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Articles de dimitri1977

  • ALERTE MÉTÉO VIGILANCE ORANGE DANS LE SUD EST DE LA FRANCE LE 23.11.2018 

    LE 29.01.2020: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/ Bulletin de vigilance dangers naturels de la Confédération Suisse du 29.01.2020

    Bulletin de vigilance dangers naturels de la Confédération Suisse du 29.01.2020

     

    Date d'édition: mercredi 29 janvier 2020 09h00
    Information suivante: dernières informations

    Processus degré Zones concernées de à
    Vent 3 Oberland bernois, Préalpes centrales, Préalpes orientales 27.01.20, 21h 29.01.20, 09h

    Aucune description de photo disponible.

    Carte de vigilance du mardi 28.01.2020

    Source: https://www.meteosuisse.admin.ch/

    Fin d'avertissement de vents tempétueux dans l'Oberland bernois, les Préalpes centrales et orientales 

    Le courant d'ouest dynamique qui a engendré de fortes rafales de vent entre mardi et mercredi est en train de faiblir. Les rafales encore attendues ces prochaines heures n'atteindront par conséquent plus les seuils d'avertissement. 

    Météo  (État au : 29.01.2020, 09h00)

    Situation actuelle

    Une profonde dépression centrée sur la Mer du Nord a fait circuler un front froid dynamique et actif sur la Suisse. A l'avant, au passage et à l'arrière de ce front, des rafales tempétueuses de secteur ouest à sud-ouest ont été enregistrées le long du Jura, sur le Plateau ainsi que le long des Préalpes centrales et orientales. Des rafales entre 80 et 110 km/h, localement jusqu'à 120 km/h ont été mesurées mardi en plaine sur le Plateau ainsi qu'en Ajoie. Sur le Jura au-dessus de 1000m, des rafales entre 100 et 130 km/h ont été atteintes, voire localement jusqu'à plus de 150 km/h. Dans les Préalpes centrales et orientales, ainsi que dans l'Oberland bernois, des rafales entre 100 et 150 km/h ont été mesurées.

    Prévisions

    Les vents vont continuer de faiblir mercredi avec l'affaiblissement du courant de nord-ouest en altitude. Le long du Jura et sur le Plateau : les vents ont déjà significativement faibli mardi après-midi. L'avertissement de degré 3 a donc déjà été levé mardi en fin de journée. En montagne, les vents vont progressivement faiblir mercredi. Les rafales pourront encore atteindre 70 à 100 km/h sur les crêtes, mais resteront inférieures au seuils d'avertissement.

    Source: https://www.meteosuisse.admin.ch/
    Lien: https://www.meteosuisse.admin.ch/home.html?tab=bulletin

  • ALERTE MÉTÉO VIGILANCE ORANGE DANS LE SUD EST DE LA FRANCE LE 23.11.2018 

    LE 28.01.2020: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/Bulletin de vigilance dangers naturels de la Confédération Suisse du 28.01.2020

    Bulletin de vigilance dangers naturels de la Confédération Suisse

    Aucune description de photo disponible.

    Carte de vigilance du mardi 28.01.2020

    Source: https://www.meteosuisse.admin.ch/

     

    Date d'édition: mardi 28 janvier 2020 11h00
    Information suivante: mercredi 29 janvier 2020 09h00

    Processus degré Zones concernées de à
    Vent 3 Aigle - Leysin, Est du Plateau, Jura, Oberland bernois, Plateau romand, Préalpes centrales, Préalpes orientales, Quart nord-ouest, Schaffhausen, Vouvry 27.01.20, 21h 29.01.20, 09h

    Vents tempétueux Jura, ouest, Est et nord du Plateau ainsi que dans les Préalpes centrales et orientales 

    Jusqu'à aujourd'hui mardi en fin d'après-midi, des rafales pouvant souffler jusqu'à 90 à 110 km/h sont attendues le long du Jura ainsi que sur l'ouest, l'est et le nord du Plateau. Le long des Préalpes centrales et orientales, des rafales jusqu'à 120-150 km/h pourront souffler au-dessus de 2000 m jusqu'à mercredi en matinée. 

    Météo  (État au : 28.01.2020, 11h00)

    Situation actuelle

    Une profonde dépression centrée sur la Mer du Nord fait actuellement circuler un front froid dynamique et actif sur la Suisse. A l'avant, au passage et à l'arrière de ce front, des rafales tempétueuses de secteur ouest à sud-ouest se produisent le long du Jura, sur l'ouest, l'est et le nord du Plateau ainsi que le long des Préalpes centrales et orientales. Des rafales entre 80 et 110 km/h ont déjà été enregistrées ce mardi matin en plaine sur l'ouest et le nord du Plateau ainsi qu'en Ajoie. Sur le Jura au-dessus de 1000m, des rafales entre 100 et 130 km/h ont déjà été atteintes. Dans les Préalpes centrales et orientales, certaines stations ont déjà mesuré des pics de vent entre 80 et 145 km/h.

    Prévisions

    Le long du Jura et sur l'ouest, l'est et le nord du Plateau : les rafales atteindront leur maximum d'intensité entre mardi matin et le milieu d'après-midi.  Les rafales maximales attendues seront de l’ordre de 90 à 110 km/h en plaine en-dessous de 1000 m, et de l'ordre de 110 et 135 km/h au-dessus de cette altitude dans ces régions. Dès mardi en fin d'après-midi, les vents faibliront quelques peu, ce qui marquera la fin de l'avis de degré 3 pour ces régions. Toutefois, la nuit de mardi et mercredi restera venteuse avec des rafales pouvant encore atteindre par endroits les 70 à 90 km/h, ce qui nécessitera vraisemblablement l'envoi d'un avis de degré 2 la nuit prochaine et jusqu'à mercredi matin pour ces régions.

    Le long des Préalpes centrales et orientales : les rafales atteindront leur maximum d'intensité ce mardi après-midi mais resteront tempétueuses avec un deuxième pic durant la nuit de mardi à mercredi. Les rafales maximales attendues sont de l'ordre de 100-130 km/h entre 1000 et 2000 m et entre 120-150 km/h au-dessus de 2000 m. Les vents devraient ensuite faiblir en cours de matinée de mercredi ce qui marquera la fin de l'avis de degré 3 pour ces régions.

     

    Aucune description de photo disponible.

    Carte de vigilance du 29.01.2020 Faite le 28.01.2020

    Source: https://www.meteosuisse.admin.ch/

    Source: meteosuisse.admin.ch
    Lien: https://www.meteosuisse.admin.ch/home.html?tab=bulletin

     

  • Csm kepler telescope 80a848b86b

    LE 28.01.2020: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/ Qu'adviendra-t-il du télescope spatial Spitzer après sa retraite?

    Qu'adviendra-t-il du télescope spatial Spitzer après sa retraite?

    Spitzer sera mis hors tension cette semaine. Mais qu'arrive-t-il au télescope en orbite maintenant?

    Par Hailey Rose McLaughlin  | Publication: lundi 27 janvier 2020

    SUJETS CONNEXES: NASA

    spitzer

    Une illustration du télescope spatial Spitzer.

    NASA

    Le télescope spatial Spitzer de la NASA sera mis hors service le 30 janvier après 16 ans d'étude des exoplanètes, de notre propre système solaire et des galaxies lointaines .

    Parce qu'il voit dans l'infrarouge, la chaleur AKA, les capacités de Spitzer ont été cruciales pour les missions d'observation de la NASA. Les instruments ont permis aux scientifiques de collecter des données dans des zones de notre univers normalement couvertes de gaz interstellaires et de poussières.

    Le dernier jour officiel de collecte des données sera le 28 janvier. Le 30, une commande sera envoyée à Spitzer depuis le contrôle au sol, déclenchant un «mode sans échec» et éteignant les systèmes du télescope.

    Mais contrairement à Hubble, qui sera désorbité pour brûler dans l'atmosphère, Spitzer fait face à un sort différent. En effet, le télescope a une orbite très particulière, traînant à environ 158 millions de kilomètres derrière la Terre pour le tenir à l'écart de la chaleur parasite.

    Dans environ 53 ans, l'orbite de Spitzer dépassera notre planète. Mais, une fois que le télescope survolera le vaisseau spatial Terre, Spitzer s'éloignera dans la direction opposée dans le vide de l'espace, a déclaré Joseph Hunt, l'actuel chef de mission de Spitzer, dans un récent discours .

    Un héritage durable

    Le télescope a certainement gagné sa subsistance au cours de sa mission d'une décennie et demie. Spitzer a regardé à travers les nuages ​​de gaz et de poussière pour imaginer certaines des galaxies les plus éloignées, a analysé la composition chimique des nuages ​​de poussière dans l'univers et a même trouvé quelques planètes.

    Au cours de la dernière année et demie de la mission de Spitzer, il a passé beaucoup de temps à étudier l'univers des systèmes d'exoplanètes, une mission pour laquelle il n'était pas conçu. Malgré cela, le télescope a découvert un certain nombre d'exoplanètes, y compris le système Trappist-1, le groupe d'exoplanètes le plus proche de la Terre.

    Donc pour l'instant, quand vous regardez dans le ciel nocturne, souvenez-vous que Spitzer est toujours avec nous. Eh bien, nous suivre au moins.

    Source: http://www.astronomy.com
    Lien: https://astronomy.com/news/2020/01/spitzer-is-about-to-retire-what-will-happen-to-it?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR30WZA_BCaHDu8emB2HpV3zbjjqZbMheh91b3GNduPuQQ4yufuuSFspXsU

  • Fond etoile web hd

    LE 28.01.2020: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/ de nouvelles études approfondissent le mystère de l'expansion de l'univers.

    Confusion constante: de nouvelles études approfondissent le mystère de l'expansion de l'univers

    Les astronomes mesurant la luminosité des étoiles géantes rouges ont indépendamment déterminé la vitesse de l'expansion de l'univers.

    Par Robert Naeye  | Publication: mardi 16 juillet 2019

    RedGiantIllustration

    Les astronomes ont utilisé une méthode de mesure des étoiles géantes rouges pour déterminer la vitesse de l'expansion de l'univers.

    Norval Glover / Université de Chicago

    Si vous êtes confus par la cosmologie moderne, vous n'êtes pas seul. Les cosmologistes eux-mêmes sont confus et deux nouveaux résultats, utilisant des méthodes très différentes, ajoutent à leur perplexité collective. Les résultats sont des mesures de la vitesse à laquelle l'univers se développe, connue sous le nom de constante de Hubble. Ces dernières années, les astronomes continuent de trouver des réponses étrangement différentes à cette question fondamentale.

    Dans une recherche très attendue publiée mardi et prévue pour publication dansL'Astrophysical Journal , un groupe dirigé par Wendy Freedman de l'Université de Chicago, a constaté que notre cosmos s'étend à un taux de 69,8 kilomètres par seconde par mégaparsec, où un mégaparsec équivaut à 3,26 millions d'années-lumière.

    Mais dans une autre étude publiée la semaine dernière sur arXiv , un site Web en accès libre, un consortium international connu sous le nom de H0LICOW dirigé par Kenneth Wong de l'Université de Tokyo et Sherry Suyu du Max Planck Institute en Allemagne, a mesuré le taux d'expansion de l'univers à 73,3. kilomètres par mégaparsec.

    Les résultats sont proches, mais ils ne correspondent pas exactement à la satisfaction de tous. Les deux équipes ont essentiellement posé de nouveaux jalons dans un domaine qui fait l'objet de controverses depuis des décennies. Et ils alimentent une tension croissante entre les groupes qui utilisent différentes méthodes pour mesurer l'expansion cosmique.
     


     

    Vous pouvez en savoir plus sur la lutte pour déterminer la vitesse à laquelle l'univers se développe et ce que cela signifie La tension au cœur de la cosmologie ,directement issue des pages dumagazineAstronomy.


     


    Les enjeux sont élevés. De petits changements à la constante de Hubble affectent la meilleure estimation de la science pour l'âge de l'univers par des centaines de millions d'années. Et si les astronomes peuvent clouer la constante de Hubble à la satisfaction de tous, ils pourraient aider à révéler la nature de la mystérieuse énergie sombre qui accélère l'expansion cosmique.

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    Les astronomes ont utilisé le télescope spatial Hubble pour comparer la luminosité des étoiles géantes rouges éloignées à la luminosité des étoiles voisines. Parce que ces anciennes étoiles ont la même luminosité, les scientifiques peuvent utiliser leur lumière comme une «bougie standard» pour savoir à quelle distance leur galaxie hôte est éloignée de la Terre. Ce résultat peut ensuite être comparé au taux de récession apparent des galaxies, offrant une mesure de la vitesse à laquelle notre univers se développe. Les géants rouges, trouvés dans les halos de leur galaxie, sont représentés ici dans des cercles jaunes.

    NASA, ESA, W. Freedman (Université de Chicago), ESO et le Digitized Sky Survey

    Une nouvelle mesure

    Freedman et son équipe ont utilisé une nouvelle méthode pour déterminer la constante de Hubble. Ils ont utilisé le télescope spatial Hubble et d'autres instruments pour mesurer la luminosité des étoiles géantes rouges les plus brillantes à la périphérie d'autres galaxies. Ces anciens soleils sont des objets relativement simples avec une luminosité presque uniforme et bien connue, de sorte que les astronomes peuvent convertir des mesures de luminosité précises en distances.

    Cette méthode diffère des efforts précédents, y compris le projet clé du télescope spatial Hubble de Freedman il y a deux décennies. Au lieu d'étudier les géantes rouges, d'autres équipes ont suivi notre univers en expansion en utilisant des céphéides, qui sont de jeunes étoiles dont la luminosité varie périodiquement. Des mesures récentes utilisant des céphéides ont trouvé la constante de Hubble à environ 73. Et en avril, l'équipe SH0ES, dirigée par le prix Nobel Adam Riess du Space Telescope Science Institute et de l'Université Johns Hopkins, a mesuré un taux de 74. Les

    astronomes se seraient attendus à ce que méthodes géantes rouges et céphéides pour donner la même réponse. Mais ils sont juste assez loin pour être cosmologiquement significatifs. La raison de cet écart, explique Riess, est que son groupe et le groupe de Freedman ont utilisé différentes méthodes pour tenir compte des effets d'atténuation de la poussière.

    Riess dit que si l'équipe de Freedman avait utilisé la même méthode, leur résultat constant de Hubble correspondrait presque à celui de SH0ES. "Ce résultat me donne en fait plus de confiance dans notre résultat", dit-il.

    En contraste, l'équipe H0LICOW utilise une stratégie totalement indépendante qui s'appuie sur la géométrie plutôt que d'observer des étoiles individuelles dans d'autres galaxies. H0LICOW surveille des quasars distants - des trous noirs supermassifs actifs au cœur de grandes galaxies - qui ont été cristallisés par gravitation par des galaxies de premier plan. L'effet de déformation spatio-temporelle de ces galaxies massives crée des lentilles qui divisent la lumière, créant ainsi plusieurs images du même quasar. En conséquence, la lumière de chaque image prend un chemin différent pour atteindre la Terre. En observant les différentes images des quasars scintiller de luminosité au cours des mois et des années, les astronomes H0LICOW ont mesuré une constante de Hubble de 73,3.

    «Nos résultats concordent très bien avec ceux de SH0ES», note Suyu.

    Le fait que H0LICOW et SH0ES dérivent le même taux d'expansion (dans leurs marges d'erreur) malgré l'utilisation de méthodes radicalement différentes donne une grande confiance que la constante de Hubble se situe quelque part entre 73 et 74. Si la méthode du géant rouge peut d'une manière ou d'une autre être introduite dans Conformément à ces autres méthodes, les astronomes considéreront probablement la constante de Hubble comme un problème résolu.

    TempMap

    Cette carte du rayonnement de fond micro-ondes cosmique montre les fluctuations de température qui correspondent à différentes densités à travers notre univers.

    SPTpol

    Puzzle de planche

    Mais il y a encore un autre résultat qui ne correspond pas tout à fait à cette image rose. Il y a plusieurs années, une équipe internationale analysant des données très différentes du satellite Planck de l'Agence spatiale européenne a trouvé une constante Hubble de 67,4, avec seulement une petite marge d'incertitude.

    Avec Planck, les cosmologistes ont effectué des mesures ultra-précises du motif moucheté du fond micro-ondes cosmique, le rayonnement résiduel du Big Bang. La carte résultante fournit une mine d'informations sur la matière noire, la matière atomique et l'énergie noire qui composent l'univers. En mesurant les rapports de ces ingrédients cosmiques de Planck, les cosmologistes peuvent prédire ce que devrait être la constante de Hubble.

    Mais les résultats H0LICOW et SH0ES sont supérieurs à la prédiction de Planck de 67,4, une disparité qui, selon Riess, n'a qu'une chance sur 100 000 de résulter d'erreurs de mesure. Il pense que l'écart est probablement dû à une nouvelle physique inconnue et peut-être très excitante.

    Freedman note que le résultat de son équipe se situe entre le bas et le haut de gamme, mais ils sont encore légèrement plus proches de ceux de Planck. Cependant, elle n'écarte pas la possibilité que de légères erreurs de mesure d'une ou plusieurs équipes soient responsables des différentes constantes Hubble.

    «Je pense que ces résultats montrent que si vous ne comptez que sur une seule méthode, vous risquez de manquer quelque chose de systématique qui est difficile à découvrir avec une seule méthode», dit-elle. "C'est pourquoi vous avez besoin de méthodes indépendantes."

    Pour sa part, Suyu note que le problème reste loin d'être résolu: «Le défi constant de Hubble se poursuit alors que chaque sonde / équipe essaie de réduire les incertitudes de leurs mesures et de contrôler leurs erreurs systématiques. De nouvelles sondes indépendantes de la constante de Hubble seraient également très précieuses. »

    Source: http://www.astronomy.com
    Lien: http://www.astronomy.com/news/2019/07/constant-confusion-new-studies-deepen-mystery-of-universes-expansion?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR12URdSWQWzR90QNs6h4J1O45DgkeuXLcboWQJaCCCKy6ezRo3GzQhZsP0

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    LE 28.01.2020: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/Des traces des trous noirs quantiques de Hawking.

    Des traces des trous noirs quantiques de Hawking dans les ondes gravitationnelles ?

     

    Journaliste

    Selon deux physiciens, un traitement quantique de l'horizon des trous noirs, pouvant aider à comprendre les énigmes posées par les trous noirs quantiques de Hawking, pourrait conduire à une signature du comportement quantique de l'horizon des événements dans les ondes gravitationnelles. Ligo et Virgo pourraient avoir déjà détecté des indices de cette signature avec la source d'onde GW170817.

     

    Interview : comment mesurer les ondes gravitationnelles ?  Les ondes gravitationnelles sont des déformations de l’espace-temps prédites par Einstein. Il serait possible de les mesurer avec des outils appropriés. L’éditeur littéraire Dunod a interviewé Pierre Binétruy, professeur au laboratoire Astroparticule et Cosmologie de l'université Paris Diderot, afin d’en savoir plus sur ces mystérieuses ondes et sur la façon dont on pourrait les détecter. 

    On ne le répétera sans doute jamais assez mais un trou noir ne se définit ni par sa densité ni par le fait qu'il posséderait une singularité de l'espace-temps en son cœur. Les trous noirs supermassifs possèdent des densités qui peuvent être celle de l'eau ou de l'air, et une théorie quantique de la gravitation supprime très probablement l'effondrement de la matière, de la lumière et finalement, de l'espace-temps lui-même au point de devenir une singularité, tout comme les lois quantiques stoppent l'effondrement des électrons sur les noyaux des atomes malgré l'attraction électrostatique entre ces particules.

    Ce qui définit un trou noir de façon rigoureuse -- depuis notamment les travaux de Roger Penrose, Stephen Hawking, John Wheeler et d'autres chercheurs des années 1960 --, c'est l'existence d'un horizon des événements clos entourant une région de l'espace. Il existe une formulation très précise de la nature de cet horizon mais, grossièrement, on peut dire que, dans le cadre d'une théorie classique de la gravitation avec un espace-temps courbe (il n'est pas nécessaire de supposer que les équations d'Einstein soient les bonnes équations pour décrire la dynamique de cet espace-temps complètement), un trou noir est une sorte de bulle formée d'une membrane fictive, effective, qui ne laisse passer matière et lumière que dans un seul sens. Une fois dans la bulle, elles ne peuvent plus en sortir car le champ de gravitation nécessiterait qu'un objet physique, particule ou onde, puisse se propager parfois plus vite que la lumière.

    On sait que Stephen Hawking, en se basant notamment sur les travaux de Jacob Bekenstein, Yakov Zel'dovich et Alexei Starobinski, a été conduit à découvrir que la mécanique quantique impliquait que les trous noirs, en rotation ou pas, devaient tout de même s'évaporer en perdant leurs masses et leurs moments cinétiques s'ils en avaient. Un trou noir doit, en effet, émettre un rayonnement chaud du type de celui d'un corps noir avec une température inversement proportionnelle à sa masse. En clair, plus un trou noir devient petit, plus il devient chaud et plus il s'évapore vite.

    Dans cette vidéo, Jean-Pierre Luminet nous parle de l'évaporation des trous noirs via le rayonnement de Hawking. Cette évaporation pose une énigme connue sous le nom de paradoxe de l'information avec la physique des trous noirs. © Du Big Bang au vivant

    L'horizon des événements pose un problème avec l'information quantique

    La découverte du rayonnement Hawking a ensuite conduit à l’énigme du paradoxe de l’information, là aussi une découverte du défunt Stephen Hawking. Si la mécanique quantique force un trou noir à rayonner, son évaporation et l'existence d'un horizon des événements devraient conduire à la destruction de l'information qui était portée par les objets tombants dans un trou noir. Tout le contenu en information d'un livre comme l'Hypérion de Friedrich Hölderlin devrait disparaître à tout jamais dans un trou noir et seule sa masse ne pourra en sortir et que sous la forme de l'énergie et des particules du rayonnement Hawking.

    Malheureusement, cette destruction d'information est interdite par la mécanique quantique. Il y a une erreur mais où ?

    Or, au début des années 2010, en poursuivant leur étude de cette énigme, les théoriciens sont tombés sur des contradictions encore plus graves qui ont conduit certains d'entre eux à remettre en question la notion classique de l'horizon d'un trou noir en invoquant, par exemple, l'existence d'un « pare-feu » (firewall en anglais). Une intense controverse s'ensuivit conduisant Stephen Hawking à faire sans doute un peu malicieusement son buzz habituel en suggérant effectivement que les trous noirs, au sens habituel, n'existaient pas et que l'horizon des événements n'était qu'une approximation commode pour comprendre certains phénomènes mais n'existait pas vraiment.

    Futura avait consacré un précédent article à cette polémique que le lecteur peut trouver ci-dessous pour en apprendre beaucoup plus.

    Toujours est-il que l'idée que l'horizon des événements classique ne soit pas vraiment là -- à cause d'effets quantiques par exemple si l'on introduit la théorie des supercordes pour décrire les trous noirs comme des sortes de « pelotes de cordes » baptisées des « fuzzballs » en anglais, une théorie que l'on doit au physicien théoricien Samir Mathur de l'université d'État de l'Ohio --, est toujours bien présente à l'esprit des chercheurs. Il existe même des alternatives plus radicales comme la théorie des gravastars qui suppose qu'un tout autre objet apparaît lors de l'effondrement des étoiles, un objet avec une sorte de coque solide presque à la place de cet horizon. Mais comment le démontrer ou au contraire le réfuter ?

    Un diagramme d'espace-temps permettant de comprendre le phénomène d'écho gravitationnel. Un trou noir se forme après effondrement (collapse) de l'astre produit par la fusion de deux étoiles à neutrons. Le trou noir produit vibre selon des modes quasinormaux et émet alors des ondes gravitationnelles qui s'amortissent comme le ferait le son d'un cloche heurtée. Des effets quantiques transforment l'horizon des événements en une sorte de membrane qui va réfléchir les ondes gravitationnelles ; ces dernières ont été elles-mêmes réfléchies par l'existence d'une sorte de barrière (angular momentum barriere) dans la structure de l'espace-temps d'un trou noir pour les ondes se propageant dans cet espace-temps. Les ondes réfléchies rebondissent sur les deux barrières semi-transparentes en perdant de l'énergie sous forme d'ondes qui traversent quand même la barrière la plus externe, ce qui donne lieu à une série d'échos. © Jahed Abedi, Niayesh Afshordi

    Un diagramme d'espace-temps permettant de comprendre le phénomène d'écho gravitationnel. Un trou noir se forme après effondrement (collapse) de l'astre produit par la fusion de deux étoiles à neutrons. Le trou noir produit vibre selon des modes quasinormaux et émet alors des ondes gravitationnelles qui s'amortissent comme le ferait le son d'un cloche heurtée. Des effets quantiques transforment l'horizon des événements en une sorte de membrane qui va réfléchir les ondes gravitationnelles ; ces dernières ont été elles-mêmes réfléchies par l'existence d'une sorte de barrière (angular momentum barriere) dans la structure de l'espace-temps d'un trou noir pour les ondes se propageant dans cet espace-temps. Les ondes réfléchies rebondissent sur les deux barrières semi-transparentes en perdant de l'énergie sous forme d'ondes qui traversent quand même la barrière la plus externe, ce qui donne lieu à une série d'échos. © Jahed Abedi, Niayesh Afshordi 

    L'essor de l'astronomie gravitationnelle est peut-être en train de changer la donne avec la possible détection des modes quasinormaux des trous noirs, comme l'expliquait Olivier Minazolli à Futura, et même les images de trous noirs qui peuvent être fournies via l'Event Horizon Telescope comme l'expliquait également à Futura Aurélien Barrau. Le regretté Pierre Binetruy parlait déjà il y a quelques années, comme le montre la fin de la vidéo ci-dessus, de pouvoir tester des théories quantiques des trous noirs avec les ondes gravitationnelles.

    Des ondes gravitationnelles qui rebondissent entre deux barrières

    C'est donc avec un certain intérêt que l'on prend connaissance de l'article d'une équipe de chercheurs composée de Jahed Abedi, chercheur postdoctoral au Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute en Allemagne), et de Niayesh Afshordi (de l'université de Waterloo et de l'Institut Périmètre de physique théorique au Canada). Disponible en accès libre sur arXiv, il a été publié dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics et a même été récompensé par un prix, le Buchalter Cosmology Prize.

    L'idée est la suivante : On part de l'hypothèse que l'horizon des événements d'un trou noir est modifié par des effets quantiques ou une nouvelle physique. Mais dans les deux cas, ils font tout de même en sorte que l'extérieur du nouvel objet se comporte toujours à bien des égards comme un trou noir en rotation ordinaire. On peut donc toujours montrer que des ondes, notamment gravitationnelles mais aussi celles émises par l'évaporation quantique d'un trou noir, vont rencontrer une sorte de mur, une barrière, produite par la structure de l'espace-temps mais un peu au-delà de la région où se trouverait un horizon quantique ou ce qui remplace l'horizon des événements standard (pour les initiés voir l'équation de Klein-Gordon tout en bas de l'article).

    Si l'on prend l'analogie avec un son, alors une partie des ondes émises par le trou noir ou ce qui en tient lieu, va traverser le mur et une autre va être réfléchie. L'énergie des ondes initiales étant répartie entre ces deux parties. Mais si le lieu de l'horizon des événements se comporte en fait aussi comme un mur partiellement réfléchissant, en raison précisément d'effets quantiques ou d'une nouvelle physique, alors les ondes vont rebondir entre les deux murs et un signal périodique -- bien que de plus en plus faible à cause du partage de l'énergie en ondes transmises et réfléchies -- va se présenter comme une sorte d'écho si l'on prend le cas des ondes gravitationnelles.

    On peut en effet appliquer ce scénario au cas de la source d'ondes baptisée GW170817, issue de la fusion de deux étoiles à neutrons, et qui a été détectée le 17 août 2017 par Ligo et Virgo. Le trou noir qui a dû se former lors de la fusion de ces deux astres compacts a dû produire des ondes pendant un certain temps, comme le ferait une cloche dont les vibrations s'amortissent après un choc.

    Dans leur article primé, Jahed Abedi et Niayesh Afshordi annoncent (bien que la preuve convaincante ne soit pas encore là) que, selon leurs analyses encore embryonnaires, on commencerait à voir des indices de la présence de ces échos gravitationnels dans le signal détecté pour GW170817.

    La prudence s'impose mais les conclusions qu'en tire Niayesh Afshordi semblent raisonnables : « Nos résultats sont encore provisoires ; il y a encore une petite chance que ce que nous voyons soit dû à un bruit aléatoire dans les détecteurs, mais cela deviendra de moins en moins probable au fur et à mesure si nous trouvons plus de cas de ce genre. Maintenant que les scientifiques savent ce que nous recherchons, nous pouvons guetter d'autres exemples et obtenir une confirmation beaucoup plus solide de ces signaux. Une telle confirmation serait la première sonde directe de la structure quantique de l'espace-temps ».

    Pour les initiés, le phénomène d'écho gravitationnel peut se deviner avec l'équation décrivant la propagation d'un champ scalaire Φ dans l'espace-temps d'un trou noir sans rotation. On voit ici la partie radiale du champ et l'on remarque, dans le système de coordonnées choisies, que les deux premiers termes de l'équation sont ceux d'une équation d'onde classique mais qu'il apparaît une série de termes avec une masse μ pour une particule associée au champ, et surtout une partie qui se comporte comme une « barrière centrifuge ». On est donc dans un cas où cette barrière transmet et réfléchit une partie de l'onde qui se propage. © Kinwah Wu (MSSL, University College London) Steven Von Fuerst (KIPAC, Stanford University)

    Pour les initiés, le phénomène d'écho gravitationnel peut se deviner avec l'équation décrivant la propagation d'un champ scalaire Φ dans l'espace-temps d'un trou noir sans rotation. On voit ici la partie radiale du champ et l'on remarque, dans le système de coordonnées choisies, que les deux premiers termes de l'équation sont ceux d'une équation d'onde classique mais qu'il apparaît une série de termes avec une masse μ pour une particule associée au champ, et surtout une partie qui se comporte comme une « barrière centrifuge ». On est donc dans un cas où cette barrière transmet et réfléchit une partie de l'onde qui se propage. © Kinwah Wu (MSSL, University College London) Steven Von Fuerst (KIPAC, Stanford University) 

    POUR EN SAVOIR PLUS

    Trous noirs : Stephen Hawking remet-il en cause leur existence ?

    Article de Laurent Sacco publié le 30/01/2014

    Stephen Hawking avait déjà fait sensation il y a 40 ans en annonçant que les trous noirs ne piégeaient pas de l'énergie pour toujours et qu'ils pouvaient s'évaporer. Il s'agissait d'une conséquence des lois de la mécanique quantique. Il jette à nouveau le trouble en suggérant que les trous noirs n'existent pas. Mais est-ce vraiment ce qu'il affirme ? L'information ayant suscité des réactions et des affirmations parfois fantaisistes, la réponse mérite une analyse fine...

    Stephen Hawking vient de réaliser un nouveau coup d'éclat médiatique dont il a le secret. On se souvient par exemple il y a quelques années des remous qu'il avait causés avec le boson de Brout-Englert-Higgs. Ses travaux sur la théorie des trous de ver l'avaient conduit à douter de la possibilité de découvrir cette fameuse particule au LHC. Il avait donc parié avec le physicien Gordon Kane qu'on ne l'observerait pas.

    Cette année, deux semaines après son anniversaire, Hawking a déposé sur arxiv un article court et sans équations dans lequel il semble affirmer que les trous noirs n'existent pas. En réalité, le contenu de cet article a déjà été exposé sur Skype en août 2013, devant ses collègues, lors d'un colloque du Kavli Institute for Theoretical Physics, à Santa Barbara (Californie). Il concerne une solution à une énigme découverte il y a environ deux ans par Ahmed Almheiri, Donald Marolf, Joseph Polchinski et James Sully (AMPS) en réfléchissant au fameux paradoxe de l'information avec les trous noirs. Il s'agit donc d'un nouveau rebondissement dans la saga du problème du corps noir, liant de façon étroite la mécanique quantique, la relativité générale et la thermodynamique.

    Présenté par Hubert Reeves et Jean-Pierre Luminet, Du Big Bang au vivant est un projet multiplateforme qui couvre les plus récentes découvertes dans le domaine de la cosmologie. Jean-Pierre Luminet explique ici l'histoire des découvertes théoriques des trous noirs. © Du Big Bang au vivant

    Les travaux de Hawking sur la théorie des trous noirs, aussi bien du point de vue de la relativité générale classique qu'en utilisant les lois de la mécanique quantique, sont au cœur du paradoxe découvert par AMPS. Quelques rappels sur la théorie classique et quantique des trous noirs sont indispensables pour comprendre en quoi consiste ce paradoxe. Ils permettent aussi de prendre du recul par rapport aux déclarations récentes de Stephen Hawking.

    L'effondrement gravitationnel des étoiles

    Pendant longtemps, la communauté scientifique n'a pas pris au sérieux l'existence des objets que l'on appelle aujourd'hui des trous noirs, et qui étaient prédits par les équations de la relativité générale d'Einstein. Les choses ont commencé à changer quand au début des années 1960, une équipe aux États-Unis (un trio de physiciens qui avaient été impliqués dans la conception de la bombe H états-unienne) s'est attelée à un problème de simulation numérique bien précis. Michael Mayn, Richard White et Stirling Colgate ont mis à profit les compétences qu'ils avaient acquises en physique nucléaire, mécanique des fluides et théorie du transfert radiatif pour simuler sur ordinateur l'implosion d'une étoile de façon réaliste. Il s'agissait de vérifier les conclusions découlant des calculs simplifiés conduits par Robert Oppenheimer et Hartland Snyder à la fin des années 1930.

    Presque au même moment, dans l'ex-URSS, l'un des concepteurs de la bombe H soviétique, le grand Yakov Zel'dovich, lance trois de ses collègues sur le même problème. Les deux équipes ont abouti à des résultats identiques. Au-dessus d'une certaine masse, rien ne peut plus stopper la contraction gravitationnelle d'une étoile, qui finit par franchir une surface sphérique dont la taille est donnée par le rayon de Schwarzschild. L'état final de la matière sous cette surface restait cependant problématique. Les calculs menés avec la relativité générale semblaient impliquer que la courbure de l'espace-temps augmentait en même temps que la densité de la matière pour finir par atteindre une valeur infinie : une