vendredi, 22 février 2013
SCIENCE
Du boson de Higgs à l'apocalypse
Bad news. La particule de Dieu révélerait une profonde instabilité de l'Univers. Loin de l'éternité, son destin serait d'être, un jour, anéanti par une «bulle» contenant un univers alternatif...
Simulation Millenium des galaxies de l'Univers. Via Wikipédia
Cela ressemble à un scénario de film de science-fiction de série B. Pire que la téléportation dans Star Trek. Pourtant, la nouvelle provient du respectable meeting annuel de l’American Association for the Advancement of Science qui s’est tenu à Boston du 14 au 18 février 2013. Et elle sort de la bouche du non moins respectable physicien théoricien Joseph Lykken qui travaille au laboratoire Fermi National Accelerator de Batavia (Illinois). Lors de son discours, il a lancé à l’assistance sans doute médusée, ou pétrifiée: «Il se pourrait que l’Univers dans lequel nous vivons soit intrinsèquement instable et qu’à un certain stade, dans quelques milliards d’années, il soit effacé.»
Joseph Lykken fait, par ailleurs, partie de l’une des équipes qui travaillent au LHC du Cern de Genève sur la traque du fameux boson de Higgs. Les derniers résultats, qui doivent confirmer l’annonce fracassante faite en juillet 2012, sont attendus pour le mois de mars 2013. Mais, déjà, les théoriciens font leurs calculs à partir de la découverte, fort probable, de cette particule aussi mystérieuse qu’essentielle.
Pas de Higgs, pas de matière
Le boson de Higgs serait, en effet, le responsable de la masse. Sans lui, certaines particules ne devraient pas en avoir sur le plan théorique, alors qu’elles en ont une dans la pratique. Prises dans le «champ de Higgs», les particules sont engluées dans une sorte de mélasse qui les empêche de se déplacer à la vitesse de la lumière, comme le photon dont la masse est nulle. «Sans l’effet ralentisseur du champ de Higgs, les particules se déplaceraient trop vite pour ne pourraient se lier entre elles pour former les atomes qui constitue les objets matériels de l’Univers», précise le physicien. Pas de boson de Higgs, pas de matière.
En s’appuyant sur cette découverte fondamentale du Cern, Joseph Lykken a simplement poussé plus loin. «Les calculs montrent que, dans plusieurs dizaines de milliards d’années, il se produira une catastrophe», indique Joseph Lykken. «Une petite bulle de ce que vous pouvez imaginer comme un univers “alternatif” apparaîtra quelque part et, ensuite, son expansion nous détruira», ajoute-t-il en précisant que cet événement se produira à la vitesse de la lumière.
Deux Univers
Seuls les amateurs de la série télévisée Fringe trouveront ce discours tout à fait familier. Joseph Lykken en fait peut-être partie lui-même tant ses mots font écho à cette histoire de science-fiction.
Les auteurs de la série dont la dernière saison, la cinquième, s’est achevée le 18 janvier 2013 aux Etats-Unis, ont imaginé une situation dans laquelle deux Univers coexistent, comme deux alternatives du même univers dans lesquels les mêmes personnages existent, à quelques différences près. Le risque étant que l’un des deux univers ne parvienne à détruire l’autre.
Dans le scénario de Joseph Likken, cette rencontre de deux univers est décalée dans le temps et, surtout, aucune coexistence ne semble possible. Pas de risque, donc, de nous retrouver, un jour, en face de jumeau alternatif. Du moins avec ces derniers calculs.
En effet, Joseph Likken a utilisé le résultat actuel sorti du LHC. C'est-à-dire un boson de Higgs dont la masse, que les physiciens expriment avec une unité d’énergie, ce qu’E=MC2 permet, de 126 GeV (gigaelectronvolt). Cette valeur n’est pourtant pas établie avec une précision définitive. Certaines rumeurs font même état de résultats, sur l’une des deux expériences menées au CERN, révélant… deux bosons au lieu d’un.
Une fin incertaine
Or, la précision la plus extrême est de rigueur en matière de prévision de l’Apocalypse. Joseph Likken, lui-même, déclare que l’incertitude sur la masse du boson ne doit pas dépasser 1%, tout comme sur les mesures de la masse des autres particules élémentaires. Sinon? « Si vous modifiez un tout petit peu l’un quelconque des paramètres du modèle standard de la physique des particules, vous obtenez une fin de l’univers différente.»
Rassurant ou inquiétant? Plutôt inquiétant. En effet, la perspective d’un cataclysme universel dans une ou plusieurs dizaines de milliards d’années n’est finalement pas si grave pour nous, ni même pour tous nos descendants. En effet, l’âge actuel de l’Univers est estimé à 13,7 milliards d’années. Sa fin se surviendrait qu’après plusieurs multiplications de ce chiffre. Surtout, nous ne serions très, très, très probablement plus là depuis longtemps. En effet, la Terre, elle, ne date que de 4,54 milliards d’années. Et son destin, si l’homme ne prend pas trop les choses en main, est lié à celui du Soleil.
La Terre disparaîtra bien avant
Apparu il y a 4,57 milliards d’années, notre étoile est aujourd’hui une naine jaune. Lorsqu’elle aura doublé son âge, vers 10 milliards d’années, elle se transformera en géante rouge, comme Aldébaran. En changeant de taille et de couleur, le Soleil deviendra 200 fois plus gros qu’aujourd’hui. Son diamètre passera donc de 1,4 million de km à quelque 280 millions de km. Or, la Terre se situe à 150 millions de km du Soleil. Bad luck. Après Mercure et Venus, la Terre sera donc engloutie par le Soleil. Idem pour Mars. Seules Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Pas de chance, encore, il s’agit de planètes qui, outre leur grand éloignement, sont… gazeuses, dont inhabitables.
Vu ainsi, le scénario de Joseph Likken, même s’il nous prive de la satisfaction intellectuelle de vivre dans un Univers éternel, apparaît tout à fait supportable. A moins que… La révélation de la forte instabilité du système cosmologique dans lequel nous vivons laisse la porte ouverte aux conséquences d’une erreur expérimentale. Que se passerait-il s’il existait deux bosons au lieu d’un? Si la mesure de la masse des particules se révélaient légèrement différente? La bulle de l’Univers alternatif apparaîtrait-elle alors beaucoup plus tôt. Mais où? A combien d’années lumière de la Terre?
La révélation de Joseph Likken laisse donc planer une certaine inquiétude. L’importance des mesures effectuées au Cern en sort renforcée. Et le suspense sur la fin de Fringe, que seuls les Américains (et les pirates du web) connaissent, aussi. Autant nous habituer tout de suite à un Univers alternatif. Au cas où…
M.A.
Images extraites de la série Fringe.
08:40 Publié dans SCIENCE | Lien permanent | Commentaires (0) | Envoyer cette note | Tags : boson de higgs, apocalypse
SCIENCE
Pourquoi bâille-t-on? Et pourquoi bâiller fait-il bâiller les autres?
La simple évocation du bâillement peut suffire à le provoquer. Devant sa contagion, nous ne sommes pas tous égaux. Qu'en disent les scientifiques?
Le bâillement est aussi contagieux chez les animaux. Yawning is contagious Tambako the Jaguar. Licence Creative Commons
Cette compilation de bâillements pêchés sur le web par Daniel Mercadante n’a pas fait l’unanimité à la rédaction. Serait-ce parce que certains d’entre nous sont d’insensibles goujat(e)s? Ou ceux qui n’ont pas daigné ouvrir grand la bouche, inhaler profondément puis terminer par une courte expiration ne se sentaient-ils pas suffisamment proches des personnes/animaux de la vidéo pour partager leur fatigue/ennui/faim? Ou peut-être n’avaient-ils aucun besoin de refroidir leur cerveau à l’aide de bâillements?
Il se pourrait même que ça soit tout cela à la fois.
Lorsque l’on s’intéresse au pourquoi du bâillement, la plus grande certitude est que personne n’est d’accord. Les quelques experts qui se disputent le sujet se crêpent académiquement le chignon dans tous leurs articles.
La théorie la plus en vogue en ce moment –ou peut-être est-ce seulement la mieux défendue– s’appuie sur l’hypothèse du radiateur ou hypothèse du refroidissement du cerveau, proposée pour la première fois en 1990 par l’anthropologue Dean Falk pour expliquer l’accroissement de la taille du cerveau humain par rapport aux autres primates. Selon cette hypothèse (que je préfèrerais appeler hypothèse du climatiseur, mais on ne choisit pas), les hommes auraient pu développer des cerveaux si gros seulement grâce à l’évolution d’un système de refroidissement artériel efficace, lié à la démarche bipède.
Andrew C. Gallup, jeune professeur en psychologie du Bard College, dans l’Etat de New York, et fervent défenseur de l’hypothèse du radiateur pour expliquer le bâillement a indiqué sur Science blogs:
«Les cerveaux sont comme des ordinateurs, ils marchent le plus efficacement à froid, et des adaptations physiques ont évolué pour permettre un refroidissement maximal du cerveau.»
L’idée encore commune selon laquelle le bâillement apporterait un surplus d’oxygène au cerveau a été définitivement réfutée en 1987 par une étude américaine. Le professeur Provine et ses collègues ont simplement fait respirer des mélanges plus ou moins riches en dioxyde de carbone ou en oxygène à leurs cobayes (leurs élèves, selon toute vraisemblance). Si l’idée commune avait été vraie, ils auraient mesuré une augmentation de la fréquence des bâillements lors de la respiration de l’air rare en oxygène (ou concentré en CO2) et une diminution dans le cas inverse. Rien de tel n’ayant été constaté, on en a déduit qu’il fallait chercher ailleurs pour expliquer le bâillement.
La régulation de la température, ou thermorégulation, est une piste intéressante. Elle n’explique pourtant pas la contagion du bâillement, mieux décrite par des théories sociales.
Venons-en donc aux membres de la rédaction et à ceux d’entre vous qui sont restés insensibles devant la série de glottes exposées dans la vidéo ci-dessus.
Vous n'avez pas bâillé?
Premièrement, ce n’est pas la bouche que vous devriez regarder pour espérer vous aussi participer au grand bâillement collectif. C’est plutôt aux yeux mi-clos et embués qu’il faudrait s’intéresser. Une étude réalisée en 2007 sur des enfants autistes a démontré que ceux-ci «attrapent» beaucoup moins les bâillements que les autres. Contrairement à ces derniers, les autistes passent plus de temps à regarder la bouche que les yeux. Le Dr. Platek, qui a dirigé l’étude, a précisé sur Nature News qu’ils «ne répondent pas aux bons signaux parce qu’ils se trompent dans ce qu’ils doivent lire».
Ensuite, il se pourrait que vous ne soyez pas très sympa. Une autre étude, de 2003 et toujours du Dr. Platek, a démontré que les personnes les moins sensibles à la contagion du bâillement étaient aussi celles qui avaient le plus de mal à se mettre à la place des autres. Selon Nature News ils sont «moins susceptibles de reconnaître qu’un faux pas ou une insulte peuvent offenser quelqu’un d’autre». En gros, il faudrait de l’empathie pour bâiller aux bâillements des autres.
Avant de rejoindre l’église de Scientologie pour soigner votre manque de coeur ou de prendre rendez-vous chez le psychiatre pour déceler une éventuelle schizophrénie –car les schizophrènes attrapent peu les bâillements et manquent d’empathie selon les critères psychiatriques– considérez encore une dernière étude. Publiée en 2011, elle nous apprend que le bâillement est le plus contagieux lorsque nous l’observons chez un membre de la famille. Ivan Norscia et Elisabetta Palagi, les chercheurs italiens responsables des expériences, ajoutent que cela fonctionne aussi plutôt bien avec les amis.
Finalement, ces résultats sont cohérents avec la théorie de l’empathie, puisque celle-ci est plus forte envers les individus dont on se sent le plus proche et avec lesquels on s’identifie le mieux. Alors, que tous ces étrangers (et ces animaux) qui bâillent à s’en décrocher la mâchoire vous laissent bouche close, ça n’est pas si surprenant. Ils ne font pas partie de votre groupe et si on en croit la théorie qui voudrait que le bâillement contagieux a évolué pour permettre au groupe de synchroniser ses phases d’attention, vous n’avez pas besoin de communiquer non-verbalement avec ces gens.
Vous pouvez à présent regarder la vidéo à nouveau en respirant profondément par le nez, un sac de glaçons contre votre front et la tête sous un jet d’eau froide. Si vous ne tombiez pas dans la catégorie des insensibles et que la théorie du radiateur se vérifie chez vous, vous ne devriez plus avoir aucune envie de bâiller.
Pamela Duboc
07:40 Publié dans SCIENCE | Lien permanent | Commentaires (0) | Envoyer cette note | Tags : bâillement, dean falk
jeudi, 27 décembre 2012
Environnement
L’Antarctique se réchauffe aussi, et très vite
L'Antarctique occidental se réchauffe presque deux fois plus vite que prévu, selon une étude américaine publiée le 24 décembre. De quoi inquiéter les scientifiques, car dans cette région, la calotte glaciaire est particulièrement fragile. Sa destruction pourrait donc accélérer le phénomène de la montée du niveau des océans.
Jusqu’à présent, les scientifiques avaient démontré qu'aucune région du monde n'était épargnée par le réchauffement climatique, à l'exception de l’Antarctique. Le peu de données disponibles ne montraient qu’une élévation modeste des températures.
Publiée le 24 décembre dernier dans la revue Nature Geoscience, une étude américaine vient d'établir que l’Antarctique occidental (côté Amérique du Sud) s’est réchauffé quasiment deux fois plus que ce que laissaient penser les calculs précédents. Depuis 1958, la température a augmenté 2,4°C.
« C’est une nouveauté importante, analyse le climatologue Jean Jouzel, car dans le dernier rapport du Giec de 2007 [Ndlr, le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat], on disait que l’Antarctique était une des seules régions qui ne se réchauffaient pas. Et évidemment, cela avait été utilisé par les climato-sceptiques ».
Une région très sensible au réchauffement
« L'Antarctique occidental est une des régions qui changent le plus rapidement sur Terre, mais c'est aussi l'une des moins connues », commente l'un des auteurs David Bromwich du Byrd Polar Research Center (Université d'Etat de l'Ohio). Les relevés de la station Byrd, installée en 1957 en Antarctique occidental, étaient incomplets. Les auteurs de l'étude ont utilisé d'autres sources pour compléter les trous et corriger les erreurs.
Une augmentation qui représente trois fois la hausse moyenne à la surface du globe sur la même période et fait de l’Antarctique occidental l’une des régions les plus sensibles au changement climatique. « On connaît les raisons du réchauffement de l’Arctique où l'on sait que le phénomène est aggravé par la diminution des glaces qui renvoient le rayonnement solaire, explique Jean Jouzel. Mais pour l’Antarctique, les auteurs de l’étude n’ont pas vraiment d’explication à ce réchauffement plus rapide. »
Ecoulement de glaces dans l'océan
Et la crainte, c'est évidemment que ce réchauffement accélère la montée des océans. Aujourd’hui, on estime que l’Antarctique contribue à environ 10% du phénomène. « Nos relevés suggèrent que le réchauffement estival continu en Antarctique occidental pourrait perturber l'équilibre de surface de la couverture de glace, ce qui fait que la région pourrait contribuer encore davantage à la hausse globale du niveau des océans », indique David Bromwich.
Contrairement à l’Arctique, au sud, ce n’est pas la fonte des glaces qui est responsable de l’élévation des océans, mais la désintégration de plates-formes glaciaires qui empêchent l’écoulement dans la mer de glaces qui viennent du continent. C’est l’autre « nouveauté importante de cette étude », souligne Jean Jouzel. « Jusqu’à présent, on pensait que le phénomène de la fonte des glaces en été n’existait pas dans l'Antarctique. Mais, selon l’étude, il y aurait aussi de la fusion dans une moindre mesure ».
Pour Anne Valette, chargée de campagne Climat/Energie à Greenpeace France, cette étude est « très inquiétante car les conséquences, en termes de masse d’eau, seraient sans commune mesure avec l’Arctique ».
« Le rapport du Giec de 2007 tablait sur une hausse entre 18 et 59 centimètres d’ici la fin du siècle, rappelle Jean Jouzel, mais d’autres études évoquent une élévation d'environ un mètre. Un changement qui serait désastreux pour des centaines de millions de personnes qui vivent dans les régions côtières. On sait, par exemple, qu’il y a 125 000 ans, il faisait 2° à 3°C de plus et que le niveau de la mer était 6 mètres plus haut qu’aujourd’hui… »
On n’en est pas encore là, bien sûr. Mais, selon des estimations, si toute la glace qui recouvre l'Antarctique occidental fondait, le niveau des eaux pourrait monter de 3,30 mètres.
09:13 Publié dans INTERNATIONAL, SCIENCE | Lien permanent | Commentaires (0) | Envoyer cette note | Tags : climat, environnement, réchauffement climatique