Le cerveau, dans l'espace

D'après un article du journal "Le Monde". Actualité, science & médecine. 28 juin 2023. Pierre Barthélémy  

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Samedi 1er juillet 2023. États-Unis, Floride, Kennedy Space Center (KSC). SpaceX (Elon Musk), fusée Falcon 9  

Lancement du satellite européen Euclid -télescope spatial -premières études en 2008. 2 500 chercheurs 

Poids, deux tonnes. Hauteur, 4,7 mètres. Largeur, 3,5 mètres 

Pendant au moins six ans, le télescope spatial va scanner un tiers du ciel et observer 12 milliards d'objets célestes 

Mission, étudier la matière noire et l'énergie sombre 

Colle invisible, la matière "noire" assure la cohésion des galaxies 

L'énergie "noire / sombre" est responsable de l'expansion accélérée de l'Univers ; pression négative, force gravitationnelle répulsive 

Agence spatiale européenne (ESA). Giuseppe Racca, responsable de la mission Euclid 

Noire, sombre ; pour dire que nous ignorons leur nature 

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Euclid est positionné autour du point de Lagrange 2 (L2), à 1,5 million de km de la Terre. où se trouve le télescope James Webb (lancé en décembre 2021) 

En ce point, les influences gravitationnelles de la Terre et du Soleil s'équilibrent. Le satellite est en position stable 

Euclid tourne le dos au Soleil. Grâce à un grand panneau solaire qui tapisse son revers, il stocke de l'énergie. Et conserve ses instruments à l'abri, la bonne température 

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Une énorme masse de données -mille fois plus que pour le télescope spatial Hubble (lancé en avril 1990) 

Matière noire, énergie sombre ; faire le tri entre différentes hypothèses, formulées depuis des décennies 

Dès la fin de l'année 2023, les données préliminaires seront rendues publiques 

Puis trois communications 

fin 2025 

fin 2027 

2030. Dernière communication. Avec la cartographie en trois dimensions, de la matière noire dans l'Univers ? 

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ESA. Bruno Altieri, responsable scientifique de la mission. Les galaxies forment une toile cosmique. Sous l'effet de la matière noire et de l'énergie sombre, la toile évolue dans le temps  

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Novembre 1915. Théorie de la relativité -Albert Einstein 1879-1955 

L'Univers est représenté par un espace-temps à quatre dimensions. La gravitation résulte de la courbure de l'espace-temps induite par la matière 

Comme une boule de pétanque posée sur un drap tendu, tout objet massif déforme l'espace dans son entourage  

Lentille gravitationnelle. La lumière émise par une galaxie lointaine est courbée, déviée par le champ gravitationnel de la matière noire, que la lumière rencontre, lors de son voyage dans l'espace 

L'image de la galaxie parvient à Euclid, légèrement déformée 

En multipliant les mesures, les déformations permettront de dresser la cartographie de la matière noire  

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380 000 ans après le Big Bang (-13,8 milliards d'années) 

L'âge sombre de l'Univers. L'Univers ne contient pas encore d'étoiles. Découplage rayonnement-matière  

La seule lumière présente est celle du rayonnement fossile ; la première image de l'Univers 

Soupe primordiale. Des grumeaux -des zones de surdensité de matière. Autour desquels les galaxies se formeront préférentiellement 

Aujourd'hui, en raison de l'expansion de l'Univers, les grumeaux sont d'immenses coquilles, d'un diamètre de plus de 450 millions d'années-lumière ; pour la répartition des galaxies, des mètres-étalons  

Spectrophotomètre -maîtrise d'œuvre du Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM). La "couleur" des galaxies sera analysée ; à quelle distance se trouvent les galaxies ? 

En observant de plus en plus loin (en remontant dans le temps), les cosmologistes suivent l'évolution de ces structures. Et reconstituent l'histoire de l'expansion de l'Univers 

Jusqu'à 10 milliards d'années, dans le passé -73 % de l'histoire de l'Univers 

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La matière s'organise autour d'une toile cosmique, un réseau de filaments de gaz et de matière noire 

ESA. Bruno Altieri, responsable scientifique. Sa structure rappelle celle d'une éponge ou d'un réseau neuronal 

Dans la toile, coexistent des zones plus vides et des intersections de filaments  

Aux croisements, des amas et des superamas de galaxies -les ensembles les plus massifs de l'Univers 

Notre galaxie, la Voie lactée, fait partie d'un superamas, à un carrefour de filaments. Laniakea -« horizon céleste immense », en hawaïen. Diamètre, 500 millions d'années-lumière. 100 000 galaxies 

Hawaï, Oahu nord. Laniakea (célèbre pour ses tortues). Pour rendre hommage à la tradition des navigateurs et astronomes polynésiens, qui pour se guider, utilisaient les courants océaniques et les étoiles 

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La faune, la flore, les montagnes, les océans, l'humanité, la Terre 

la Lune, le Système solaire (4,57 milliards d'années) 

la Voie lactée (13,61 milliards d'années) 

les galaxies, les superamas ... 

La matière visible représente seulement 5 % de la masse de l'Univers 

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Pour la matière noire, 26 % de la masse de l'Univers  

Effet attractif. Elle évite que les galaxies se disloquent. Elle ne rayonne pas, ne produit aucune lumière. Elle n'est pas faite d'atomes. Elle interagit avec la matière ordinaire par la gravitation 

Elle serait composée de particules massives interagissant faiblement ?  

De longue date, les expériences montées pour traquer ces particules, n'ont rien donné 

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Pour l'énergie sombre (découverte en 1998), 69 % de la masse de l'Univers. Diffuse, partout présente 

Depuis un peu plus de six milliards d'années, l'expansion de l'Univers accélère. Mise en évidence en 1998. Une force répulsive fait s'étendre l'Univers  

L'énergie sombre est constante ou variable dans le temps ?  

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Trois principaux modèles 

Un fluide de particules inconnues baigne l'Univers ? 

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1917. Albert Einstein. L'Univers est statique et éternel ; pour contrebalancer les effets de la gravité, Einstein ajoute une constante à ses équations de 1915, la constante cosmologique -l'énergie sombre serait une antigravité  

Mais preuves scientifiques ultérieures (Saul Perlmutter, Brian Schmidt et Adam Riess), l'Univers est en expansion. Einstein retire cette constante 

23 mai 1923. Carte postale adressée à Hermann Weyl, mathématicien allemand. « Si l'Univers n'est pas quasi-statique, alors au diable la constante cosmologique » 

L'introduction de cette constante est « la plus grande bêtise de ma vie » 

L'énergie sombre. Une propriété intrinsèque de l'espace, une propension de l'Univers à grandir, de plus en plus vite ? 

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Et si la physique était erronée ? Si les observations qui ont conduit à postuler l'existence de l'énergie sombre, étaient mal interprétées ? 

Commissariat à l'énergie atomique (CEA). David Elbaz, astrophysicien 

Dans l'extrêmement petit, la théorie d'Einstein ne s'applique pas. Là s'applique la physique quantique (14 décembre 1900. Max Planck 1858-1947, physicien allemand) 

Le comportement des atomes, des électrons, des photons ; parmi une infinité de trajectoires possibles, calculer des probabilités de réalisation  

La relativité générale d'Einstein est une théorie de la gravitation. A grande échelle, elle ne fonctionne pas 

Un trou noir (mort d'une étoile massive, effondrée sur elle-même), un objet céleste si compact que l'intensité de son champ gravitationnel empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s'en échapper 

Un trou noir possède une masse donnée, concentrée en un point infiniment petit, appelé singularité gravitationnelle  

La relativité générale ne permet pas de dire ce qui se passe en ce point 

La physique d'Einstein a englobé la physique de Newton dans une théorie plus grande 

Au-delà de la théorie d'Einstein / de la physique quantique, existe-t-il une théorie plus large ? Une seule théorie, pour l'extrêmement petit et pour l'extrêmement grand ?