?een=4fe3b4be836450fd8b8349d292a231c8&utm_source=greenarrow&utm_medium=mail&utm_campaign=ml287_demasquezlesfau

 

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mercredi 21 juin 2017

Quelle est la taille de l'univers ?

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Notre univers ne se limite pas à la Voie lactée !

Mais alors, quelle est sa taille ?

Est-il fini ou infini ?

Pour répondre à ces questions, revenons sur ce que nous savons.

 

Interview : quelle est la forme et la taille de l'univers ?  L'univers regroupe l’ensemble des éléments qui nous entourent. Mais, si son contenu est plus ou moins connu, sa forme et sa taille totale demeurent mystérieuses. Dans le cadre de sa série de vidéos Questions d’experts, sur la physique et l’astrophysique, l’éditeur De Boeck a interrogé Richard Taillet, chercheur au LAPTh (Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique théorique), pour qu'il nous explique cette énigme. 

La théorie de la relativité générale d'Einstein nous a appris que l'espace-temps pouvait se déformer comme une membrane élastique. La théorie du Big Bang, bien confirmée par l'expérience et découlant de la théorie d'Einstein, nous indique que l'espace est en expansion. Cette théorie est compatible avec l'idée que notre univers est une sorte de bulle de taille finie qui gonfle, mais aussi avec l'idée que cet univers était déjà de taille infinie au moment où a commencé son expansion.

Cette dernière idée semble paradoxale mais elle est mathématiquement cohérente. On peut aussi penser que seule une petite portion de cet univers infini est entrée en expansion à un moment donné de son histoire.

                                       The Known Universe by AMNH

Un fabuleux voyage à travers l'univers observable de la Terre jusqu'à la sphère de dernière diffusion dont nous parviennent aujourd'hui les plus vieux photons de l'univers. Toutes les distances sont à l'échelle et les objets sont représentés avec le plus d'exactitude possible. © Digital Universe, American Museum of Natural History, YouTube ; musique : Suke Cerulo

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Taille de l'univers et rayonnement fossile

En toute rigueur, tout ce que l'on peut dire c'est qu'au moins une portion spatiale d'un espace-temps s'est mis en expansion avec une vitessedépassant celle de la lumière il y a 13,7 milliards d'années, avant de le faire à un rythme moins rapide bien avant sa première seconde d'existence. De sorte que les régions dont nous parvient aujourd'hui le fameux rayonnement fossile, les plus lointaines observables, sont à une distance d'environ 45,6 milliards d'années-lumière actuellement.

Il faut bien comprendre que cette affirmation n'est pas paradoxale car si ni la lumière ni la matière ne peuvent dépasser la vitesse d'environ 300.000 km/s dans l'espace, rien n'empêche l'espace entre deux objets de se dilater à une vitesse bien supérieure.

Au final, la seule chose que nous sachions est que la taille de l'univers observable est d'au moins quelques dizaines de milliards d'années-lumière mais nous ne savons pas si l'univers total lui-même est fini, comme le pensent Stephen Hawking et Jean-Pierre Luminet, ou infini comme le pensent Roger Penrose et d'autres chercheurs.

Par la rédaction de Futura

Sourcehttp://www.futura-sciences.com/sciences/questions-reponses/espace-taille-univers-3424/

 

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vendredi 24 mars 2017

Kézako : que se passe-t-il lorsqu'un avion franchit le mur du son ?

 

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http://www.usinenouvelle.com/mediatheque/1/6/0/000237061.jpg

 

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Que se passe-t-il lorsqu'un avion supersonique franchit le mur du son ? Pourquoi se forme-t-il un petit nuage ainsi qu'une déflagration ? Quelles sont les contraintes physiques en présence ? Unisciel et l'université de Lille 1 avec le programme Kézako nous apportent des réponses dans cette vidéo.

Kézako : que se passe-t-il lorsqu'un avion franchit le mur du son ?

Pour qu'un avion franchisse le mur du son, il doit, dépasser la vitesse de 1.200 km/h environ, c'est-à-dire la vitesse du son (dans l'air à une température d'à peu près 15 °C). Une onde sonore se...

http://www.futura-sciences.com

Pour qu'un avion franchisse le mur du son, il doit, dépasser la vitesse de 1.200 km/h environ, c'est-à-dire la vitesse du son (dans l'air à une température d'à peu près 15 °C).

Une onde sonore se propage à l'image des vagues dans un liquide, le son est donc une onde de pression dans l'air.

Pour comprendre le bang supersonique qui intervient lors du passage du mur du son par un avion, il faut comprendre l'effet Doppler.

Cet effet découvert en 1842 par Christian Doppler montre que, lorsqu'un objet qui émet du son se rapproche de l'observateur, ce dernier percevra le bruit comme étant plus aigu.

À l'inverse, le son sera plus grave si la source s'éloigne.

En effet, plus la fréquence d'un son est élevée, plus il sera aigu et, comme la source se rapproche, l'auditeur percevra une fréquence plus élevée.

Quand l'avion atteint la vitesse du son, ces ondes, donc les maximas de pression, s'accumulent à l'avant.

C'est une onde de choc, provoquant un bruit bref et puissant pour un observateur au sol.

Si la vitesse augmente encore, devenant supersonique, cette onde de choc, moins rapide que l'avion, se propagera derrière lui.

Le « bang » sera entendu après le passage de l'avion.

© Unisciel

Par Jonathan Sare, Futura

 

Sourcehttp://www.futura-sciences.com/sciences/videos/kezako-passe-t-il-lorsquun-avion-franchit-mur-son-866/

 

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jeudi 1 décembre 2016

Avant la Crise de l'oxygène, des bactéries vivaient très bien grâce au soufre

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Certaines bactéries se nourrissent de soufre et il s'agit peut-être d'un vestige de l'apparition de la vie au niveau de sources hydrothermales. Les plus anciennes formes fossiles de ces bactéries ont été découvertes en Afrique du Sud. Elles existeraient depuis au moins 2,5 milliards d'années environ.

On ne sait pas quand la vie est apparue sur Terre ni comment, peut-être pendant l'Hadéen, il y a plus de 4 milliards d'années, à moins que ce soit pendant l'Archéen, la période de l'histoire de notre Planète qui s'étend il y a entre 4 et 2,5 milliards d'années. Certains pensent que la vie est née au niveau des sources hydrothermales sous forme d'organismes extrêmophiles utilisant la chimiosynthèse basée sur le soufre. D'autres pensent que de tels organismes, que l'on peut observer aujourd'hui, sont en fait le produit tardif de l'évolution. Il est donc potentiellement intéressant de savoir quand sont apparues les formes vivantes capables d'utiliser le soufre.

De nos jours, on connait par exemple depuis un certain temps déjà les bactéries sulfureuses pourpres et vertes. Elles effectuent de la photosynthèse mais elles ne produisent pas d'oxygène lorsqu'elles oxydent le sulfure d'hydrogène (H2S) en soufre élémentaire (S). Mais en 1999, des chercheurs ont fait la découverte de Thiomargarita namibiensis (ce qui signifie étymologiquement « la perle de soufre de Namibie »), une bactérie géante vivant en populations denses dans certains sédiments des côtes namibiennes, au niveau du plateau continental. Elle prolifère dans un milieu à la fois riche en nutriments mais pauvre en oxygène et abondant en sulfures.

Un exemple de fossile d'une bactérie sulfureuse de l'Archéen observé au microscope. Sa forme sphérique a été déformée par les contraintes mécaniques dans la roche au cours des milliards d'années. © Andrew Czaja

Les plus anciens fossiles de formes de vie en eaux profondes

Un groupe de  géologues vient d'annoncer dans un article paru dans Geology qu'il avait découvert dans des sédiments déposés dans des conditions similaires, sans lumière, des fossiles de bactéries ressemblant à Thiomargarita namibiensis. Ils ont été dénichés dans les couches de la formation Gamohaan faisant partie du craton Kaapvaal, en Afrique du Sud. Ces bactéries, qui se seraient développées dans des sédiments autour du supercontinent Vaalbara, ont vécu pendant le néoarchéen et la datation des roches qui les contiennent fournit comme âge, 2,52 milliards d'années.

À cette époque, des cyanobactéries productrices de stromatolites existaient depuis au moins 200 millions d'années. On a des raisons de penser qu'elles existaient déjà il y a plus de 3 milliards d'années, qu'elles effectuaient de la photosynthèse et qu'elles produisaient de l'oxygène. Si tel est bien le cas, cet oxygène aurait commencé à s'accumuler dans les océans. Ce qui est sûr cependant, c'est que l'atmosphère ne commence à contenir de l'oxygène que depuis 2,4 à 2,2 milliards d'années, lorsque les océans seraient devenus saturés. C'est ce que l'on appelle la Crise de l'oxygène ou la Grande oxydation, notamment parce que la vie a dû s'adapter à la présence nettement plus importante de l'oxygène, qui peut être un poison pour certaines formes vivantes, et aussi parce qu'on constate la formation de gisements de fer par précipitation dans les océans, précipitation que l'on peut interpréter comme étant due à une brusque augmentation de la quantité d'oxygène dans les océans.

En tout état de cause, les fossiles trouvés en Afrique du Sud apparaissent non seulement comme les plus anciennes traces de bactéries sulfureuses mais aussi comme les plus anciennes traces de formes de vie capables de vivre en eaux profondes, en l'absence de lumière. Ils devraient nous aider à mieux comprendre ce qui s'est passé dans la biosphère, l'atmosphère et les océans durant l'Archéen.

Laurent Sacco, Futura-Sciences

Source : http://www.futura-sciences.com/planete/actualites/paleontologie-avant-crise-oxygene-bacteries-vivaient-tres-bien-grace-soufre-65378/