MIDI-14 du 14 octobre 2021 avec David SMITH, physicien au CENBG Gradignan
Le conférencier, physicien peu intéressé par la conquête de l’espace, est fasciné par le vide et a fait partager à l’auditoire cette fascination. Ce vide s’étend de l’infiniment petit à l’infiniment grand. Les noyaux atomiques sont extrêmement loin les uns des autres de même les étoiles, jusqu’aux confins de l’univers. Cet univers, d’après nos modèles actuels, serait apparu il y a environ 13,5 milliards d’années, et est en perpétuelle expansion, de plus en plus rapide. On y observe de constantes interactions entre la matière et la lumière qui sont l’une et l’autre des formes d’énergie et l’énergie globale de l’univers reste constante: la lumière se transforme en énergie et vice-versa.
Enfin, certains principes, dont celui d’Heisenberg, montrent les limites de nos observations (on ne peut pas connaître en même temps tous les paramètres: énergie, temps,
position…) « et nous forcent à rester modestes... » … comme l’est le conférencier.
Prises de note d’un participant
Pour nous donner une idée de la représentation que l’Homme peut se faire de l’espace, le conférencier passe par toute une série de photos et de comparaisons.
- La première photo est une prise de vue du nord de la planète. Depuis ce plan, on peut voir (ou se faire une idée) ce qu’il y a derrière l’univers. Un œil averti y voit une foule de galaxies.
- La deuxième image représente un ciel, des nuages, au loin des champs.
- La troisième image est la perception d’une forme de banquise.
- La quatrième image représente le plein océan
Toutes ces représentations, photos, images ou paysages sont pour nous des représentation de l’univers, en tout cas, de la perception que nous pouvons en avoir.
David SMITH fait ensuite un parallèle avec le roman de Virginia WOOLF « une chambre à soi ». Dans ce roman, l’auteur relate les critères nombreux qu’une femme de son époque doit respecter pour devenir « un grand écrivain », les conditions économiques, financières, sociales qu’elle doit obtenir pour rivaliser avec un homme dans ce domaine. La romancière effectue donc une gymnastique mentale aussi importante que celle dont nous avons besoin pour concevoir notre monde, notre univers, l’espace.
Les données actuelles de la science permettent justement d’examiner l’univers avec une précision jusqu’ici inédite. Le 11 juin 2008 une fusée part de Cap Canaveral. C’est une fusée qui tourne encore dans l’espace 3 fois par jour. C’est un pulsar. Elle permet de mieux voir l’univers et de mieux comprendre le monde dans lequel nous vivons et qui nous sommes.
Il est intéressant d’associer la légende de l’exploration de l’espace, l’idée que l’on s’en fait (voir Tintin sur la Lune) avec la réalité de cette exploration, car l’homme est également allé sur la lune dans la réalité.
- La cinquième photo est la vue d’une station spatiale : elle est à environ 400 km d’altitude (c’est à peu près la distance entre BORDEAUX et BLOIS).
L’atmosphère est épaisse comme la peau d’une pomme. La chute libre n’est pas une absence de gravitation. On ne va pas dans l’espace pour se libérer de la gravitation
« Il n’y a pas de planète B… occupons-nous de la terre »
En formulant cette phrase, David SMITH souhaite nous faire comprendre que si l’on ne pouvait plus vivre sur terre, il est faux de croire qu’on pourra vivre sur une autre planète.
L’exploration de l’univers est également une question d’écologie de l’espace.
On est en train d’installer des milliers de petits satellites pour installer la 5G dans le monde. On occupe l’espace sans demander notre autorisation, car l’univers appartient à tous et à chacun.
Qu’est ce que l’espace du point de vue du physicien ?
Le vide est omniprésent, c’est-à-dire que l’espace est une question d’échelle. La matière est pleine de vide, toute la masse est dans le noyau, minuscule. Tout le volume est dans le nuage d’électrons, léger ( selon les travaux de RUTHERFORD, 1909). Ce scientifique a envoyé des particules sur de l’or très fin. La plupart du temps ça passe au travers, et parfois ça rebondit sur l’or. Toute la substance est concentrée dans le noyau, mais le noyau est extrêmement petit.
Le conférencier nous rappelle la définition de l’atome : c’est un élément qu’on ne peut plus subdiviser.
Les éléments qui constituent les choses autour de nous, c’est du vide, et on peut faire l’expérience de la manière suivante :
Si l’on met un doigt dans de l’eau, les atomes d’eau s’écartent, alors que si l’on veut faire de la confiture, on pourra dissoudre des kilos de sucre dans de l’eau sans que le niveau de cette eau monte.
Il y a donc de l’espace entre les atomes.
Les planètes tournent autour du soleil : elles sont minuscules. Jupiter est à 40 minutes du soleil à la vitesse de la lumière.
Les matériaux solides :
- Les atomes liés les uns aux autres
- Les charges électriques de l’enclume repoussent le marteau (une force, pas une masse)
- Photo d’un champ d’étoiles : en fait c’est de la farine…
- Photo des étoiles de la voie lactée
La voie lactée est une galaxie parmi des milliards d’autres dans l’univers (gala en grec : le lait)
100.000 millions d’étoiles dans la voie lactée
Pourquoi s’intéresser au vide de l’espace ?
Parce que le vide n’est pas vide ; ce non vide serait l’origine du big bang et donc de l’univers.
La physique repose sur les lois de la conservation : charge électrique, énergie, mouvement de rotation etc.
La quantité d’énergie ne change pas
La conséquence est que des particules surgissent spontanément du vide
EINSTEIN : E=MC2 l’énergie et la matière, c’est pareil
Le big bang serait une fluctuation heureuse du vide éternel et omniprésent qui a engendré un univers pérenne…et qui reste dominé par le vide.
Pourquoi s’intéresser au vide de l’espace ? Cela amène à relativiser l’importance du monde matériel
Quelques éclaircissements sur l’espace temps
- NEWTON : l’espace EST. Il n’évolue pas. Le temps avance régulièrement dans cet espace.
- EINSTEIN : les lois ne dépendent pas du mouvement relatif d’observateurs. Espace et temps sont très liés. L’espace et le temps, c’est la même chose
Conséquences :
- Les tailles et les durées dépendent du point de vue
- E= YMC2