Podcast Science 60 - Les conditions chimiques nécessaires à la vie [ 56:40 | 51.9 MB ] Play Now | Play in Popup | Download (2410)Le dossier de la semaine
- Les conditions chimiques nécessaires à la vie par Mathieu (avec interlude sur l’expérience de Miller par Alan)
L’invité de la semaine
- Jean-Michel Abrassart (du podcast Scepticisme Scientifique) nous parle de l’expérience radiophonique de la Guerre des Mondes, d’Orson Welles et de la panique qu’elle a déclenchée, ou pas. Disponible en version longue sur le blog de Jean-Michel (et dans son balado): http://pangolia.com/blog/?p=903
Retour sur les émissions précédentes
Planètes habitables
- Sonde / Rover Curiosity pour Mars: https://secure.wikimedia.org/wikipedia/fr/wiki/Mars_Science_Laboratory
- Wikipedia: Mars Science Laboratory (MSL) est une mission d’exploration de la planète Mars à l’aide d’une astromobile (rover baptisé Curiosity) développée par le centre JPL de l’agence spatiale américaine de la NASA. La sonde spatiale doit être lancée en 25 novembre 2011 par une fusée Atlas V. va rechercher des traces de vie, analyser la composition minéralogique, étudier la géologie de la zone explorée et collecter des données sur la météorologie et les radiations qui atteignent le sol de la planète. La durée de la mission est fixée initialement à deux années terrestres et le rover est conçu pour parcourir 20 km.
- A signaler aussi que hier (mardi), la sonde Phobos-Grunt a été lancée à destination de Mars par la Russie. Cette mission spatiale russe a pour objectif d’étudier Phobos, un des 2 satellites naturels de la planète Mars et de ramener un échantillon de son sol. Cette sonde russe devrait arriver à destination en octobre 2012. Néanmoins aujourd’hui même, juste après son lancement, il semblerait que la sonde Fobos-Grunt soit restée attrapée en orbite (basse) autour de la Terre, ses moteurs qui devaient l’emmener vers Mars ne seraient pas allumés!
Voici un bon petit lien (Le Cosmographe) plein d’illustrations complémentaires et d’articles variés au sujet du mini système saturnien (Titan et Encelade en vedettes) : http://www.lecosmographe.com/blog/category/astronomie/systeme-solaire-exploration-spatiale/saturne/page/2/
Deux autres liens :
- Le premier concerne la présence d’eau (Sous différentes formes) sur les planètes telluriques du Système solaire et notamment la théorie de la photolyse + l’absorption du dioxygène résultant dans la croûte vénusienne : http://eauetplanetes.free.fr/Venus.htm
- Le second concerne la mission imminente d’un laboratoire d’exploration de la chimie martienne, Mars Science Laboratory autrement connu sous le nom de Mars Curiosity (Décollage prévu ce mois ci !!!) : http://www.nasa.gov/mission_pages/msl/index.html
Une dernière chose, Ganymede (Satellite Galiléen jovien) possèderait lui aussi une couche d’eau liquide sous sa surface glacée. Les planétologues européens trouvent plus intéressant l’exploration de ce satellite plutôt que l’exploration de Europe, car il est presque comparable à une planète tellurique, de par sa taille, son atmosphère ténue, son champ magnétique complexe, etc. (Galilei Galileo à découvert les 4 plus gros satellites joviens en observant leur alignement différent de part et d’autre de la géante gazeuse d’une période d’observation à l’autre) - http://fr.wikipedia.org/wiki/Jupiter_Ganymede_OrbiterJe me demande si, si on considère :
- Jupiter comme une étoile avortée (Composition proche mais masse insuffisante pour permettre une réaction nucléaire en chaine),
- Le Système jovien comme un mini système planétaire (Les lunes tournant autour à différentes distances, quatre d’entres elles étant relativement grandes et rondes, Ganymède pouvant notamment être considérée comme une planète tellurique…),
- Jupiter ne renvoyant pas de chaleur stellaire, ni de vent stellaire, mais produisant tout de même plus de chaleur qu’elle n’en reçoit et produisant un champ magnétique puissant et complexe à rapporter à sa relative proximité d’avec ses lunes,
- … je me demande donc s’il y a déjà eût des recherches pour envisager une zone habitable autour d’une géante gazeuse, même si cette dernière est, en tant que planète, en dehors de la zone habitable du système stellaire auquel elle appartient ?
Pour revenir sur la terminologie concernant Mars, la racine latine est Ares. Donc en français pour décrire la science de la planète Mars ça devrait être aresologie, eh bien non, elle se dit géologie martienne. Mais en anglais aresology existe
Vincent Lebreton: @Guillaume, contribution : On parle aussi d’ aréocroiseur pour un astéroïde croisant l’orbite martienne contre géocroiseur pour celle de la Terre…
Retour sur les neutrinos, suite
Guillaume Bonnot a retrouvé sa source:
Salut !
J’ai enfin retrouve le podcast ou il etait question de la supernova et des neutrinos qui sont arrivés avant les photons, et je dois avouer que j’avais super mal compris, et que effectivement les photons sont arrivés apres car ils ont ete retenus par l’explosion: http://bit.ly/ttGeEa (Ciel est Espace Radio: “Les neutrinos vont-ils plus vite que la lumière ? (2/2)”)
avec Michel Spiro Directeur de l’Institut national de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS
3eme minute :
“La supernova87A avec sa detection par les observatoires de neutrinos en 1987, ça voudrait dire que si certains neutrinos allaient plus vite que la vitesse de la lumiere, on aurait detecter une premiere bouffee avant de voir l’explosion optique de la super nova, c’est exact ?
Oui alors le miracle de la supernova de 1987A, ça a ete la confirmation incroyable de predictions qu’on avait des modeles de supernova, a savoir que les neutrinos devaient arriver un tout petit peu avant la lumiere parce que : ils voyagent en ligne droite alors que la lumiere met un certain temps pour pouvoir sortir de la supernova. Ils sont arrives pratiquement tous en meme temps, c’est le moment de l’implosion de la supernova. Ils sont arrives en quelques secondes, les uns a cote des autres (les trois especes). Tout avait l’air de bien coller, et meme a partir de la, on a pu dire que le masse des neutrinos devait etre tres petite parce que si la masse avait etre beaucoup plus grande, ils seraient arrives beaucoup plus tard. Si on applique le raisonnement d’Opera dans lequel ils iraient plus vite que la vitesse de la lumiere, ils auraient du arriver 1 an avant …”
Bon, j’en ai ecrit plus que ce qu’il fallait, mais en meme temps, je participe au debat : combien de temps les neutrinos auraient du arriver avant si ils allaient plus vite que la lumiere. En plus ce qui est bien, c’est que personne donne les memes chiffresnéanmoins, cela reste dans l’ordre de grandeur de l’annee.
Mais ce qui nous intéresse c’est :
“les neutrinos devaient arriver un tout petit peu avant la lumiere parce que : ils voyagent en ligne droite alors que la lumiere met un certain temps pour pouvoir sortir de la supernova.”
Cela confirme bien le fait que la lumière soit partie après les neutrinos. Mais ce qui m’a induit en erreur, et qui me gène encore c’est bien le :
“ils voyagent en ligne droite ALORS QUE”
Sous entendu, pas la lumière. Et ce ALORS QUE, il n’a juste pas sa place dans la phrase.
Quelle est l’utilité d’opposer le fait que les neutrinos voyagent en ligne droite et le fait que les photons sont partis plus tard.
Bref, du temps perdu pour rien, vu que je ne sais toujours pas si c’est juste qu’il s’est mal exprimé, ou qu’il a voulu dire 2 choses en meme temps :
- les neutrinos sont partis avant les photons
- les neutrinos voyagent en ligne droite ALORS QUE les photons voyagent en courbe
Un jour peut être on saura.
Bonne continuation
Retour sur le langage chez l’humain
Yannick et Thierry Raeber discutent dans les commentaires du dossier de la langue vietnamienne qui définit un seul mot pour caractériser le vert et le bleu, ainsi que de la dichotomie des courants “innéisme/relativisme”: pour suivre la discussion: http://www.podcastscience.fm/mp3/2011/10/20/podcast-science-57-%E2%80%93-retour-sur-le-langage-mp3/#comments
Départ de Mathieu, suite…
Quel dommage de voir partir Mathieu de la présentation régulière du podcast. Encore merci à lui, en espérant qu’il trouve le temps de partager une quote ou deux l’année prochaine, et à Alan pour ce balado qui fait vraiment aimer la science.
Annonces
- Ouverture de Strip Science, le projet de Pierre Kerner et du café des sciences. En deux mots, c’est la science en BD. Lucile y participe bien sûr. A découvrir d’urgence: http://stripscience.cafe-sciences.com/
- Almost last but not least: Truelle a râlé parce qu’il n’y a pas de page sur le site qui permette d’accéder à l’ensemble des épisodes. C’est désormais corrigé grâce à Marco qui s’y est bravement collé. Un grand merci à Truelle et un immense merci à Marco, que nous retrouverons d’ailleurs la semaine prochaine. http://www.podcastscience.fm/liste-episodes-podcast-science/
- Last and least: https://plus.google.com/105951959594997688703/posts Suivez-nous sur Google+
La quote de Mathieu
Si la vie ne tient qu’à un fil je crains le jour où Dieu passera au wifi - @Inzecity
Podcast Science 60 - Les conditions chimiques nécessaires à la vie [ 56:40 | 51.9 MB ] Play Now | Play in Popup | Download (2410)Les conditions chimiques nécessaires à la vie par Mathieu, l’expérience de Miller par Alan, une expérience de premier contact grandeur nature ou presque par Jean-Michel Abrassart
Podcast Science 60 - Les conditions chimiques nécessaires à la vie [ 56:40 | 51.9 MB ] Play Now | Play in Popup | Download (2410)Introduction
Avant de pouvoir déterminer les conditions nécessaires à la vie, il faut pouvoir définir ce qu’est la vie. Et définir ce qu’est la vie n’est pas une tâche facile. Pierre Kerner dans son dossier sur l’arbre du vivant nous a dit qu’il fallait considérer la vie non comme une substance aux propriétés éternelles, mais plutôt comme le résultat d’un processus issu de sélection naturelle. Et les caractéristiques du processus du vivant peuvent être décrites par la capacité de celui-ci à:
- croître
- se nourrir
- se reproduire
- évoluer
La symbiose
La symbiose entre deux organismes vivants est la capacité de ceux-ci à collaborer et à s’entre-aider mutuellement pour survivre. On trouve de nombreux exemples de symbiose dans le règne animal et végétal. Un exemple tout simple est celui des bactéries qui se trouvent dans notre flore intestinale indispensables à notre survie. Les lichens sont aussi un bon exemple de symbiose, ils sont généralement constitués de l’association symbiotique entre un champignon et une algue.
Mais on peut aussi descendre d’une échelle et parler de symbiose moléculaire. En effet, les molécules dans nos cellules forment et s’assemblent dans un système complexe de type symbiotique. On voit que certaines molécules existent par ce que d’autres sont aussi présentes, les unes ne pourraient pas être présentes sans les autres. C’est cette symbiose moléculaire qui contribue à la survie de l’ensemble du système moléculaire et donc de nos cellules. Par exemple les molécules d’ADN peut exister uniquement parce qu’il y a les protéines, qui sont d’autres types de molécules, qui peuvent l’aider dans sa reproduction. Et vice-versa, les molécules de protéines peuvent exister car l’ADN est capable de son côté via l’ARN messager à se traduire en protéines. On voit bien qu’on se trouve dans une sorte de circuit fermé dans lequel certaines molécules ne pourraient pas survivre et exister sans l’aide d’autres molécules.
Une molécule en soi est inerte, mais au sein d’un système moléculaire plus complexe, celui-ci peut devenir dynamique.
La chimie du vivant
Essentiellement les éléments chimiques constitutifs des molécules de base nécessaires au développement de la vie sont les éléments chimiques constitutifs de l’ADN et des acides aminés:
- Carbone
- Oxygène
- Azote
- Hydrogène
- Soufre
- Phosphore
Ces différents éléments sont très abondants et disponibles dans le milieu interstellaire. D’ailleurs on pense que ce serait un astéroide (embryon de planète) qui aurait apporté sur Terre ces éléments sous forme de molécules.
Le Carbone est l’élément le plus important de tous pour l’apparition de la vie. C’est lui qui lui donne en quelques sortes le squelette chimique principal du vivant. L’atome de Carbone a la propriété de pouvoir s’unir à 4 autres éléments chimiques (principalement Carbone, Oxygène, Azote et Hydrogéne) pour former des molécules organiques. L’atome de Carbone possède 4 liaisons chimiques possibles, c’est-à-dire il a en quelques sortes 4 bras avec lesquels il peut en faire beaucoup de choses. Il peut grâce à ses 4 bras (à ces 4 possibilités de liaison chimique) créer des chaînes moléculaires en s’associant à d’autres atomes de Carbone ou à de l’Oxygène, Azote, Hydrogène… Mais une autre particularité intéressante du Carbone est que l’énergie mise en jeu dans la liasion qui l’unit à un atome voisin n’est pas contraignante. Les énergies de liaison et de rupture sont similaires entre le Carbone et les éléments chimiques avec lesquels il peut se combiner pour que la vie apparaisse. Par exemple, l’énergie mise en jeu dans une liaison Carbone-Oxygène est similaire à celle mise en jeu dans une liaison Carbone-Carbone ou Carbone-Azote. L’atome de Carbone n’a donc pas de préférence de liaison avec un élément qui aurait une liaison plus forte et plus difficile à rompre. L’atome de Carbone traite les éléments avec lesquels il s’unit de façon equitable, c’est un atome démocratique. Ces différentes propriétés lui confère donc une grande capacité de diversité de combinaisons moléculaires. Sans diversité moléculaire, un système complexe avec métabolisme et symbiose moléculaire ne pourrait tout simplement pas exister.
L’eau liquide est aussi un élément indispensable, car elle va jouer le rôle de solvant pour faciliter les réactions chimiques à partir de ces éléments chimique de base. L’eau permet aussi de transporter les molécules de ces éléments pour qu’elles se rencontrent. (L’organisation et l’agencement des molécules organiques se fait au détriment de celui des molécules d’eau qui acquièrent plus de désordre. Cette échange de procédé entre molécules organiques et l’eau a tendance à augmenter l‘entropie du système, c’est le fameux deuxième principe de la thermodynamique). L’eau des océans terrestres aurait en partie comme origine la glace présente sur des comètes qui auraient impactées la Terre à plusieurs reprises quelques millions d’années seulement après la création de notre planète (il y 4,55 millards d’années).
Pour former des longues molécules, c’est-à-dire des chaînes d’acides aminés, on a besoin de former des liaison peptidiques entre les molécules organiques primordiales à base de Carbone. Une protéine est constituée de plusieurs acides aminées mis bout à bout grâce à ces liaisons peptidiques. Pour effectuer ce processus de liaison entre acides aminés, il faut éliminer une molécule d’eau. Si tout se passe dans l’eau, c’est pas efficace, car l’eau est partout et aura tendance à empêcher la création de ces liaisons peptidiques. On a donc besoin de période d’alternance entre une certaine humidité et de la sécheresse. L’orgine de la vie aurait donc plutôt eu lieu dans des flaques d’eau ou dans des zones de marée. Par exemple une flaque d’eau peut s’évaporer permettant la concentration et la création des ces liaisons peptidiques, puis la pluie permet de recommencer le cycle d’alternance eau-sécheresse.
L’expérience de Miller
(Alan)
Montre en mains, je vais tenter de présenter l’expérience de Miller en moins de 5 minutes. Un grand merci à David du blog Science Etonnante pour son récent billet sur l’expérience de Miller, dont je me suis très largement inspiré. On en fait tous l’expérience à chaque instant: nous avons besoin d’oxygène pour vivre. Or l’oxygène est un oxydant extrêmement puissant qui abime les molécules du vivant comme les protéines et l’ADN. Impossible d’imaginer que la vie ait pu démarrer dans une atmosphère riche en oxygène comme celle de la Terre d’aujourd’hui.
L’hypothèse d’Alexander Oparin
C’est pour cela qu’aux XIXe et début du XXe siècle, la théorie la plus en vogue était celle de la panspermie (qui postule que la vie sur Terre serait d’origine extra-terrestre). Mais en 1920, le biochimiste Alexander Oparin émet une hypothèse folle: et s’il n’y avait pas toujours eu de l’oxygène dans l’atmosphère terrestre? Et si cela avait permis à la vie de démarrer par une succession de simples réactions chimiques? La Terre a 4.5 milliards d’années. Les traces de vie les plus anciennes remontent à 3.5 milliards d’année. L’atmosphère a eu le temps de changer. Pour l’oxygène, on sait maintenant qu’Oparin avait raison. C’est la vie, et notamment la photosynthèse qui produit les quantités astronomiques d’oxygène qu’on trouve dans l’atmosphère terrestre.
L’expérience de Miller
- un mélange de gaz proche de ce qu’on pensait être l’atmosphère primitive (hydrogène, méthane et ammoniac);
- de l’eau;
- des étincelles (décharges électriques représentant les éclairs).
La vie basée sur le Silicium
On a vue que l’atome de Carbone a la possibilité de fomer 4 liaisons chimiques. Le Silicium qui se trouve juste au-dessous du Carbone dans le tableau périodique a lui aussi 4 possibilités de liaisons. Pourquoi ne pourrait-il pas s’unir à d’autres éléments et former 4 chaines de liaison comme le fait le Carbone et donner naissance à une vie basée sur le Silicium?
Le Silicum a quelques inconvénients par rapport au Carbone. Il s’unit à l’Oxygène avec beaucoup plus de force qu’avec les autres éléments. Il a en quelques sortes une préférence pour l’Oxygène. D’ailleurs tout le Silicium qu’on trouve sur Terre est saturé par l’oxygène et se trouve sous forme de silicates (SiO2). On peut alors argumenter qu’il pourrait exister quelque part dans l’Univers une planète contenant du Silicium, mais pas d’Oxygène. Sur une telle planète la formation de silicates serait impossible, et ça pourrait alors donner naissance à des molécules à base de Silicium possédant des liaisons énergétiques similaires avec d’autres éléments, comme le fait le Carbone. Néanmoins on sait que les éléments chimiques comme le Silicium et l’Oxygène se forme à l’intérieur des étoiles suite à des fusions nucléaires. L’explosion d’une étoile en supernova libère ces éléments dans l’espace. Hors l’Oxygène se forme de façon beaucoup plus abondante que le Silicium, dans l’Univers il existerait 9 fois plus d’atome d’oxygène que de Silicium. L’Hydrogène est l’élément chimique le plus abondant dans l’Univers, ensuite l’Hélium, puis l’Oxygène et en 4ème position vient le Carbone, lui aussi bien plus abondant que le Silicium. (L’Hydrogène est très abondant dans l’Univers mais il est aussi très léger, la Terre n’a pas la force de gravitation suffisante pour le maintenir à l’état gazeux, il se trouve principalement attrapé dans des molécules d’eau – H20).
Supposons tout de même que le Silicium se trouve dans un environnement qui lui permette de former des molécules possédant d’autres chaines chimiques que celles qu’on pourrait créer avec l’Oxygène qui serait absent de cet environnement. On sait que l’eau liquide est un milieu indispensable pour favoriser la rencontre, l’organisation et le métabolisme de ces molécules. Hors dans le cas du Silicium, l’eau décomposerait très rapidement les chaînes moléculaires du Silicium, au lieu de les organiser comme elle le fait avec celles de Carbone. Le Silicium s’unirait alors rapidemment à l’Oxygène de l’eau pour former à nouveau des silicates. Il faudrait pouvoir imaginer un liquide nouveau qui serait capable de favoriser l’organisation des molécules de Silicium au lieu de les décomposer. A ce jour, on ne connaît aucun liquide susceptible d’avoir ces propriétés vis-à-vis du Silicium. Il semble donc très peu probable que la vie spontanée puisse apparaître ou avoir apparu à partir du Silicium.
Sources:
http://cienciaes.com/entrevistas/2011/02/08/vida-basada-en-el-silicio-laborda/
Podcast science 59 - Les planètes habitables [ 1:06:59 | 61.35 MB ] Play Now | Play in Popup | Download (2774)En intro
Xilrian - que vous avez peut-être entendu dans le podcast Bazingcast – nous fait le plaisir d’une petite visite pour nous présenter son nouveau podcast: Alife – Vie artificielle. Nous vous le recommandons vivement, vous le trouvez sur:
- Itunes: http://itunes.apple.com/fr/podcast/vie-artificielle/id471402436
- Sur le web: http://blog.vie-artificielle.com/
- Et en flux RSS: http://feeds.feedburner.com/
vieartificielle
Le dossier de la semaine
Mathieu explore pour nous cette semaine les planètes habitables dans un de ces dossiers dont il a le secret. Suite la semaine prochaine!
Retour sur les neutrinos
Alan a dit quelques bêtises, qui ne sont pas passées inaperçues, heureusement. En vrac, les réactions et actions correctives:
Salut,
Pour la super nova de 1987 c’est plutôt avec 4 ans d’avance sur les photons que les neutrinos seraient arrivés, si l’on suivait les résultats de l’expérience OPERA. Une broutille
@alanvonlanthen l’intrication ne viole pas la relativité. Il n’y a en fait pas de transmission d’information
Je vais faire le casse pied. Sur l’intrication quantique c’est la corrélation qui est instantanée pas la communication.
L’intrication ne permets pas le transport d’information (la causalité est sauf).
Argh, non, pitié, pas le non-paradoxe des jumeaux, pas ça !
Ah ben si, le paradoxe de Langevin a, une fois de plus, été complètement massacré =_=…
« L’exemple le plus frappant est le fameux paradoxe des jumeaux: on prend deux jumeaux, on en envoie un faire un petit tour de la galaxie en fusée à un vitesse proche de la vitesse de la lumière tandis que l’autre reste sur terre. Et bien, au bout de quelques dizaines d’années, quand la fusée revient, l’individu qui a voyagé n’a pris que quelques rides, tandis que son jumeau resté sur terre est déjà un vieillard grabataire. »
Non, cette différence d’âge N’EST PAS un paradoxe, aucune loi logique n’est violée : c’est certes un résultat surprenant, mais tout ce qu’il y a de plus normal dans le cadre de la relativité restreinte.
Bien, reprenons…Thomas (les prénoms sont de mon crû ^^), le jumeau resté sur Terre, voit son frère François voyager à bord de sa fusée à une vitesse proche de celle de la lumière, et si Thomas voit François se déplacer presque à la vitesse de la lumière, alors, grâce à la relativité restreinte, Thomas voit François vieillir très lentement, très très lentement, d’où, *du point de vue de Thomas*, l’âge encore jeune de François dans sa fusée quand il retrouve sur Terre Thomas qui, lui, a bien vieilli.
On a eu le point de vue de Thomas sur Terre, prenons maintenant le point de vue de François dans sa fusée : ce qu’il voit, lui, c’est son frère Thomas (ainsi que la Terre et le reste de l’humanité) se déplacer par rapport à lui à une vitesse proche de celle de la lumière (si la fusée se déplace par rapport à la Terre, alors la Terre se déplace par rapport à la fusée, à la même vitesse mais dans le sens opposé), et si François voit Thomas se déplacer presque à la vitesse de la lumière, alors, grâce à la relativité restreinte, François voit Thomas vieillir très lentement, très très lentement, d’où, *du point de vue de François*, l’âge encore jeune de Thomas sur Terre quand il assiste à l’atterrissage de la fusée de François qui, lui, a bien vieilli.
Ainsi, du point de vue de Thomas, François n’a presque pas vieilli et se retrouve bien plus jeune que lui, tandis que du point de vue de François, c’est Thomas qui n’a pas vieilli et qui se retrouve bien plus jeune que lui : chaque frère voit l’autre bien plus jeune que lui-même, or chacun ne peut pas être à la fois bien plus jeune ET bien plus vieux que l’autre, c’est LÀ qu’est le paradoxe logique (on ne peut pas avoir à la fois x>y et xPour ce qui est de la résolution du paradoxe, il faut se souvenir que la fusée quitte la Terre puis revient, donc a obligatoirement fait demi-tour à un moment donné : durant ce demi-tour, François subit une accélération qui va lui faire sentir physiquement que sa vitesse est en train de changer, mais surtout qui va invalider *pendant la durée de l’accélération* le point de vue décrit plus haut, puisqu’au lieu de voir Thomas vieillir lentement, il va durant cette période le voir vieillir vraiment très rapidement, prenant bien plus d’années que tout ce qu’il peut « économiser » durant les phases de voyage à vitesse constante.
À cause de cette accélération subie par François (accélération inévitable pour que la fusée rentre sur Terre), ce dernier ne verra finalement pas Thomas bien plus jeune que lui, mais bien plus vieux, ce qui résout le paradoxe puisque les deux frères constatent finalement la même chose, un Thomas bien vieux et un François encore jeune.
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« On notera toutefois que l’expérience MINOS fut la première, en 2007, à trouver un résultat similaire (les neutrinos sont arrivés plus vite que prévus), mais personne ne s’est acharné à vérifier tous les paramètres, comme au CERN. On a conclu à l’époque à une erreur de mesure et on a classé l’affaire. »
Il est important de noter que si, pour MINOS, « personne ne s’est acharné à vérifier tous les paramètres », ce n’est pas parce qu’ils sont plus paresseux, plus bêtes ou plus je-ne-sais-quoi que ceux d’OPERA, c’est uniquement parce que l’incertitude (l’écart type σ) était du même ordre que l’excès mesuré, lequel pouvait donc être une très banale fluctuation statistique comme on en mesure tous les jours en Physique, alors que pour OPERA, l’incertitude (7.4 ns) est 8 fois plus petite que l’excès mesuré (60 ns), ce qui élimine presque à coup sûr la fluctuation statistique (mais pas l’erreur systématique, bien évidemment).
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À ces deux détails près, très bon dossier résumant bien l’affaire à son stade actuel, merci =) !
Au sujet de la supernova, j’ai écouter un autre podcast récemment, ou le physicien qui etait invite expliquait le fait que les neutrinos soient arrivés avant les photons vraiment simplement :
les photons voyagent en courbe, alors que les neutrinos voyagent en ligne droite.
Du coup la logique est bien respecté :
“vitesse neutrino” < “vitesse lumiere”
“distance parcourue par les neutrinos” < “distance parcourue par la lumiere”A verifier, j’ai pas retrouve la source, mais je vous tiendrais au courant.
Encore quelques réactions suite au départ de Mathieu
La voix et le “regard” hebdomadaires de Mathieu vont nous manquer (Et sa quote !!!) ; ses gros dossiers vont gagner un suspens insoutenable !!! (Mathieu, reviens nous de temps en temps, car il y a encore des dossiers d’astro-méta-physique qui sommeillent… et je voulais justement proposer ces domaines ci d’exploration : science politique et science diplomatique… à l’image du dossier de science économique, très pédagogique); le duo Alan-Mathieu marche vraiment bien… dur dur. Mais en même temps, en regardant de plus près cette seconde saison de PodcastScience, je pense que la multiplication des intervenants va donner une nouvelle dynamique intéressante. Bien à tous,
Bon vent à Mathieu.
Si j’avais plus de temps et si je ne me savais pas aussi irrégulier dans le travail, je postulerais avec joie. Malheureusement, je suis ce que je suis.
J’espère que le/la successeur sera à la hauteur de Mathieu !
A ce sujet, le recrutement est désormais fermé, car en plus d’Hélène Arnal, un deuxième animateur potentiel va venir faire un galop d’essai, le 30 novembre, il s’agit de Franck Patin. Et nous avons même un 3e candidat, avec qui Alan n’a pas encore eu l’occasion de discuter, nous vous en parlerons si jamais nous faisons quelque chose ensemble. En tout cas, un tout grand merci de votre participation, le podcast est sauf
Sinon…
La valeur de la constante de structure fine (ou constante alpha) (une “constante” ou variable? fondamentale) changeraient dans le temps et l’espace
(Article publié sur Futura-Sciences signalé par Xavier Agnès)
- http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/physique-1/d/des-constantes-fondamentales-changeraient-dans-le-temps-et-lespace_34336
- La constante de structure fine est une constante fondamentale de l’Univers qui régit l’intensité de la force électromagnétique assurant la cohérence des atomes et des molécules.
- Il n’y a à ce jour aucune théorie qui explique pourquoi elle possède la valeur qu’elle a.
- Mais on sait que l’Univers serait très différent si cette constantes prenait une valeurs différente de celle qu’on observe. Par exemple, un petit pourcentage dans la valeur de la constante de structure fine serait suffisant pour éliminer les étoiles comme le soleil.
- Pourtant on savait déjà que sa valeur n’était pas la même dans le passé reculé de l’univers.
- Aujourd’hui les observations ont montré qu’en plus d’une variation dans le temps, il existe aussi une variation dans l’espace !
- Lorsque l’on regarde dans deux directions opposées de la voûte céleste, le sens de variation de la valeur de cette constante est aussi différent. Dans une direction, sa valeur était plus faible dans le passé et dans une autre elle était plus forte.
- Des modèles d’unification de la physique introduisant des dimensions spatiales supplémentaires, comme la théorie des cordes, induisaient déjà naturellement des mécanismes de variation dans le temps et l’espace de la constante de structure fine.
Le plug culturel
Le fondateur du mouvement Biohacking Do-it-yourself Biology, Jason Bobe, sera à Paris pour une conférence publique demain (jeudi 3 novembre 2011) à 19h. Il nous parlera de DIYbio et de Personal Genomics. Ca peut vous interesser.
http://www.gaite-lyrique.net/les-conferences/evenement/do-it-yourself-biology
Extrait du site:
Jason Bobe est l’Exécutive Director de PersonalGenomes.org et le Director of Community pour le Personal Genome Project (Projet de Génomique Personnelle) basé au laboratoire de George Church à la Harvard Medical School. Le Personal Genome Project cherche à encourager le développement réfléchi de technologies et d’applications de la génomique personnelle en construisant des structures qui permettront leur prototypage et leur évaluation à des échelles toujours grandissantes.
Jason Bobe est aussi le co-fondateur de DIYbio.org, une organisation qui vise à aider à rendre la biologie une poursuite utile pour les citoyens scientifiques et les biologistes amateurs. DIYbio est devenu rapidement le point de référence pour les biologistes amateurs dans le monde entier, unissant les participants du mouvement à travers son site web, ses forums en ligne, son blog et ses groupes régionaux comme l’association La Paillasse en France.
Et enfin la quote de Mathieu
It is much more likely that the reports of flying saucers are the results of the known irrational characteristics of terrestrial intelligence than of the unknown rational efforts of extra-terrestrial intelligence. – Richard Feynman
Traduction libre: Il est bien plus probable que les observations de soucoupes volantes soient le résultat de caractéristiques irrationnelles connues d’intelligence terrestre plutôt que d’efforts rationnels inconnus d’intelligence extra-terrestre
Prochain enregistrement le mercredi 9 novembre 2011, nous parlerons entre autres de vie extra-terrestre, en principe avec Jean-Michel Abrassart.
Bonne semaine, bonne écoute
Podcast science 59 - Les planètes habitables [ 1:06:59 | 61.35 MB ] Play Now | Play in Popup | Download (2774)Dossier de Mathieu sur les planètes habitables, précédé d’une visite de Xilrian qui nous présente son nouveau podcast “Alife – Vie Artificielle” et suivi d’un retour sur les neutrinos (où quelques bêtises d’Alan sont corrigées par des auditeurs super vigilants. Bonne écoute
Podcast science 59 - Les planètes habitables [ 1:06:59 | 61.35 MB ] Play Now | Play in Popup | Download (2774)Qu’est-ce qu’une planète habitable et quelles sont les conditions qui doivent être réunies pour que la vie puisse y apparaître?
Zone habitable
- En astronomie, on définit la zone habitable comme une région de l’espace où les conditions sont favorables à l’apparition de la vie.
- Il ne s’agit pas d’une zone où l’on peut habiter, mais plutôt d’une zone propice à la vie.
- Pour espérer trouver de la vie ailleurs que sur Terre, il faut qu’on ait de l’eau liquide et de la matière organique. La vie peut difficilement s’imaginer sans carbone, et généralement en solution dans l’eau liquide.
- Pour les physicens, la question ne se pose donc pas en où peut-on trouver la vie, mais plutôt où peut-on trouver de l’eau liquide.
- Dans le système solaire on trouve de l’eau (H20) un peu partout (sur Mars, sur des satellites de planètes géantes…). La molécule d’eau H2O est très abondante dans l’Univers, mais généralement sous forme de glace ou de vapeur d’eau, très rarement à l’état liquide.
- Le problème n’est donc pas de détrminer où il y a de l’eau, mais où se trouvent les conditions nécessaires de température et de pression pour avoir de l’eau liquide à la surface d’une planète avec une atmosphère.
Distance par rapport à l’étoile
Pour avoir de l’eau liquide à la surface d’une planète, il faut prendre en considération la distance de la planète à son étoile (soleil):
- Si la planète est trop proche de son étoile ou du Soleil, il va faire trop chaud, la température sera trop élevée, au-delà du point d’ébullition de l’eau (100°C à la pression sur Terre). L’eau ne se présentera pas sous forme liquide, mais sous forme gazeuse, sous forme de vapeur d’eau.
- Si on rapproche seulement de 5% la Terre du Soleil, les simulations informatiques montrent que l’augmentation du rayonnement solaire engendrerait une instabilité du climat.
- Les océans vont chauffer, donc plus de vapeur d’eau va s’évaporer, et la vapeur d’eau est un gaz à effet de serre, qui aura pour conséquence de réchauffer à son tour la surface de la planète, engendrant ainsi un emballement amenant à la mise en ébullition des océans.
- Un autre effet additionnel a aussi lieu. Des molécules d’eau évaporées vont aussi monter jusqu’à la très haute atomsphère, actuellement très sèche et quasi sans vapeur d’eau. Les molécules de vapeur d’eau présentes dans la haute atmosphère vont alors en quelques sortes être attaquées par le rayonnement utlra-violet qui va casser (photodissocier) les molécules d’eau, et des atomes d’hydrogène vont se libérer. L’hydrogène est un gaz extrêmement léger (1 proton-1 électron), il va donc pouvoir être éjecter dans l’espace et s’échapper de la planète Terre. L’effet climatique de condensation (pluie) après l’évaporation n’a donc plus lieu pour ces molécules dont l’hydrogène est expulsé. La conséquence de ce phénomène serait la disparition des océans en seulement quelques millions d’années (ce qui est très faible à l’échelle de l’âge de la Terre de 4,6 milliards d’années).
- Inversement, si la planète est trop éloignée de son étoile ou du Soleil, il va faire trop froid et l’eau sera présente sous forme de glace.
- Si on éloigne la Terre du Soleil de seulement 10%, on se rend compte que le climat devient aussi instable.
- En effet, s’il fait plus froid, il y aura alors plus de neige et de glace. Hors la neige et la glace réfléchissent le rayonnement solaire beaucoup mieux que le sol nu. La chaleur réfléchie n’est alors plus absorbée par le sol et se perd. Et plus il fait froid, plus il va y avoir de la neige et moins la chaleur du rayonnement solaire sera retenue, ce qui engendre un emballement amenant au gel des océans.
- Cependant s’il fait trop froid sur Terre et que tout est gelé, il n’en reste pas moins présentes une activité volcanique qui crache du gaz carbonique et la tectonique des plaques est aussi toujours active. Le gaz carbonique ne va plus pouvoir être recyclé par les océans (pour former des carbonates) qui sont gelés et il va alors s’accumuler dans l’atmosphère et créer un effet de serre qui va compenser le refroidissement du à l’éloigement du Soleil. L’effet de serre va réchauffer la planète, et l’eau liquide pourrait alors réapparaître, qui va à son tour pouvoir reconsommer le gaz carbonique, et engendrer une nouvelle stabilisation du climat. Ce phénomène s’appelle le paradoxe du Soleil faible (Il y a plusieurs milliards d’années, le Soleil brillait plus faiblement et pourtant la Terre n’était pas couverte de glace mais d’eau liquide).
Les exoplanètes
Les exoplanètes sont des planètes extrasolaires orbitant autour d’une étoile autre que le Soleil.
- La tout première exoplanète a été découverte en 1995, et actuellement on en aurait détectées près de 700, et on en découvre une centaine par an ces dernières années.
- Certaines peuvent être observées depuis des instruments au sol, comme des téléscopes au sol. Cependant l’atmosphère terrestre joue le rôle de filtre à radiation, et nous empêche de lire dans certaines longeurs d’onde. Pour déterminer la constitution de l’exoplanète, on les observe plutôt depuis des téléscopes spatiaux mis en satellite, comme celui de la mission Kepler. Ces observations depuis l’espace permettent d’analyser toutes les radiations lumineuses émises par l’exoplanète et nous informe sur sa nature et sa composition.
- On distingue généralement 2 grandes familles de planètes:
- planètes telluriques
- constituées de roche et métal.
- densité élevée.
- petite dimension.
- planètes gazeuses
- consituées principalement d’hydrogène et d’hélium.
- faible densité.
- grande dimension.
- Dans le cas de grosses étoiles, la distance de l’exoplanète à son étoile devra être évidemment plus grande pour retrouver une zone habitable. Cependant la zone habitable doit aussi durer dans le temps (la Terre s’est formé il y a 4,5 milliards d’années, on pense que la vie est apparue il y a 3,5 milliards d’années, les organismes multicellulaires eux sont apparu il y a 1,4 milliards d’années, et les premiers animaux il y a 500-600 millions d’années ). Il faut donc du temps pour que la vie apparaisse dans une zone habitable. Hors les grosses étoiles plus massives que le Soleil évoluent plus vite et ont par conséquent une durée de vie plus courte (elle consomment beaucoup de combustibe – hydrogène, hélium – pour finalement exploser et se transformer en supernova). La courte durée de vie des étoiles massives n’est donc pas propice à une zone habitable durable.
- 80% des étoiles au voisinage de notre galaxie sont des petites étoiles, plus petites que le Soleil. Elles ont les avantages de peu évoluer et d’avoir une durée de vie très longue, ça peut être de l’ordre de la durée de vie de l’Univers. Autour des petites étoiles, la zone habitable doit être plus proche de celles-ci, ce qui pose quelques problèmes. Ces petites étoiles sont stables à long terme (consomment peu d’hydrogène et n’explosent pas en supernova), mais pas à court terme (des éruptions solaires ont fréquemment lieu, des crachats de rayonnement ultraviolet). On voit qu’une trop grande proximité de la planète à son étoile peut aussi amener une instabilité peu propice à une zone habitable durable. Si ces éruptions solaires et rayonnements terminent au fond des océans, c’est pas grave car la sensibilité au rayonnement est moindre, mais sur les continents ça peut être problématique pour l’apparition de la vie.
- Un autre problème est lié au fait qu’il y a de fortes chances que l’exoplanète ne montre qu’une face à son étoile (un peu comme la lune), les océans pourraient alors s’accumuler côté nuit (face cachée) et former une grande calotte glacière et que le côté jour (face visible) soit totalement aride, ce qui n’est non plus pas propice à un climat stable. Le gaz carbonique de l’atmosphère pourrait ainsi geler et se transformer en glace carbonique qui pourrait entraîner l’effondrement de l’atmosphère.
L’exoplanète Gliese 581 c
On parle beaucoup de l’exoplanète Gliese 581 c, une planète semblable à la Terre et sois-disant habitable.
- Il s’agit de l’une de six exoplanètes détectées en orbite autour de l’étoile Gliese 581.
- Cette exoplanète est une sorte de super-Terre, d’environ 5 fois la masse terrestre (ça pourrait correspondre à une planète 1,5 fois plus grosse que la Terre), assez proche de son étoile.
- On évalué la température à la surface de Gliese 581 de l’ordre de 40°C, ce qui pourrait laisser la place à la présence d’eau liquide et d’océans.
- Mais l’océan à 40°C est chaud et s’évapore beaucoup plus, donc plus de vapeur d’eau dans l’atmosphère génère un effet de serre accru.
Le système stellaire
Notre Système solaire s’est formé il y a 4,6 milliards d’années d’un nuage de gaz et de poussières ayant subi l’onde de choc de l’explosion d’une supernovae proche. Cette onde de choc provoqua l‘agglomération de particules de poussières du nuage en des grains solides, qui à leur tour s’assemblèrent en des agrégats de plus en plus gros, engendrant au final les objets du Système solaire comme les planètes, comètes, astéroïdes et lunes. Mais on sait que notre Système solaire est aussi atypique:
- Il existerait beaucoup plus de systèmes stellaire basé sur des étoiles naines, bien plus petites que le Soleil. Il est aussi très difficile de détecter des exoplanètes jumelles à la Terre possédant une étoile similaire à notre Soleil, par contre il est beaucoup plus facile de détecter des exoplanètes cousines tournant autour d’une étoile naine.
- On voit très souvent dans ces systèmes stellaires que des planètes géantes, qui se sont formées relativent loin de leur étoile, ont pu migrer et s’approcher de leur soleil. Ce phénomène de migration peut amener la planète hors de la zone habitable. Cependant, lorsqu’une planète géante migre, elle laisse dans son sillage des traces. Elle peut alors provoquer l’apparition d’autres petites planètes, dont certaines pourraient être plus aptes à l’habitabilité.
- On a aussi découvert que des planètes géantes (boules de gaz) se trouvent dans la zone habitable. Et autour de ces planètes géantes, il y a des satellites qui pourraient aussi être candidats pour héberger des océans.
La vie sur Mars
Dans le cadre de la mission Rover lancée en 2003, deux robots autonomes (Spirit et Opportunity) ont été envoyés sur Mars, afin d‘explorer la géologie de la planète. Ces robots avaient pour objectifs d’analyser les sols afin de détecter des roches sédimentaires (comme des argiles) qui témoigneraient de la présence d’eau.
Dans les conditions régnant actuellement sur Mars la présence d’eau liquide à la surface de la planète est impossible en raison de la faible température (en moyenne de -50 °C contre +14 °C sur Terre) et de la pression atmosphérique (6 hPa contre 1 013 hPa sur Terre). L’eau est présente uniquement sous forme de glace (dans le sous-sol, près des pôles) et aussi un tout petit peu sous forme gazeuse de vapeur d’eau (très faiblement présente dans l’atmosphère martienne, 0,03 % pour 95,3 % de CO2, et des traces d’azote et d’argon). Plusieurs indices semblent montrer que l’eau a occupé dans le passé de manière permanente le sol martien, des formes géologiques datant de 3,8 milliards d’années en témoignent. Cependant il n’y a pas de consensus sur quelle quantité d’eau était présente à la surface et durant combien de temps.
En avril 2009, le rover Spirit s’est immobilisé définitivement, ses roues se sont enfoncées dans une petite dune de sable et le rover n’est pas parvenu à se dégager. Après des tentatives infructueuses de la NASA pour le dégager de la dune, début 2010 on a renoncé définitevement à libérer Spirit. Le rover qui a parcouru depuis son atterrissage 7 730,5 mètres agit désormais en tant que station de mesure fixe.
L’équipement scientifique du rover Opportunity lui a dépassé de 6 ans la durée de fonctionnement pour laquelle il avait été construit. Il est aujourd’hui en partie hors service. Le spectromètre infrarouge qui l’équipait ne fonctionne plus depuis la tempête qui l’a frappé en 2007 et la capacité de détection de l’autre spectromètre Mössbauer est devenue très faible et le rend inutilisable.
Suite à cette première exploration géologique de la planète Mars, la prochaine étape sera de lancer une exploration chimique qui aura pour objectif de prélever des échantillons du sol martien et d’en séparer la composante minérale des molécules organiques. Un analyse des molécules organiques nous donnera probablement des informations sur la possibilité des synthétisation naturelle de ces molécules sur Mars et la possibilité d’engendrer de la vie.
La vie sur Europe, Titan et Encelade
Sur le satellite/lune Europe de Jupiter, il y a de l’eau sous forme de glace et dessous cette glace probablement un océan d’eau liquide avec des éventuelles réactions de synthèses chimiques très intéressantes. Il faudrait donc pouvoir y envoyer une mission qui aurait pour objectif premier de perforer les 10 km de glace et atteindre l’eau liquide et pouvoir ainsi y effectuer des analyses.
Le satellite/lune Titan de Saturne possède une atmosphère (méthane, azote) qui est une vraie usine à réaction chimique prébiotique qui potentiellement permetterait de former les composants chimiques indispensables à la vie (comme des sucres, des acides aminés, des bases azotées…). Cependant Titan ne possèderait pas d’eau liquide, il y fait beaucoup trop froid, par contre il possède un lac et des rivières de méthane liquide. Néanmoins malgré l’absence d’eau liquide (en tout cas en surface), Titan reste un bon laboratoire pour analyser l’évolution chimique naturelle sans eau liquide.
Sur Encelade, un autre satellite/lune de Saturne, on a découvert récemment qu’il neige. Un geyser, situé sur son pôle Sud, y éjecte beaucoup d’eau, et une partie de cette eau retombe à la surface sous forme de neige.
Détection et caractérisation des exoplanètes
Actuellement, les chercheurs auraient détecté plus de 700 exoplanètes. Cependant la détection ne suffit pas, il faut aller plus loin et aussi pouvoir caractériser et identifier les propriétés de ces exoplanètes:
- son orbite, son cycle et la distance à son étoile.
- son transit, son éclipse ou ombre de passage périodique devant/derrière son étoile. On peut le mesurer en détectant des baisses de luminosité dans la courbe de lumière de l’étoile dû au passage de la planète.
- son diamètre, sa masse et sa densité (exoplanète tellurique ou gazeuse).
- sa consitution (roche, glace ou océan).
- la composition de son atmosphère (oxygène, ozone, méthane…).
Le méthane présent dans l’atmosphère d’une planète peut être un bon indicateur ou signature de la présence de vie, car les bactéries émettent du méthane, sur Terre les ruminants aussi, l’activité volcanique émet aussi du méthane.
Conclusion
Pour clore le dossier, on peut avoir deux approches à la possibilité de vie extraterrestre:
- L’approche optimiste: on pense que dans l’Univers il y a mille millards d’étoiles. Si une étoile sur deux a des planètes, ça nous amène à une nombre invraisemblable de planètes. Par conséquent, très nombreuses sont celles qui peuvent potentiellement se situer dans la zone habitable. Et tout indique aussi qu’il peut exister beaucoup d’exoplanètes telluriques de type et taille de la Terre, et à bonne distance de leur étoile.
- L’approche pessimiste: la Terre s’est crée grâce à des circonstances extrêmement favorables. D’ailleurs quand on regarde toutes les conditions qui ont dû être réunies pour voir apparaître de l’eau su la Terre, on voit qu’on a eu pas mal de chance.
- La terre a une taille suffisante pour pouvoir retenir son atmosphère qui peut ainsi exercer un pression à sa surface nécessaire à la présence d’eau liquide
- Recyclage de l’atmosphère par la tectonique des plaques qui maintient l’effet de serre au bon niveau.
- Protection de l’atmosphère par le champs magnétique terrestre qui joue le rôle de bouclier contre des rayons cosmiques mortels pour la vie.
- L’obliquité de la planète a aussi un rôle important à jouer pour l’habitabilité. La Terre (comme Mars) est inclinée sur un axe d’environ 20° qui est stable et constant grâce à la présence de la masse de la Lune (alors que celle de Mars varie de façon cahotique). Cette obliquité constante de la Terre permet de stabiliser le climat et l’alternance des saisons. Beaucoup d’exoplanètes ont une obliquité nulle, elles n’ont alors plus de saison et des pôles extrêment froids, qui peut amener la perte de l’atmosphère et de l’eau à ses pôles.
- Cycle jour-nuit de 24 heures relativement court qui permet de ne pas trop réchauffer la surface de la Terre. Il faut savoir que la Lune a des journées et nuits de 2 semaines (14 jours), la température de plus de 100°C à la mi-journée (7 jours) y est alors bien plus élevée que celle de la Terre.
Sources:
http://www.cieletespaceradio.fr/qu_est_ce_qu_une_planete_habitable__.311.UNIV_001 http://www.cieletespaceradio.fr/la_vie_a_t_elle_pu_apparaitre_ailleurs_que_sur_terre__.661.SYST_001 http://www.cieletespaceradio.fr/planetes_habitables__la_nouvelle_donne.758.ESPA_001 http://www.cieletespaceradio.fr/exoplanetes__le_bon_grain_et_l_ivraie.746.ESPA_001 http://media.radiofrance-podcast.net/podcast09/10212-10.10.2011-ITEMA_20314103-0.mp3
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