LABO univers zéro un 101

CHANTIER DE LECTURE
Dossier pour la science

Les samedis pluvieux d’automne sont toujours un bon moment pour se promener chez les libraires ou flâner dans les bouquineries. Les publications de l’Hexagone arrivent toujours avec un peu de retard au Québec, mais elles finissent toujours par prendre preneur. D’autant plus que les actualités scientifiques ne disparaissent pas comme de petits pains chauds ! Au contraire et fort heureusement… 

La version française de la revue Scientifc American offrait cet été un numéro intéressant sur la modélisation informatique, posant une question s’incrivant bien dans la série de billets «Calculons-nous mieux que l’Univers ?» : La simulation par ordinateur change-t-elle les sciences ?

Même si ce blogue est focalisé sur la cosmologie et l’astrophysique, l’élargissement de cette question aux autres disciplines scientifiques est tout à fait à propos. Une incursion dans d’autres champs de recherche où la carte n’est pas le territoire est d’autant plus intéressante, dans la mesure où elle permet un élargissement de perspective. La modélisation se retrouve utilisée de plus en plus fréquemment à travers maintes disciplines scientifiques, en plus d’alimenter l’Ordre du spectacle au cinéma et à la télévision.

On hésite parfois à acheter des magazines, tardant à ce point qu’on se retouvre devant le numéro suivant, mais cette fois-ci le choix s’est avéré tout à fait juste et contribuera à enrichir le contenu de ce blogue, éventuellement.

DU PAPIER AU NUMÉRIQUE
De l’imprimé au Web

Pour faire d’une pierre deux coups, comme par bonheur, le dossier Pour la science comporte une annonce pleine page nous incitant à visiter le site Interstices, créé par des chercheurs où les technologies de l’information et de la communication sont rendues librement accessibles à un large public. Inconu de ma part jusqu’à aujourd’hui, ce portail est très intéressant à consulter, d’autant plus qu’il reprend la quasi-totalité des articles regroupés dans le numéro du magazine présenté ci-haut. Bonne raison de l’ajouter aux signet et de suivre son évolution. Il est d’autant plus intéressant qu’il enrichit le patrimoine des écrits scientifiques en français sur le Web, qui sont parfois noyés à travers l’abondance presqu’infinie de littérature anglaise. Encourageons cette initiative.

L’artice de Jean-Paul Delahaye et François Rechenman, La simulation par ordinateur change-t-elle les sciences, aborde différentes facettes de la simulation dans une perpective épistémologique en revenant sur cette fameuse petite histoire inventée de toutes pièces par J.-L. Borges, dans son Histoire universelle de l’infamie / Histoire de l’éternité. Je vous laisse la surprise de la découvrir. Elle me rappelle ces souvenirs de banc d’école – où notre professeur d’épistémologie, érudit typiquement batesonnien, avait longuement épilogué sur la problématique de la représentation du territoire. Toutes les images de la cosmologie moderne nous ramènent directement à ce problème de carte / territoire, bien sûr !

Si le coeur vous en dit, et vous voulez aller un peu plus loin, pour plonger tête première dans la simulation informatique, un série d’articles sur la modélisation numérique des phénomènes physiques est susceptible de retenir votre attention.

Deux articles en particulier pourraient nous rapprocher des phénomènes cosmologiques et  astrophysiques :

• Mieux prévoir  les phénomènes météorologiques, où il est question du chaos et de l’harmonie, pour paraphraser la terminologie de Trinh Xuan Thuan. Sensibilité aux conditions initiales, symétrie et asymétrie dans les structures sont au rendez-vous.
• Turbulence piégée sur image, où il est question de fusion thermonucléaire et de Tokamaks. Pensons notamment à ITER, réacteur français avec lequel on désire démontrer la possibilité scientifique et technologique de la production d’énergie par la fusion des atomes. Il est à noter ce projet intéressant au point de vue théorique a donné lieu à un débat public, la gestion de  l’énergie nucléaire demeurant toujours un sujet sensible.

Bref, ce sont de bonnes lectures préparatoires à un prochain billet de la série Calculons-nous mieux que l’Univers qui devrait paraitre sous peu, dans le blogue principal, avec la recension finale de l’essai de Pierre Lévy : La Machine Univers !

1. Au pied de la lettre

Il vous arrive sans doute de recevoir des chaînes de lettres dont le contenu vous exaspère…

Pourtant, il y en a certaines qui sont parfois intéressantes, lorsque par exemple elles associent des objets célestes au monde de la transcendance. Dans ce cas-ci, une rédactrice perçoit donc dans cette représentation photographique d’une nébuleuse l’oeil de Dieu !

C’est un très bel exemple d’association d’esprit, comme un test de Rorschach effectué sur l’image d’un objet céleste… Cela peut aussi nous ramener à la dénomination des constellations, un autre type d’association qui a pris un sens différent selon les époques et les cultures.

La personne ayant initié cette chaîne de lettres était probablement bien intentionnée, vouant du bien aux autres. Quel magnifique exemple de notre fascination pour les objets célestes, même si notre compréhension de leur existence dépasse parfois l’entendement. Imaginez simplement que nous sommes suspendus dans plus de 100 milliards de galaxies, tournant nous même  dans un orbite de la Voie lactée, dont nous ne faisons le tour qu’une fois à tous les 250 millions d’années. Vertiges…

2. Les faits

En consultant la galerie d’images de Hubble, plus particulièrement la collection des nébuleuses, il a été possible de déterminer qu’il s’agissait de la gloire iridescente de la nébuleuse HELIX.

• Cette nébuleuse est une des plus près de notre système solaire, cataloguée NGC-7293, à une distance qui pourrait varier de 85 à 650 années-lumière. Son anneau principal s’étendrait sur distance de 1,5 années-lumière et son anneau extérieur au double. Elle a été découverte aux alentours de 1824 par l’astronome Karl Ludwig Harding.
• Elle est considérée comme un objet céleste assez facile à photographier. Cette nébuleuse en particulier semble très populaire sur le Web, à en croire une recherche effectuée sur le terme nébuleuse Helix – plus de 50 images – et Helix Nebula – près de 1 000 images.
• Mentionnons que ce type d’images d’objets célestes est de plus en plus attrayant, leur qualité picturale résultant du fait que plusieurs photographies sont combinées numériquement pour donner une représentation plus précise, comme il est expliqué dans la page Iridescent Glory of Nearby Helix Nebula showcased on Astronomy Today du site Hubble. Et si par hasard cette image vous séduisait, il est possible d’en obtenir des versions pour votre fond d’écran.  Ayant depuis quelques mois ma galaxie favorite à l’écran, la M-51 – galaxie Whirlpool, je la troque pour cette nébuleuse !

3. Le mythe

• Pour revenir à l’aspect mythologique, rappelons que beaucoup de mythes sont associés aux constellations. Une très belle planche de constellations, sur le site Astroturf, permet d’obtenir des informations à ce sujet. Et comme la nébuleuse Helix est dans la constellation du Verseau, on peut se référer alors au texte spécifique à cette constellation pour en savoir un peu plus.
• Il n’y a pas d’information précise sur la raison pour laquelle l’astronome Harding lui aurait attribué ce nom, qui est en fait le terme anglais pour hélice, ce que suggérerait la forme de cet objet céleste.
• Cependant, ce qui est à retenir, c’est que la découverte d’objets célestes peut parfois conduire à des bouleversements culturels et scientifiques importants. L’objet céleste qui mériterait le plus de retenir notre attention à ce titre est l’explosion d’une supernova, comme celle qui fut observée le 11 novembre 1572 par l’astronome Tycho Brahe, qui vit alors une nouvelle étoile apparaître dans la constellation Cassiopee.
• Ce fut l’acte de naissance de l’astronomie moderne, une preuve outrecuidante que le ciel n’était pas fixé à jamais !

4. La nébuleuse imaginaire Phoenix

Pourquoi ne pas faire un petit clin d’oeil au merveilleux monde imaginaire ? La naissance d’une étoile a marqué l’histoire de l’astronomie à tout jamais, suite à la découverte de Tycho Brahé, rappelons-le !

Finissons donc avec la présentation d’une nébuleuse imaginaire, sortie de l’atelier de l’artiste Greg Martin : la nébuleuse Phoenix. Mais pourquoi Phoenix ? Y a-t-il à votre mémoire un événement céleste qui ait été aussi un fait marquant, annonçant une culture dont nous entrons maintenant dans le troisième millénaire ?

Pour vous aider, tout en demeurant dans le monde de l’imaginaire, ci-joint l’extrait final d’un rapport, rédigé suite à la visite d’un Jésuite astrophysicien près des reste d’une étoile morte, à trois mille années-lumière du Vatican. Parmi les ruines et les artéfacts archéologiques d’une planète qui gravitait autour, il nous livre sa réflexion philosophique suite à la découverte des traces d’une civilisation disparue…

« Avant d’atteindre cette nébuleuse sacrifiée, nous ne pouvions savoir quand l’explosion s’était produite. Nous le savons aujourd’hui, par l’observation astronomique directe et par l’analyse des roches. Je sais aussi à quelle date exacte la lumière de cette catastrophe a brillé durant quelques heures sur la Terre; à quelle date la flamme de cette supernova a illuminé le ciel d’aube d’un pays d’Orient. Aucun doute n’est possible. L’ancien mystère est résolu, hélas ! Vous auriez pu utiliser tant d’autres feux, mon Dieu, pour alerter les mages !

Mon Dieu, pourquoi avez-vous jeté ces peuples beaux dans la fournaise ardente, afin que l’éclat de leur fin brille au-dessus de Bethléem ? »

ARTHUR C. CLARKE
Un jésuite dans l’étoile
PLANÈTE, 13, Novembre / décembre 1963,  115.

Voilà où peut mener l’imagination d’un auteur prolifique comme Arthur C. Clarke, pour proposer une interprétation originale d’un événement cosmique s’inscrivant dans les fondements de notre civilisation. Mais qui peut parler sérieusement de cette fameuse étoile de Bethléem ? Nous sommes ici entre les frontières du mythe et de la science, entre celles du sacré et du profane, pour paraphraser Mircea Eliade. Nous ne nous étonnons plus désormais de la fascination des Humains pour la profondeur des immensités cosmiques, la science moderne nous en offrant plein la vue.

On peut imaginer facilement que pullulent maintes théories sur l’étoile de Bethléem, sans qu’il y en ait vraiment de crédible. N’est-ce pas le charme nébuleux des mythes fondateurs, de ces légendes intemporelles qui sont un monde parallèle au récits et théories de la science ?

Pourquoi simplement ne pas nous étonner des deux ?

Niveau 201 – Bibliothèque de signets à suivre

Supernova – Nébuleuse

Apostille 2007-04-19

La capsule témoins n’aura pas failt long feu. Elle n’est plus disponible en ligne, un projet qui aura duré le temps d’un feu de paille comme beaucoup de projet de la sorte, sur le WEB. Une image de l’écran d’accueil ayant été conservé sur ce blogue, ce sera donc un souvenir évanescent d’une expérience qui était sensé être extraordinaire, mais qui s’est terminé assez discrètement…  

Article original

 
Écran d’accueil animé de la Capsule témoin Yahoo

En recherchant une illustration pour un espace Calabi-Yau afin d’illustrer un billet en rédaction – sur la perception de l’espace – de fil en aiguille, le projet intéressant : la Capsule témoin Yahoo! est apparu sur mon écran ! Selon son créateur, l’artiste Jonathan Harris, « cette capsule témoins, premier projet d’anthropologie électronique, reflète l’air du temps, les voix, les images et les récits du monde ». C’est à partir d’un site de MSNBC sur la science, dont un saut final sur le blogue Clicked, intitulé BUILDING A COSMIC FRIEND LIST, qu’il m’a été permis de découvir ce site très original !

Ce sera donc intéressant de surveiller la progression des contributions, d’ici la date finale de leur acceptation.

Bienvenue aux commentaires

Il serait intéressant que vous fassiez part de vos commentaires, dans ce billet, sur ce site que je vous propose !

Renvois

• Information biographique sur l’artiste concepteur – The Work of Jonathan Harris
• Billet BUILDING A COSMIC FRIEND LIST
• Billet sur le blogue précédent – Demain, après demain ou dans 50 000 ans ? – traitant aussi d’un projet de mémoire collective – Kéo – qui ne semble pas décoller, dans le sens propre ou figuré !

Suivi du thème dans la bibliothèque de signets

Anthropologie électronique

1. Espace temps à reconquérir ?

La session d’automne du blogue s’annonçait sous le signe du doute méthodique. La lecture de La mélodie secrète de Thuan m’a permis d’identifier certains enjeux cruciaux de la cosmologie contemporaine, de quantité de zones floues – voire d’une série d’artifices nécessaires pour que le modèle standard tienne la route. Une première incursion dans l’essai de Jean-Pierre Luminet – L’invention du Big Bang, m’a aussi permis de constater qu’une quatrième révolution cosmologique pourrait avoir lieu – après la copernico-galliléenne, la newtonienne et enfin la einsteinienne.

Comme si c’était dans l’air du temps de constester, m’imaginant parfois que mes doutes n’étaient pas parfaitement fondés puisque ma démarche personnelle est hors du circuit académique, je me suis réjoui ce matin en étant interpelé fortement par un titre à sensation, à la une du Science & Vie de septembre 2006 : Espace-temps – Et s’il fallait tout reprendre à zéro ? Trois remarques sous ce titre : La physique dans une impasse; La faute à Gallilée; Tout l’Univers est à reconstruire. Je ne vais pas gâcher cette belle impression de confusion momentanée; cela me rassure dans mes doutes !

Agréablement, j’ai enfin pu enfin mettre la main sur un exemplaire du nouveau livre de Smolin, The Trouble with physics de Lee Smolin, qui annonce d’entrée de jeu dans sa table de matière qu’il y a cinq problèmes majeurs dans la physique.  Je vais lire attentivement ce chapitre avant de le commenter, bien sûr. Une nouvelle intrigue dans le roman cosmologique !

2. A Complete Guide to the Physical Universe ?

Enfin, une aubaine incroyable s’est manifestée – pour moins de 8.00 $ CAN, je viens de trouver un exemplaire de cette brique de plus de 1 000 pages de Roger Penrose, The Road to Reality – A Complete Guide to the Physical Universe, en couverture souple. J’avais fait l’acquisition de la version reliée de cet ouvrage l’an passé à plus de 10 fois ce prix ! Il me semblait que le sous-titre était différent – A Complete Guide to the Laws of the Universe. C’est possiblement une erreur d’impresssion de couverture, vérification faite, c’est bien ce dernier titre qui apparait dans la page iii ! Ce n’est plus un guide des LOIS, donc, mais simplement de l’univers physique ? Amusant, cette espèce de lapsus probablement involontaire de l’éditeur ! À ce prix, il n’y aura pas d’hésitation à glisser ce nouvel exemplaire dans le sac à dos quand ce sera le temps de travailler dans cet ouvrage. C’est un défi de lecture ambitieux qui occupera sans doute une bonne partie de l’hiver pour débroussailler tous les concepts mathématiques s’étalant sur 34 chapitres dont certains titres sont presque affolants.

Penrose propose un périple presque insensé dans les mathématiques, à partir de la géométrie pythagoricienne et hyperbolique, en passant aussi par le topologie riemannienne, par les hyperfonctions de Fourrier, la géométrie de Minkowski, et un nombre tout à fait étonnant d’univers mathématiques que je ne connais pas encore, dont l’algèbre quantique. C’est probablement un livre qui va me défier et m’obliger à travailler d’arrache-pied, mais pourquoi pas ! Un autre exercice à faire sera de me taper des pages et des pages de correctifs, qui vont m’occuper pendant de longues heures afin de m’assurer que je ne m’enfonce pas dans les erreurs ! Bien du plaisir en perspective !

En se fiant à la recension de Georges Johnson, du New-York-Times, on pourrait qualifer ainsi l’expérience de lecture :

Le lecteur parfait pour « The Road to Reality » [...] serait quelqu’un de confortable dans la traversée des hautes altitudes du raisonnement abstrait, mais ayant passé à côté des percées importantes de l’histoire des sciences — un être, en quelque sorte, d’une autre lieu et d’un autre temps. C’est le livre que des archéologues extra terrestes pourraient étudier afin de comprendre, avec rigueur, comment les habitants du 21ème siècle, de la troisième roche autour du soleil, croyaient que le monde fonctionnait.

 Bref, il sera impossible de s’ennuyer pendant les longues soirées d’hiver !

Les Humains expédient régulièrement des sondes dans l’espace, qu’elles soient satellisées autour de la Terre ou envoyées plus loin dans le système solaire, sinon à l’extérieur. Nous ne prenons pas toujours le temps de comprendre les objectifs et les visées scientifiques de ces missions ! Dans mon cas, je me laissé dépasser par ces événements, mon rythme de lecture effrené provoquant une accumulation incessante d’informations et provoquant un vif désir de les partager rapidement. Mais pourquoi partager une information si elle n’est pas intelligible, sans me soucier de bien la comprendre moi-même tout d’abord ? C’est lors de mes conversations avec mes proches que je le réalise, quand je dois expliquer mes dernières trouvailles. Ce partage devient inutile et n’ajoute pas grand chose si je ne fais que me transformer en perroquet, un de plus se joignant alors à la génération du couper coller !

À titre d’exemple, j’avais déjà illustré un billet Calculons-nous mieux que l’Univers avec le schéma ci-dessous qui avait de belles propriétés esthétiques; mais avouons… sans comprendre exactement ce qu’il représentait. Ajourd’hui, en revenant sur le site d’où provenait ce schéma, j’avais la ferme intention de résoudre cette incompréhension. Faute avouée à moitié pardonnée dit-on ! Je dois éviter dans le futur de me comporter ainsi si je désire que ce journal de recherche soit cohérent et utile pour ceux et celles qui y manifestent un certain intérêt, sinon j’aurai l’impression de parler à travers mon chapeau – on me l’a déjà reproché et j’en ai pris note.

Donc, à l’avenir, lorsque je vais rencontrer sur mon chemin une mission qui me semble importante, je vais tout d’abord lire en entier le site de la mission et en résumer l’essentiel, tout en ouvrant le chemin vers chaque site officiel de mission, que j’aurai lu auparavant pour mieux résumer. Cela pourra attiser la curiosité et ce sera sans doute plus intéressant.

Mission LISA (Laser Interferometer Space Antenna)

J’ai eu dernièrement un discussion sur la nature des ondes gravitationnelles et sur la manière dont elles peuvent être détectées, autant sur la Terre que dans le Ciel. Il faut se rappeler que les trous noirs ou les étoiles à neutron massives en paire – en orbite autour d’un centre de gravité commun – seraient les sources principales d’ondes gravitationnelles qui, en principe, peuvent concourir à la distortion de l’espace selon les lois de la gravité. Mais quand nous sommes assis face à face avec quelqu’un dans un fauteuil il n’est pas facile de comprendre qu’il puisse y avoir effectivement des distortions de l’espac, si minimes soient-elles, parce que nous sommes habitués, à notre échelle, de parcourir des distances qui sont toujours égales. Vous n’imaginez pas que demain matin la bouche de métro sera un peu plus loin parce qu’il vient d’y avoir momentanément une distortion de l’espace, n’est-ce pas ? Admettons que la courbure de l’espace qui serait aussi conséquente à la force gravitationnelle – imaginez une boule déposée au centre d’un carré de tissus extensible pour vous figurer visuellement une courbure d’espace -  n’est pas facile à comprendre pour la plupart des gens.

Mais ne nous inquiétez pas, ce phénomène qui est un des pilliers de la théorie de la relativié est même difficile à détecter expérimentalement, en plus. La mission LISA, planifiée pour 2012, devrait justement permettre de raffiner notre compréhension de ce phénomène. En envoyant en orbite simultanément 3 sondes qui suivront une formation de vol en triangle équilatéral, à 5 millions de km. de distance entre chacune d’elles, nous devrions enfin disposer d’un système de triangulation assez sophistiqué pour détecter ces variations infimes de l’étendue de l’espace ! Ensemble, ces trois sondes se trouveront à former un interféromètre de type Michelson, la mesure continue de la distance qui les séparera consituera une forme de triangulation de l’espace. Toute variation infime de distance entre les trois pourra être perçue comme une distortion de l’espace, en fait.

Voilà qui nous place bien loin de la navigation en triangle sur la mer, à l’époque de Christophe Colomb, avec sa Nina, sa Pinta et sa Santa-Maria, où ils utilisaient des astrolabes pour se repérer ! D’ici là, il y a d’autre observations en cours, sur un observatoire terrestre – le LIGO - et je publierai aussi une autre série de billet sur ce type d’observatoire, une fois que j’aurai mieux compris leur mode de fonctionnement ! Pour ajouter une notre complémentaire à notre difficulté de comprendres des phénomènes de variation de l’étendue de l’espace, rappelons que nous sommes continuellement face au défi de remodeler nos perceptions en sachant tenir compte de nos limites, notamment au niveau des échelles de grandeur.

Nos perceptions sont difficiles à changer, mais les sensations que nous pouvons éprouver sont un peu plus malléables. Je me souviens par exemple, il y a une dizaine d’années, comment je me sentais bizzarre le lendemain d’un séisme ayant eu lieu dans la ville de Québec. Même s’il n’avait duré que quelques secondes, en début de soirée, une panne de courant s’en suivit et je me rendis d’un pas bien incertain chez une amie demeurant à deux coins de rue. Je marchais sur le trottoir, mais mon pas n’était pas assuré, le mollet me semblait mou. Objectivement, rien n’avait changé dans le trottoir, il va de soi, mais la psychomotricité était altérée par cette peur soudaine. Cette exemple devrait illustrer la différence que je veux souligner entre la perception et la sensation.

Cette différence peut dont aussi nous affecter quand nous nous émerveillons devant les étoiles la nuit, nous oublions qu’elles sont une multitude de Soleils accrochés dans le ciel. Comme disait un ami, soleil de nuit, étoile de jour; car le jour, devant la lumière aveuglante du Soleil, nous oublions à l’inverse que c’est une étoile parmi la centaine de milliards en suspens dans la voie lactée. Comme quoi rien n’est dans la matière, tout est dans la manière… de percevoir !