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jeudi 24 juillet 2014

Excitations Extraordinaires de l'Exoplanétologie

Oui je sais c'est Ex   aspérant. Mais il n'y a pas qu'Amélie Nothomb qui puisse bénéficier du privilège des titres extrêmement farfelus.

Je vous livre ici le texte d'une conférence que je dois donner le premier août lors de la "Nuit des Etoiles"

Ce sujet est aussi en lui même un long et lointain voyage.

La toile fourmille sur ce sujet d'articles plus précis, mieux documentés et pour certains contenant moins d'erreurs ou approximation. Mais l'objectif était de rester très grand public.

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A recherche des Exo-planètes

[Les parties en italique peuvent être omises si le temps disponible est trop restreint]

Présentation.... Je ne suis qu'un amateur, Passionné comme nombre d'entre eux, mais pas spécialiste. C'est pourquoi je sollicite l'indulgence de ceux d'entre eux qui, présents dans la salle, remarqueraient des erreurs dans cet exposé. Merci de me les signaler le cas échéant sans oublier toutefois qu'une contrainte de cette conférence est d'être compréhensible par tous. Cela implique des simplifications, voire parfois des approximations que je signalerais.

J'éviterai, autant que faire se peut, formules mathématiques et termes trop techniques.

Toutefois, pour me faire plaisir, et aussi pour vous démontrer qu'il n'y a pas que les scientifiques qui peuvent se gaver de formulations complexes, je vous en assène une littéraire dès le départ en titre de la première diapo.

D1 Prolégomènes à la chasse

Si j'ai choisi de vous parler ce soir de la recherche des exoplanètes, c'est parce que ce thème s'est particulièrement développé ces dernières années et surtout ces derniers mois. Les médias font régulièrement état de cette évolution en embellissant les informations austères fournies par les chercheurs de commentaires parfois, souvent même, un peu trop enthousiastes pour ne pas dire farfelus.

D2 Ces dernières semaines nous avons eu droit à l'annonce de la découverte d'une « Nouvelle Terre », agrémentée d'images d'une planète bleue, couverte d'océans et de nuages. (nouvelle-terre)

Bien qu'il ne soit pas impossible que cette planète soit semblable à la notre, nous ne disposons actuellement d'aucun moyen technique nous permettant de vérifier une telle éventualité.

Je vous propose donc ce soir de faire un point objectif sur la situation, sachant qu'elle reste très ouverte, et que nous avons au moins une certitude : nous ne sommes pas au bout de nos surprises !

Comme de nombreux domaines de l'astronomie, ce sujet peut être ardu. Il fait appel à des outils d'observation, des théories et des modèles mathématiques sophistiqués. Mais rassurez vous ! De la même façon qu'il n'est pas nécessaire de connaître les équations de la mécanique pour maîtriser le pratique de la bicyclette, on peut très bien appréhender ce domaine de recherche à partir de quelques notions basiques et courante. Et pour répondre à la question qui (ne) m'a (pas) été posée : Prolégomènes c'est en grec (et nous n'en avons pas fini d'utiliser des termes grecs!) une introduction (longue!)

Ce soir je me limiterais donc, et c'est déjà très ambitieux, à vous rappeler (ou définir)

  • Ce que l'on appelle « exoplanète » et pour commencer ce qu'est une planète.

  • Ce que l'on entend par découvrir/identifier une exoplanète, nous verrons en particulier que le risque d'erreur n'est pas négligeable.

  • Les méthodes et les outils utilisés pour ces recherches, leur forces et faiblesses.

  • Enfin pour ouvrir un peu sur le rêve (les astronomes font partie de la mafia des grands rêveurs) ce que l'on entend par « zone habitable » et ce que l'on peut en déduire pour la possibilité de vie extra terrestre.

D3 Qu'appelle-t-on  Exoplanète  ?

Au départ c'est simple ! Une exoplanète est une planète qui ne tourne pas autour du soleil, c'est à dire qui ne fait pas partie du système solaire. (la racine  grecque exo  signifie  hors de, extérieur...)

Cela veut il dire qu'une exoplanète tourne autour d'un autre soleil ? D'une autre étoile ? OUI ! Et ….et peu Non ! Car, et c'est d'ailleurs une découverte récente et inattendue : il semble qu'il existe de nombreuses planètes autonomes, isolées, errant perdues dans l'immensité interstellaire.

Une planète ?

Pour les anciens

D'accord, mais il faut aller plus loin ! Qu'est-ce que c'est qu'une planète ?

Pour les anciens (jusqu'à environ la fin de notre moyen âge) une planète c'était un astre vagabond ! (Planetos en grec signifie vagabond/voyageur... Cf le célèbre guide  Lonely Planet )

Mais pourquoi donc ce qualificatif de vagabond ?

Les anciens n'entendaient rien à la mécanique céleste, mais ils étaient de meilleurs observateurs que nous. [Ils vivaient souvent dehors, le monde n'étant pas, comme aujourd'hui hélas, noyé par les lumières parasites, le ciel qui s'offrait à eux était d'une excellente qualité.]

Ils avaient depuis longtemps remarqué que sur la toile de fond d'un ciel tournant en environ un tour par 24h autour d'un point fixe matérialisé par l'étoile polaire, l'immuabilité de la position relative des étoiles , formant des figures que leur imagination ou légendes avait dotées de noms poétiques et mystérieux : la Grande Ourse, Orion, la Lyre, le Lion... Le ciel leur paraissait tourner en bloc comme si les étoiles étaient collées sur une sphère rigide :  La sphère des fixes 

[Ils avaient même constaté que cette rotation s'effectuait en un petit peu moins de 24h00 (4 minutes de moins environ) léger décalage qui, s'accumulant avec le passage des jours donnait au ciel un aspect différent au cours des mois comme vous pouvez le voir ici sur ces deux cartes représentant l'horizon sud vu de Chassiers à minuit au premier août et au premier février.




Il fallait attendre une année complète pour retrouver un aspect identique du ciel à une heure donnée, le cumul des décalages de 4 minutes sur 365 jours équivalant alors à 24 heures.

Pour la cosmographie actuelle, le ciel ne tourne pas. La rotation de 24h00 est une apparence due à la rotation de la terre sur elle même, et le lent décalage d'une période d'un an provient de la rotation de la terre autour du soleil.]

Mais quelque chose clochait dans cette belle régularité. Il y avait une poignée d'astres qui ne respectaient pas la belle rigidité de la  sphère des fixes  vagabondant de façon plus ou moins régulière : les planètes ! Et c'était même l'anarchie. [Le soleil reprenait le même place toutes les 24 heures, la lune elle mettait 28 jours, et c'était encore plus compliqué pour les autres. Mercure, dieu des voyageurs et des voleurs se déplaçait très rapidement sans jamais s'éloigner du soleil. La splendide et brillante Vénus un petit peu plus excentrique, et quand aux autres Mars la rouge guerrière, l'imposant Jupiter et le tranquille Saturne il leur arrivait même d'alterner avancées et reculades.] Seul point rassurant dans cette pagaille mythologique, tout ce petit monde se déplaçait à l'intérieur d'une bande étroite sur la  sphère des fixes  : les treize constellations dites du zodiaque. [expliquer éventuellement pourquoi pas 12 uniquement dans réponses aux questions]

Depuis Copernic et surtout Kepler nous savons interpréter ces mouvements dérangeants pour les partisans de l'ordre. Tout ce petit monde (et d'autres découverts ultérieurement) tourne, dans un même plan et dans le même sens autour du soleil (la lune mis à part) et nous faisons partie du carrousel avec le dossard numéro 3.

Imaginez un stade de course à pied, avec des pistes beaucoup plus écartées que ce que nous connaissons. Chaque coureur parcourt la sienne à son rythme. Nous sommes sur la troisième et essayons d'interpréter les mouvements apparents de nos concurrents, y compris ceux qui ont un demi tour d'avance sur nous et semblent ainsi courir dans la direction opposée.

D4 De nos jours la définition actuelle de planète a changé.

Une planète est un corps céleste en rotation autour d'une étoile (pour nous le soleil) et qui a  fait le ménage sur son orbite  C'est à dire qu'elle se déplace sur une route (à peu près) dégagée. Ce qui implique qu'elle possède une masse conséquente, suffisante pour lui permettre de présenter une forme quasi sphérique.

Mais il y a de la variété de taille et de nature. Pour paraphraser Pierre Perret, il y a des petites, des grosses, des dures (composées de minéraux rocheux, métalliques..) des gazeuses (majoritairement faite d'hydrogène ou d'hélium)

Les modèles de formation des planètes expliquent (ils sont fait pour cela!) ces caractéristiques et différences :

  • Astres  régulièrement  espacés, orbitant (c'est à dire tournant autour d'un point fixe) dans le même sens et le même plan.

  • Et, probablement plus spéculatif, les poussières lourdes au centre et les gaz en périphérie expliquant la conformation de notre système. (éventuellement expliciter)

 Solar System Formation (Nebraska Univ) à commenter

Le terrain de chasse

A partir de la révolution Copernicienne, quelques indécrottables curieux ont commencé à poser des questions dérangeantes.

Le raisonnement était le suivant :  Copernic avait chassé la terre de son rôle de centre du monde pour y mettre le soleil et faire tourner autour de lui les planètes, dont la terre.

Mais on pouvait aller plus loin. Imaginer que même le soleil n'était pas au centre du monde, que chaque étoile visible (et invisible) était un autre soleil, autour du quel tournait d'autres planètes et que sur ces planètes.... 

Stop ! Nous sommes en 1600. Et pour avoir émis, entre autres blasphèmes, ces opinions  saugrenues Giordano Bruno, ex moine dominicain, finit brûlé sur le bûcher de la sainte inquisition.

Aujourd'hui cela va mieux (quoique ?) Nous acceptons que les 200 milliards d'étoiles qui constituent notre galaxie (200 milliards !!!!) et les quelques centaines de milliards de galaxies (cela en fait des milliards de milliards ! C'est comparable au nombre de grains de sable, plages et déserts inclus, sur la terre) sont aussi d'autres soleils.

Comme les modèles plausibles de formation des étoiles embarquent aussi la formation de planètes nous pouvons subodorer qu'il existe quelques exoplanètes.

Quelques  ? Il y en a probablement énormément. A ce jour, simplement en examinant une infime portion (150000) étoiles de notre galaxie, nous avons détecté environ 1800 exoplanètes, et il y en a à peu près encore le double en cours de validation. Et nous savons parfaitement que les méthodes de  pêche  dont nous allons parler utilisent des filets à mailles lâches laissant filer la majorité des poissons. Il n'est pas improbable que presque chacune des milliards de milliards d'étoiles soit entourée d'une ou plusieurs planètes.

Les méthodes que nous allons analyser ne nous permettent que de détecter des planètes en deçà de quelques centaines d'années lumière de distance c'est à dire quand même plusieurs millions de cibles potentielles : bien des pêcheurs s'en satisferaient.

D5 Comment détecter les exoplanètes

D6 Méthodes directes

La première méthode, assez évidente, est l'observation directe. Hélas, même à l'aide de nos plus puissants instruments, repérer une planète, minuscule par rapport à son soleil et noyé dans sa lumière aveuglante (un milliard de fois plus intense) est une gageure.

C'est un peu comme si depuis Paris nous observions au télescope la lumière du phare du Planier au sud de Marseille, espérant détecter un ver luisant posé sur le toit (que ferait il là ?)

Pourtant, grâce à quelques géniales astuces technologiques, et en profitant de configurations exceptionnelles, une dizaine d'exo-planètes a pu être imagée directement.

2m1207b (200 AL VLT) et HR8799 (2008 Keck image NRC Canada)

Observation directes au télescope

Elles ne sont aujourd'hui possibles que dans de rares cas particuliers : combinaisons de plusieurs facteurs favorables : système proche de nous, planète géante et orbitant loin de l'étoile pour que sa lumière ne soit pas noyée dans l'éblouissement de l'étoile centrale. Par exemple si l'on observait l'équivalent de notre système solaire à quelques années lumière, on pourrait ainsi imager Saturne, mais certainement pas la Terre ni Mars.

2m1207b

C'est un système très favorable à l'observation directe, mais bien différent du notre. Seules ces conditions extrêmes permettent une observation directe.

Découverte en 2004 grâce au VLT(1) du Chili. 2M1207a est une étoile naine (1 % du soleil) froide et peu lumineuse (~3000 °K) située à 170 AL(2) de nous. 2m1207b est une planète géante (300 MJ(3)) située à très grande distance de l'étoile (40UA(4))

Beta Pictoris

Découverte en 2008 par l'équipe du VLT. On remarque sur la photo que la lumière de l'étoile, située à 70AL de nous, est artificiellement éclipsée par un coronographe. La planète possède une masse de 4 à 10 MJ(3) et orbite à 8 ou 9 UA(4) . Il s'agit de la première planète dont on a pu mesurer la période de rotation sur elle même (la dure du jour) qui est d'environ 8 heures. Ces caractéristiques sont, à l'exception de sa masse, assez semblables à celle des Jupiter. Un traitement d'image peut améliorer la visibilité.

HR8799

Cette photo extraordinaire est l’œuvre d'une équipe Québécoise qui, à l'aide d'un astucieux traitement informatique d'images prises par le télescope Keck d'Hawai a pu mettre en évidence en 2008 pas loin de 4 planètes géantes autour de l'étoile HR8799 située à 130 AL(2) de la terre dans la constellation de Pégase.

Il a même été possible, par spectrographie, de montrer que l'atmosphère de certaines de ces planètes contenait des nuages et la présence d'oxyde de carbone et de méthane.

Loupes gravitationnelles

Ceux d'entre vous qui ont entendu parler de la théorie de la relativité généralisée savent qu'une façon, simple ?, de l'exposer est d'affirmer que toute masse courbe l'espace (et même l'espace temps mais ne compliquons pas) qui l'environne. Un « rayon » (un photon!) de lumière, qui se propage toujours en ligne droite, passant près d'une masse importante, par exemple une étoile très dense se voit dévié. Pour la RG(5) il continue à aller droit, c'est la route qui est « courbée »

En optique c'est exactement le même phénomène qui se produit dans le verre d'une loupe.

Il y a donc des cas très favorable ou un système solaire, aligné pour notre vue avec une étoile très dense, peut être « grossi » Cela permet de détecter assez facilement les perturbations induites par une planète, même petite.

L'avantage de cette méthode est qu'elle peut s'appliquer à des étoiles très éloignées (plusieurs milliers d'UA(4)) mais répétons le ses conditions d'exploitation sont très rares.

C'est une observation tout à fait exceptionnelle, mais elle est quand même à l'origine de quelques détections « directes » : quelques dizaines de succès sont à son actif.

Principe micro lentille

D7 Observations indirectes

La quasi totalité des découvertes est le fruit de méthodes indirectes. Nous en examinerons deux : la méthode des vitesses radiales et celle des transits.

D8 Méthode des vitesses radiales

Nous avons parlé de la fin, brûlante, de Giordano Bruno. Cela ne se fait plus n'est-ce pas ? Et pourtant, si je vous déclare que les affirmations du type  La terre tourne autour du soleil, la lune tourne autour de la terre, ...  sont fausses ? Qu'allez vous faire ? C'est pourtant la vérité, enfin une vérité ! (Pour un scientifique il n'y a pas de VERITE, mais des vérités, enfin des modèles -des théories- toujours réfutables, et presque toujours réfutées un jour au bénéfice d'une autre. C'est la différence avec un dogme, une croyance, une superstition.

Bon dire que ces affirmation sont fausses est un peu exagéré. Mais elles ne sont pas tout à fait exactes !

Et si l'on dansait ? Qui veut danser avec moi ? (trouver une personne légère!)

Animation VR


La méthode de la vitesse radiale s’appuie sur le fait que si l’étoile exerce une force d’attraction sur la planète, cette dernière produit une force égale et opposée sur l’étoile. Toutefois la différence de masse fait que la perturbation de l'étoile reste très inférieure à celle de la planète

Il est assez difficile de percevoir visuellement et directement ce très faible mouvement de balancement que la ou les planètes imposent à leur étoile.

Mais les astronomes sont astucieux ! Si vous supposez que vous observiez le système « par la tranche » (ou à peu près) vous comprendrez que le balancement de l'étoile fait qu'elle se rapproche et s'éloigne alternativement de nous. Et ça c'est un mouvement que les astronomes savent détecter même s'il est ténu par ce que l'on appelle l'effet Doppler.

C'est l'effet qui fait que lorsque une voiture de pompier se rapproche de nous on entend sa sirène plus aiguë qu'elle ne l'est en réalité, puis lorsqu'elle s'éloigne, le son devient plus grave.

Les étoiles ne font pas de bruit (selon vos références culturelles : le silence de ces espaces infinis m'effraie ou dans l'espace personne ne vous entend crier) mais on sait mesurer la fréquence de leur luminosité par l'intermédiaire d'une technique appelée spectroscopie. Et l'on peut donc en déduire la période du mouvement de balancier et sa vitesse.

Animation VR

D9 Cette technique ne fonctionne pas dans tous les cas : il faut que le système soit bien orienté par rapport à nous. Et comme on ne connaît pas cette orientation il n'est pas possible d'en déduire la vitesse exacte du balancement.

En revanche on connaît sa période sans ambiguïté. On peut en déduire celle de la rotation de la planète autour de l'étoile, et donc sa distance à l'étoile. Enfin lorsqu'il n'y a qu'une seule planète prépondérante sinon les choses se compliquent.

Compte tenu de la précision instrumentale actuelle, la méthode de la vitesse radiale reste à ce jour limitée aux planètes orbitant autour d'étoiles naines ou pour les plus grosses à des planètes massives (géantes gazeuses) très proches de leur étoile.

Il y a certes des points faibles : la complexité d'interprétation dans le cas de systèmes à plusieurs planètes et surtout certains phénomènes physiques internes à l'étoiles (magnétisme interne par exemple) peuvent provoquer des variations du « spectre » ce qui peut conduire à des « faux positifs »

HR 8243

Il faut à ce sujet que je vous raconte la triste histoire de Gliese 581 :

Six exoplanètes avaient été détectées autour de Gliese 581 dont deux, c et d, étaient les premières exoplanètes à avoir été trouvées dans la zone habitable de leur étoile. L'existence de Gliese 581 d, g et f a pourtant été mise en doute en juillet 2014, car les signaux à l'origine de leur découverte pourraient n'être que des artefacts(6) liés à l'activité magnétique de l'étoile.

Gliese 581 C Crédit ESO

D10 Méthode des transits

Pour un astronome, du moins celui qui ne souffre pas trop de problème digestif, le transit a une signification bien précise : l'observation du passage d'un astre devant un autre.

vueartisteESO.jpg

D'où l'idée, très simple, de mesurer au cours du temps la quantité de lumière reçue d'une étoile afin de détecter l'obscurcissement du au transit.

Image Corot (Corot exoteam)

D11 Le principe est simple, mais les difficultés, et donc les limites de la méthode, sont nombreuses.

La première est qu'il faut, encore une fois, que l'orbite de la planète soit « bien orientée » par rapport à nous, ce qui, statistiquement, n'est vrai que pour environ 5 % des systèmes.

La seconde est qu'il faut que la planète soit suffisamment grosse par rapport à son étoile pour que la diminution de luminosité soit perceptible aux instruments. Pour une étoile de la taille du soleil, on détectera facilement une planète de la taille de Jupiter, beaucoup plus difficile sera de déceler une nouvelle terre.

D'autres « biais (7)» sont possibles : la variabilité lumineuse intrinsèque(8)del'étoile (ou la présence d'une étoile variable très proche de la ligne de visée, …)

Bien entendu une seule observation est insuffisante : il est nécessaire de pouvoir examiner plusieurs transits successifs et en déduire une période de révolution constante, afin d'espérer une bonne probabilité de découverte. Cela peut être long : la terre tourne autour du soleil en un an, Jupiter en 11 ! Comme pour la précédente méthode les grosses planètes (diminution sensible du flux lumineux) et proches de leur étoile (tournant ainsi rapidement autour d'elle) sont donc favorisées.

En revanche la méthode des transit offre, par construction, une information... De taille(!) : le diamètre relatif de la planète par rapport à l'étoile, et même le diamètre réel si on dispose d'une valeur approchée de celui de l'étoile, ce qui est souvent le cas.

D12 Les mesures demandent une précision que ne peuvent fournir à ce jour les instrument terrestres. Le meilleur outil reste le télescope spatial. Parmi ceux qui sont consacrés à cette moisson.

Corot (2006-2012)

Kepler (2009 – 2013?)

TESS (2016 …)

Kepler a été conçu pour observer 150 000 étoiles dans une petite zone de la constellation du Cygne. Il est tombé en panne début 2013, mais des terabits(9) de données attendent d'être traités. La participation de bénévoles amateurs, dont votre serviteur, représente un atout considérable car dans ce cas l’œil humain reste supérieur aux procédures informatisées pour lever les ambiguïtés.

Site Planet Hunter exemple de courbe de lumière proposée

Zoom sur la courbe précédente

Malgré ses limitations la méthode des transits est la plus féconde : on lui doit plusieurs centaines de détections dont même quelques planètes « telluriques (10)» de taille assez similaire à la terre parmi les quelles plusieurs orbitent dans la « zone habitable » (nous allons voir plus tard ce qu'il faut penser de cette fameuse zone.

Quelques considération statistiques :

5 % de 150 000 étoiles représentent 3000 étoiles « bien orientées »

Autour de plus de 10 % ces étoiles « favorables » une ou plusieurs planètes ont été détectées. Compte tenu des difficultés et des imprécisions de la méthode on peut penser qu'il en existe beaucoup plus. Les optimistes pensent ainsi que la grande majorité, sinon la totalité, des étoiles possèdent une ou plusieurs planètes. Sachant que notre seule galaxie compte entre 100 et 200 milliards d'étoiles et qu'il y a au moins 100 milliards de galaxies semblables à la notre, je vous laisse conclure !

Rappeler ce que représente 100 milliards (3000 ans pour les compter à raison d'une par seconde)

D13 Zone habitable

Le Graal est bien sûr la découverte de planètes susceptibles d'héberger la vie. La notion de zone habitable est un critère, discutable, mais bien commode.

On appelle zone habitable la région d'un système solaire où on peut trouver de l'eau à l'état liquide. Cela dépend essentiellement de la température de l'étoile et de la distance de la planète à son étoile. Pour une naine rouge (froide) cette zone est très proche de l'étoile. Pour une étoile bleue chaude elle est beaucoup plus éloignée.

A titre de comparaison notre soleil est une étoile «moyenne » jaune. La zone habitable s'étend de l'orbite de Venus à celle de Mars, englobant évidemment celle de la Terre.

Cet exemple illustre les limites du critère : Venus est dans la zone habitable, mais un effet de serre colossal (préfiguration inquiétante de ce qui nous menace ?) rend les conditions particulièrement inhospitalières : une pression de 100 atmosphères, une température de 460 degrés à la surface, des pluies d'acide sulfurique.....Mais cela n'interdit pas, pour les plus optimistes, la présence d'une vie « extrêmophile (11)» Aucune des sondes envoyées n'ayant pu y survivre plus d'une poignée d'heures nous restons dans l'incertitude.

Mars a, en des temps très anciens, été parcourue par de l'eau liquide : il y a eu des rivières, peut être des lacs pourquoi pas des mers. Il reste des calottes polaires composées en partie de glace d'eau. Nous n'y avons encore rien détecté, pas encore...

Absence de preuve n'est pas preuve d'absence

Autre limite de la zone habitable : Jupiter et Saturne en sont exclues. Mais... On soupçonne sur Europe (une lune de Jupiter) et Encelade (une lune de Saturne) la présente d'un énorme océan liquide sous glaciaire. Ce sont les gigantesques forces de marées induites par la proche planète voisine qui, échauffant par friction le manteau du satellite, seraient la cause de la fonte des glaces et même de remontées de panaches liquide jusqu'en surface. Il n'est pas impossible qu'une forme de vie soit présente sur l'une de ces lunes.

Et encore nous nous limitons à des formes potentielles de vie semblables à la notre, basée sur la richesse fantastique de la chimie du carbone et la présence d'eau liquide. Même si c'est l'hypothèse la plus probable (cf le rasoir d'Ockham(12) : à développer) Ce n'est pas la seule.

Quoi qu'il en soit, nous disposerons bientôt de techniques permettant de déceler dans l'atmosphère de certaines exo-planètes de « marqueurs  vitaux » tels que la présence d'oxygène, de méthane (marqueur particulier de la « digestion » de la plus part des organismes vivant, c'est à dire une autre « méthode de transit » ;-) ) de CO2...

Je vous laisse méditer là dessus.

Lexique

(1) VLT : Very Large Telescope, (Très grand télescope) implanté au Chili. Le plus grand instrument du monde, composé de 4 télescope de 8mètres et de 4 autres de 1,8 mètre de diamètre, optiquement « liés »

(2) AL : Année lumière. Distance parcourue par la lumière en un an à une vitesse de 300 000 km par seconde. Une année lumière équivaut environ à 10 000 milliards de kilomètre ou encore 66 000 fois la distance de la terre au soleil (UA). L'étoile la plus proche est à plus de 4 AL du soleil.

(3) MJ : Masse de Jupiter. 2X1023 tonnes (2 suivi de 23 zéros) ou encore 300 fois celle de la Terre.

(4) UA : Unité astronomique. Elle correspond à la distance de la terre au soleil, soit 150 000 000 de kilomètres.

(5) RG : Théorie de la relativité Générale d'Albert Einstein.

(6) Artefact : Objet manufacturé. Par extension erreur d'observation due à un défaut instrumental. Par exemple le reflet sur l'objectif d'une caméra., les croix apparaissant sur les photographies d'étoiles brillantes....

(7) Biais : Cause d'erreur, souvent liée à la méthode, dans une interprétation statistique.

(8) Beaucoup d'étoiles sont variables. C'est à dire que leur luminosité varie avec le temps pour des causes physique internes (pulsations par exemple) ou externe (éclipse par une autre étoile compagne : les systèmes stellaires multiples sont majoritaires)

(9) Un terrabit : mille milliards de bits, ou mille gigabits (le bit est l'unité élémentaire d'information stockée sur un support informatique)

(10) Tellurique : se dit d'une planète « rocheuse » à l'instar de la Terre, Mercure, Mars, Venus, la Lune..Et par opposition aux planètes gazeuses comme Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune.

(11) Extrêmophile. Caractérise un organisme vivant dans des conditions « extrêmes » Par exemple sur la Terre les êtres vivants dans les « souffleurs noirs » colonnes de rejets volcaniques sous-marins.

(12) Guillaume d'Ockham était un philosophe, moine Franciscain, du 14ème siècle qui a formulé le principe suivant : « Les multiples ne doivent pas être utilisés sans nécessité. » C'est à dire que les solutions les plus simples sont souvent les plus vraisemblables. Il convient donc de couper (le rasoir) les hypothèses supplémentaires non indispensables.

mardi 3 juin 2014

Un sceptique en Ardeche

Je suis arrivé en Ardèche du sud au terme d'une succession de voyages, parcours géographiques complexes, maillés de plusieurs étapes, qui n'étaient pas vraiment des retours, en région parisienne.

Bien que retrouvant à l'occasion de ces passages des situations que le temps passé aurait du rendre familières, il était difficile de me défaire d'une sensation incongrue d'exotisme.

Passer de l'organisation policée du métro de Bangkok à la frénésie de son homologue parisien, ou du lacis de canaux et rivières enfoui dans les forêts primaires de la province d'Arakan aux rues du quartier du Marais n'était que la continuation de l'exploration, une nouvelle collecte de découvertes nourrissant de multiples interprétations.

Au bout de quelques semaines toutefois l'étrangeté cédait à la familiarité des souvenirs et habitudes enfouis alors que croissait à nouveau la tension de l'envie de nouveaux départs.

Ces balancements équilibrés auraient pu durer indéfiniment. C'était sans compter sur les hasards des rencontres et sur le puissant moteur amoureux qui me précipitèrent dans une nouvelle période de vie, la sixième si je compte bien. 

Une nouvelle vie donc, avec son lot de personnages, cultures, situations à découvrir. Je suis bien loin d'en avoir fait, comme dans les épisodes précédents, le tour. Mais j'ai commencé à tirer quelques fils de l'écheveau.

Pas plus qu'en Asie il n'est facile, dans un premier temps, de nouer des contacts autres que superficiels avec la population locale. Méfiance et différences culturelles privilégient les échanges avec les autres voyageurs dans un cas, les néo-ruraux dans l'autre. Ce sont des barrières qu'il faut savoir franchir. Cela demande temps et efforts.

Cette similarité n'est toutefois qu'approximative. Solidarité et ouverture d'esprit des autres voyageurs permettent des relations aisées, rapides, mais la plus part du temps sans profondeur ni enjeu. Les échanges avec les néo-ruraux ardéchois sont plus complexes et plus riches.

Cependant il existe quelques tropismes parfois surprenants à l'aune de mes propres références culturelles. Un équilibre harmonieux entre l'autonomie et la vie en communauté. La culture, voire la religion, de l'écologie, du bio. Une nette méfiance vis à vis de la modernité, pimentée d'une pointe d'irrationnel et de fantasmes conspirationnistes. Mais aucun de ces traits, pris isolément, n'est spécifique à l'Ardèche du sud, et nous avons tous nos conformismes !

C'est le premier point,associé à la richesse des possibilités d'activités, qui m'a sauté aux yeux dès mon arrivée.

Malgré un habitat dispersé, les réunions, invitations, fêtes, bals, spectacles....Sont légions. Les interactions sont plus fréquentes et intenses qu'au sein des grandes cités, plus ouvertes et naturelles. Le réseau relationnel se tisse avec rapidité et surtout avec beaucoup de sincérité : le souci du « paraître », les contraintes des conventions sociales, en sont quasiment absents.

Au foisonnement d'activités culturelles et ludiques s'ajoute, pour la plus part, le quotidien absorbant d'activités primaires : travaux de petites et grosses constructions, créations et entretiens de jardins, de vergers, ou de parcelles forestières.

Et il reste, pour les plus hyperactifs, les activités sportives saisonnières dont la région regorge. Kayak et canyoning, ski sous toutes ses formes, escalade, tennis, randonnées...

Tout ceci existe dans un harmonieux équilibre entre autonomie et socialisation. Chacun pratique, selon son humeur du moment, seul ou en communauté. Nul ne vous reprochera d'être un loup solitaire, tous seront heureux de vous accueillir au sein d'un groupe même si vous êtes un parfait inconnu.

Une manifestation caractéristique de cet état d'esprit apparaît dans la culture généralisée de l'échange : je t'aide à débroussailler ton terrain, tu réalises des travaux de couture à mon profit...Échanges qui peuvent s'organiser à travers de « Bourses spécialisées» sans aucune contrepartie monétaire : les « SEL » ou systèmes d'échanges locaux. Les adhérents à ces organismes recensent leurs compétences ou leur besoins en matière de petits ou gros travaux comme de la couture, du jardinage, de la garde d'enfant, des cours, du débroussaillement.... Pour plus d'informations sur les SEL voir : ici ou ici.

Ces systèmes d'échanges en sont ils la cause ou la conséquence ? Les deux peut être. Mais il est indéniable que les habitants possèdent de nombreuses compétences susceptibles d'assurer leur autonomie. Tout le monde ou presque est jardinier, forestier, maçon, mécanicien... A des degrés divers certes, mais souvent fort honorables.

Les compétences intellectuelles et culturelles ne sont pas en reste. Si évoquer la richesse culturelle des grandes cités comme Paris ou Lyon est un lieu commun, la communauté ardéchoise n'est pas en reste même si la répartition de l'offre diffère : il y a plus de conférences sur le biotope, la géologie ou les traditions locales organisées sur le terrain au cours de randonnées spécialisées que de séances de cinéma.

Conférences et troupes de théâtre émanent d'acteurs locaux. Ce qui ne signifie pas faible qualité et rareté. Il est fréquent d'être obligé de choisir, avec frustration, entre plusieurs manifestations se disputant les mêmes soirées ou week-end.

Il existe, certes, un déphasage culturel avec les grandes cités. Il est plus temporel (on ne dispose pas toujours du dernier film ou de la dernière pièce à la mode) que qualitatif. Cela ne gêne personne, et diminue également le risque de perte de temps à surfer sur des modes éphémères.

Pas de « dîners en ville » donc. En revanche lors des fréquentes invitations ou des soirées festives le niveau des échanges n'a rien à envier à celui des « salons parisiens ».

Toutefois les sujets abordés peuvent différer, quoique n'ayant plus fréquenté depuis un bon moment les « salons parisiens »  je ne sois pas sûr que ces différences soient si marquées.

Ecologie et « bio » sont deux thèmes permanents. Combien de fois au début ai-je été surpris, puis amusé, par le qualificatif omniprésent, glissé sur un ton de connivence complice, « Bien entendu c'est du bio » accompagnant toute proposition de légume, fruit, vin, plants ou graines, voire vêtements...Je croyais presque entendre « tu peux en prendre mec, c'est de la bonne ! »

Pas question de marquer de l'étonnement, encore moins du scepticisme ou pire de commettre le sacrilège d'un sourire amusé.

Ici le bio c'est une religion avec ses disciples et prophètes, ses règles et parfois ses dogmes à la logique étonnante, comme par exemple l'autorisation d'utiliser souffre ou sulfate de cuivre sur les vignes « car cela se trouve à l'état naturel » mais bien sûr pas de méthane, ni de pétrole brut ou d'arsenic tout aussi présents à l'état naturel et encore plus abondants...

Autre paradigme « religieux » les châtiments potentiels futurs vis à vis des incroyants, les communions implicites ou explicites...

Loin de moi bien sûr l'idée de réfuter systématiquement le « bio » Il présente des avantages incontestables. Et quelques défauts aussi. Mais pour un sceptique il est frustrant de se voir interdire l'expression de tout doute ou toute critique même légère. Néanmoins mes voyages en terres musulmanes ou bouddhistes m'ont appris à relativiser ces frustrations et éviter ce type de débat de toute façon sans issue.

Il en est de même pour les convictions écologiques, que je partage d'ailleurs en grande partie.

Cependant, cette fois, Elles sont fortement étayées par des argumentaires et des connaissances précis et solides. Quelques exemples significatifs se trouvent dans le refus de l'exploitation des gaz de schistes, la déforestation sauvage, l'utilisation massive de produits phytosanitaires de synthèse, malgré les étonnants compromis évoqués plus haut comme le souffre ou la bouillie bordelaise....

Une autre source d'étonnement est le niveau d'acceptation de la superstition et de l'irrationnel parmi une population souvent plus cultivée que la moyenne. Magnétisme, astrologie font florès. Bien entendu acupuncture, homéopathie et la plus part des médecines dites alternatives sont universellement utilisées et défendues avec passion.

Les médecines traditionnelles chinoises retrouvent ici le prestige qu'elles ont perdu, au profit de la bête technologie occidentale, dans leur patrie d'origine, et je rencontre plus de pratiquants de Qi-gong que dans le Yunan.

Toutes les combinaisons des racines « bio » « dyna » « geo » sont utilisées pour décrire de nouvelles techniques miracle : la geo- dynamie, la bio-dynamie, la geo-biologie... A croire qu'un « combinateur » de génie est au manettes. Manquent encore, mais je peux me tromper, la bio-géologie et la geo-dynamie. Cela ne saurait tarder.

Tout cela est plutôt innocent et sympathique, mais il y a parfois plus grave voire scandaleux. Comme un thuriféraire de guérison par les « tambours chamaniques » qui présente une conférence où intervient un témoin que cette thérapie aurait miraculeusement guéri.

Plus folkloriques sont les inventeurs réguliers de machines à mouvement perpétuels ou à rendement supérieur à un. L'un d'entre eux a récemment présenté sa trouvaille lors d'une conférence rassemblant un nombre conséquent d'auditeurs, puis a embringué un député local en lui faisant miroiter l'utilité de sa découverte pour venir au secours des populations africaines défavorisées. Une analyse attentive (cf ce document) de l'expérience présentée montre qu'elle repose sur une grossière erreur de calcul.

Tout ceci s'explique probablement par la conjonction de différents facteurs spécifiques à la région. Même si, isolément, certains se retrouvent ailleurs.

le mélange des cultures entre la population locale marquée par l'effondrement d'une économie qui, même frugale, permettait l'autosuffisance et les neo-ruraux affamés de retour aux fondamentaux.

Un passé de légendes et une histoire riche d’événements.

Et surtout un environnement, espace naturel et habitations, superbe, varié, qui fait de l'Ardèche du sud un des écrins les plus pittoresques de notre pays. La densité des vagues touristiques qui y déferlent en belle saison en témoigne.

Pourtant les premières découvertes laissent une impression d'austérité.

La végétation méditerranéenne, aux espèces variées mais à la taille souvent rabougrie, s'explique par le climat et la géologie qui privilégie l'aspect minéral : avens, canyons tourmentés et cheminées de fées fantomatiques des calcaires ; ténébreux surgissements plutoniques à la géométrie d'aspect presque artificiel ; profondes gorges où nichent des rivières turbulentes.

L'architecture est à l'unisson. L'aspect souvent sombre des murs intégrant des roches volcaniques est rehaussé par les hauts murs percés de fenêtres étroites adaptés aux rigueurs des vents et des hivers.

Végétation, architecture et, dans une moindre mesure, paysages évoquent de façon inattendue la Corse. Faisant de l'Ardèche du sud une île en pleine terre. Caractère insulaire qui se retrouve aussi dans la psychologie de la population.

Mais rapidement cette austérité initiale cède le pas, ou plus exactement s'intègre, à un intense plaisir esthétique. On comprend bien ainsi l'attachement viscéral qui se manifeste chez ceux qui sont tombés sous le charme de cette région.

Et surtout à ces plaisirs esthétiques s'ajoutent ceux de la richesse des pratiques permises par la nature. Activités nautiques comme le kayak et le canyoning dans les gorges, l'escalade, le ski hivernal, le parapente, la randonnée... Offrent un menu pléthorique et inépuisable aux passionnés ou aux simple amateurs.

En conclusion l'Ardèche du sud se révèle être une « île » pittoresque, surprenante, et en finale attachante : à condition de garder les yeux grands ouverts non seulement l y fait bon vivre, mais elle donne envie d'y passer un bon moment.

Analyse critique du soi-disant "effet Dumas"

Analyse critique de "l'effet Dumas"

Ce titre synthétique ne représente pas complètement le contenu de ce document. Il est nécessaire de préciser que cette analyse ne porte que sur le corpus très restreint des pièces disponibles.

Il s'agit du contenu du site www.effetdumas.org et de la vidéo d'une expérience (Pour une raison mystérieuse ? Cette video a disparu du site actuel...) S'y ajoutent quelques commentaires glanés au cours de navigations rapides à partir de moteur de recherche.

Les informations du document papier distribué lors de la conférence de Joyeuse (début avril) sont identiques à celles que l'on retrouve sur le site, mais ce dernier, bien que sommaire, est plus complet.

Sur la forme

La présentation des informations, le vocabulaire, certaines allusions plus ou moins implicites représentent des « signatures » caractéristiques des « hoax » habituels (cf www.hoaxbuster.com) ou des articles que l'on trouve dans la presse (et maintenant sur les sites) sensationnalistes. Ce n'est pas en soi un motif de rejet, mais constitue cependant un faisceau d'indices intéressants.

Quelques exemples de ces signatures caractéristiques.

1) Les cautions scientifiques prétendues mais non prouvées

Les expériences (une seule en fait est présentée) sont censées s'être déroulées sous l'égide de « deux scientifiques de renom » Qui ne sont jamais identifiés. Pas de nom, ni de « curriculum » Ce type de caution floue est une signature quasi systématique des hoax.

2) Le recours à des « mots magiques » ou au « charabia » pseudo scientifique.

Qui souvent recouvrent des concepts mal compris par l'auteur, mais qui sont censés faire effet auprès du lecteur ou de l'auditeur.

- « L'énergie libre » : sans rapport avec son sens, très précis, en physique, représente ici une énergie « gratuite » fournie sans contrepartie par....L'Univers ? Ou autre chose ? C'est le vieux rêve des inventeurs des machines à mouvement perpétuel.

- « L'effet Casimir » (surtout évoqué comme caution dans les commentaires) Mais qui ne peut s'appliquer ici. L'effet Casimir est un effet quantique (autre mot magique!) qui apparaît entre deux miroirs placés à quelques fraction de microns l'un de l'autre. Nous somme très loin ici du domaine quantique qui ne concerne que le monde subatomique.

-« La fusion froide » C'est le « Graal » des physiciens. Comme son homologue « chaude » elle se traduit par un dégagement de radioactivité facile à identifier, et une production de produits de fusion souvent radioactifs également (deuterium, ….) Si elle est soupçonnée ici pour quoi ne pas avoir utilisé de compteur Geiger ? Peut être parce que l'énergie nucléaire c'est... Le diable ;-)

- « La résonance de l'eau » Encore un terme scientifique mal assimilé (ou détourné) La résonance est le phénomène d'amplification d'ondes (mécaniques, électromagnétiques...) qui apparaît lorsque l'on stimule un système oscillatoire à une fréquence spécifique (la fréquence de résonance du système) Un exemple bien connu est celui du pont suspendu que l'on pet faire craquer en marchant dessus au pas. Mais outre que ce phénomène ne produit pas d'énergie (au contraire il en consomme) l'eau n'est pas un système oscillant, du moins à la fréquence de 50 Hz qui est celle du courant électrique utilisé. Ces phénomènes n'apparaissent, et encore, dans l'eau qu'avec des fréquences de l'ordre du gigahertz, donc des millions de fois plus élevées. C'est d'ailleurs le principe de fonctionnement des fours à micro ondes qui bien sûr ne produisent pas non plus d'énergie.

3) Un peu d'ésotérisme

Les deux demi sphères doivent être séparées par une distance aussi proche que possible de 1,62 mm sinon cela « ne fonctionnera pas » et 1,62 c'est.... Le nombre d'Or !

Cela fait bien, c'est troublant et mystérieux ! Mais c'est hélas purement imaginaire car cela prouve surtout que Dumas ignore ce qu'est que le Nombre d'Or !

Ce nombre est une proportion (une fraction) entre deux longueurs. Comme toute proportion il ne dépend pas du système d'unité. Un rectangle d'or mesuré en millimètres, en coudées royales égyptiennes ou en années lumières aura toujours les mêmes proportions. Ici les 1,62 mm ne sont pas une proportion mais une distance mesurée avec un système d'unité qui fût inventé plus de deux milles ans après la découverte du nombre d'or.

Est-ce que cela veut dire que si l'on construit le résonateur de Dumas en Angleterre en prenant, comme il se doit, les mesures en inches il ne fonctionnerait pas, même si les appareils sont strictement identiques ?

Et comme par hasard on fait resurgir l'histoire magique de Nikola Tesla ! A revoir l'excellent film « Le Prestige »

4) Un soupçon de parano et d'angélisme.

Tout en mettant au défi les « Physiciens » de prouver que son expérience ne fonctionne pas, il n'hésite pas à revendiquer le soutien de certains d'entre eux, sans trop bien préciser qui ils sont.

C'est comme toujours un génie méconnu qui se voit étouffé par l'inertie de la communauté scientifique, voire par le complot des lobbies de l'énergie qui n'ont bien sûr pas intérêt à ce que cette découverte soit généralisée. Mais heureusement le génie méconnu, dans « sa grande humilité fait don de son invention à l'humanité »

Sur le fond

C'est le plus important. La forme ne peut induire que des doutes (même si dans ce cas les indices sont forts) Le fond est plus révélateur.

La machine est relativement simple. D'une conception presque « Shadockienne » ce qui n'est pas forcément une critique. A portée d'un bricoleur moyen et soigneux (il y a quand même quelques risques électriques et chimiques)

Au vu de sa fabrication elle a deux effets lorsqu'on l'alimente en électricité après l'avoir plongée dans un récipient d'eau : électrolyse de l'eau avec dégagement d'hydrogène et oxygène (mélange explosif !) et réchauffement par effet joule (comme une simple bouilloire)

Le résultat de l'expérience est présenté comme la preuve d'un rendement supérieur à un, c'est à dire une énergie produite supérieure à l'énergie consommée. Mais comment sont mesurées ces énergies ?

Energie consommée : c'est l'énergie électrique consommée, mesurée avec un wattmètre ce qui n'est pas forcément la meilleure option car il s'agit de mesures instantanées et le courant peut varier au cours de l'expérience. A la fin du test est annoncé une consommation « moyenne » de 1100 watts qui semble sous estimée au vu de ce que l'on peut lire sur le cadran du wattmètre. Nulle trace de calcul rigoureux de cette moyenne, annoncée rapidement, et qui semble donc être établie au « pifomètre »

C'est un premier risque de biais. Personnellement j'aurais (et si les scientifiques « caution » étaient des vrais il l'auraient fait aussi) utilisé un appareil « intégrateur » ou à défaut noté les différentes valeurs de courant et de tension à intervalles régulier, puis intégré l'ensemble.

Energie produite :

A noter que la part d'énergie utilisée imputable à la décomposition électrolytique de l'eau n'a pas été comptabilisée et c'est une deuxième erreur. Il aurait fallu mesurer les quantités d'hydrogène et d'oxygène produite, calculer l'énergie nécessaire à cette production et l'intégrer dans le bilan. A la rigueur l'utilisation d'eau distillée aurait pu minimiser cet effet.

L'énergie calorifique produite est estimée à partir de l'élévation de température de l'eau mesurée par un thermomètre, puis à partir des lois classiques de la thermodynamique en en déduisant le nombre de calories ou de joules correspondants.

J'aurais procédé de même, mais j'aurais utilisé, pour mesurer avec certitude la quantité de chaleur produite, un calorimètre.

Mais surtout il y a une grave erreur de calcul. La capacité calorifique du liquide chauffée est annoncée à 4800 joules par degré pour un litre d'eau.

Or en début d'expérience il est précisé que le fluide réchauffé est un mélange de 60 % d'huile et 40 % d'eau. Outre le fait que huile et eau sont quasiment non miscibles, les expérimentateurs oublient totalement que la capacité calorifique de l'huile est considérablement plus faible que celle de l'eau (environ 2000 sous réserve bien sûr de la nature exacte de l'huile utilisée qui n'est pas précisée) ce qui pour un mélange 60/40 donnerait une capacité moyenne de 3120 joules par degré soit 65 % de la valeur utilisée !!!! L'énergie produite est donc très fortement surestimée.

Je n'imagine pas que deux « scientifiques reconnus » aient pu laisser passer une telle bourde indigne même d'un étudiant de première année ;-)

En conclusion le manque de rigueur expérimental confirme l'impression donnée par la forme de la communication.

Les conclusions tirées de cette expérience ne sont donc pas acceptables. Il reste à déterminer si ces erreur proviennent d'une maladresse, d'un manque de savoir faire, ou d'une volonté d'arranger les résultats. Ne connaissant pas M. Dumas il est difficile de me prononcer, mais la « disparition » de la vidéo réalisée à Sophia permet de nourrir quelques doutes ;-)