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Du ribose dans les météorites

Le ribose, sucre vital

L’ADN - ou acide désoxyribonucléique - est formé en particulier d’un sucre, le désoxyribose, lui-même un dérivé du ribose (C5H10O5). Plus précisément, dans le désoxyribose (C5H10O4) un groupement hydroxyle (-OH) du ribose ...

Un nouveau comportement des électrons

Cooper pairs - Tem5psu CC BY-SA
Isolants, conducteurs et semi-conducteurs

Le comportement d’un solide cristallin relativement au courant électrique, peut être celui d’un isolant, d’un semi-conducteur, d’un métal ou d’un supraconducteur. Dans les isolants, ...

Interférences et biomolécules

CC BY-SA 4.0 Alexandre Gondran
Les expériences d’interférences mettant en jeu des molécules de plus en plus grosses et lourdes révèlent que les lois de la mécanique quantique sont applicables bien au-delà du monde de « l’infiniment petit » ...

Anomalie de dilatation thermique

By Simon Mer - Own work, CC BY-SA 4.0
Généralement, les matériaux se dilatent lorsqu’ils sont chauffés. La raison en est qu’une élévation de température correspond à une augmentation de l’agitation des atomes, or cette agitation n’est pas symétrique. ...

Nucléosythèse et étoiles à neutrons

(C) NASA - Nébuleuse du Crabe, marquée par la présence d'une étoile à neutron
Mis à part quelques éléments légers comme l’hydrogène, l’hélium, le lithium… produits peu après le big bang, tous les noyaux atomiques naturels ...

Des réfrigérateurs à torsion

Impératifs environnementaux

Près de 20% de l’énergie électrique produite dans le monde est consommée par les climatiseurs, réfrigérateurs et congélateurs. De plus, ces machines frigorifiques utilisent des fluides frigorigènes dont la plupart sont des gaz ...

Les batteries au lithium pour un Nobel

De la petite électronique à la voiture électrique, la pile lithium-ion - non rechargeable - et surtout l'accumulateur - rechargeable - ont envahi notre quotidien. Sans cette technologie lithium-ion, téléphones mobiles, tablettes et autres appareils nomades n’existeraient pas ou seraient ...

Du champagne supersonique

Physique du bouchon de champagne

Tout le monde le sait, lorsqu’une bouteille de champagne est débouchée, le bouchon est souvent violemment propulsé… ce qui peut être dangereux s’il percute l’œil. La raison pour laquelle le bouchon saute à environ 50 km/h vient du fait qu’une bouteille de champagne contient 8,8 g de dioxyde de carbone (CO2) soit 0,2 mole, dont l’essentiel est dissout dans le liquide, le reste se trouvant sous pression dans le goulot, en équilibre avec le CO2 dissout. A 20°C, la pression dans le goulot vaut 7 fois la pression atmosphérique, tandis qu’à 30°C, elle lui est 10 fois supérieure. Le bouchon est donc plus fortement poussé vers l’extérieur que l’air ambiant à la pression atmosphérique le pousse vers l’intérieur. Aussitôt après l’expulsion du bouchon, un « nuage » de condensation apparaît au-dessus du goulot. En effet, lors de son expansion, le CO2 pousse le bouchon vers l’extérieur et lutte contre la pression atmosphérique, si bien que l’énergie qu’il dépense pour effectuer ce travail se traduit par une chute de température, le gaz n’ayant pas le temps d’équilibrer sa température avec le milieu ambiant par échange de chaleur : la détente s’effectue de manière adiabatique (sans échange de chaleur). La chute de température provoque la condensation de la vapeur d’eau en liquide et même solide avec apparition de fines gouttelettes et de cristaux. La température après détente est plus basse lorsque la pression initiale est plus importante, c’est-à-dire lorsque la température initiale est plus élevée. Comme la température peut chuter à -90°C, le CO2 peut lui-même geler.

Du nouveau !

C’est en étudiant attentivement ce phénomène que les physiciens français Gérard Liger-Belair, Daniel Cordier et Robert Georges du CNRS viennent de découvrir une chose surprenante qui a faut l’objet d’une publication (Liger-Belair et al. Sci. Adv. 2019; 5 : eaav5528 20 Septembre 2019) : l’expansion du CO2 s’effectue de manière supersonique (c'est-à-dire plus rapide que 340 m/s) avec formation de ce qui s’appelle un « disque de Mach »… qu’il ne faut confondre avec un « cône de Mach », lequel apparaît lorsqu’un objet - comme un avion par exemple ou une balle - avance à vitesse supersonique. Les disques de Mach sont des ondes de choc bien visibles dans les jets des réacteurs d’avions supersoniques. Le jet de plusieurs mètres de long comporte des stries régulièrement espacées : ce sont les « disques de Mach » appelés aussi en anglais « shock diamonds ». À l’aide d’une caméra ultrarapide, les chercheurs ont pu photographier l’apparition d’un disque de Mach et son évolution au cours du temps. Comme quoi, il y a encore de la physique à découvrir dans une simple bouteille de champagne.

 

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Sommes-nous seuls dans l'univers ?
Francis Rocard astrophysicien au CNES, retrace la quête obsessionnelle de la vie extraterrestre dans l'histoire de l'humanité.

Un peu d'histoire

A l'aube de la civilisation, la vie extraterrestre est envisagée par le prisme des dieux et divinités. Les Incas pratiquent des sacrifices, et les Aztèques tracent de grandes figures au sol destinées à être visibles depuis le ciel pour apaiser la colère d'êtres célestes. 
En Europe, la quête de la vie extraterrestre prend une autre tournure. Pendant longtemps, la religion empêchera les scientifiques de publier leurs recherches sur les « autres mondes ». Ainsi, Giordano Bruno a été brûlé vif pour avoir théorisé « qu'il y avait autant de soleils et de planètes dans l'univers qu'il y avait d'étoiles », et l'église fit un procès à Galilée pour ses découvertes.

En France, Bernard Le Bouyer de Fontenelle publie en 1686 « Entretiens sur la pluralité des mondes » qui sera un immense succès de librairie. Deux siècles plus tard, Camille Flammarion récidive avec la « Pluralité des mondes habités » qui rencontre un grand succès auprès du public qui se passionne pour la question mais l'ouvrage ne reçoit pas l'approbation des savants. Nombreux sont ceux qui entament des recherches sur les autres planètes telle que Mars, proche et donc facilement observable avec les techniques de l'époque. Auparavant, en 1666, Cassini avait découvert la calotte polaire de Mars. À l'époque, cette découverte ne pouvait signifier qu'une chose : il y a de l'eau et donc de la vie sur Mars. C'est ainsi que l'imaginaire autour des Martiens a commencé à se développer.

Mars source de tous les fantasmes

Pendant la Guerre froide, les OVNI font leur apparition dans la culture populaire et le mythe des petits hommes verts s'étend. Nombreux sont ceux qui croient, à tort ou à raison que les extraterrestres nous observent et sont déjà entrés en communication avec les autorités mondiales. Parallèlement, la NASA développe les missions MARINER chargées d'explorer la planète rouge. Mariner 4 orbite autour de la planète en 1965 et prendra une série de 21 clichés. Les photos s'avéreront décevantes. Outre la mauvaise qualité des clichés, aucun signe de vie n'est détecté à la surface qui ressemble à l’inhospitalière surface de la lune.


Ce n'est qu'à partir de Mariner 9 que la planète revient au-devant de la scène. En effet, la mission révèle les première images de fleuves asséchés. Ce qui nourrit l'hypothèse selon laquelle l'eau a été présente et l'est peut-être toujours sur la 4e planète de notre Système solaire. En 1976, la mission VIKING, chargée de détecter des traces de vie conduira à des résultats malheureusement très clairs. Mars est 3 fois stérile ! Il n'y a donc pas de vie à la surface de la planète. Même si la présence de vie actuelles pourrait bien se trouver enfouie profondément dans le sous-sol, la recherche aujourd’hui se concentre sur la vie ancienne qui pourrait avoir existé en certains endroits, comme sur les sols argileux de Mars, qui représentent 5 pourcents de la surface. Actuellement, toutes les recherches effectuées sur le sol martien se concentrent sur ce type de sol. C'est le cas de la mission Curiosity et de son rover du même nom. Arrivé en 2012 sur la planète, il a mis 7 ans à atteindre une strate argileuse qu'il a forée en avril dernier. « Malheureusement pour les curieux, il faudra attendre la publication scientifique pour en savoir plus » annonce Francis Rocard, devant un public pendu à ses lèvres.

Futures explorations

Quels que soient les résultats de cette expérience, la future mission pour Mars est déjà sur les rails. Il s’agirait de rapporter sur Terre, à l'aide d'un rover de deuxième génération, des échantillons du sol martien. Le départ est prévu pour 2020. Il faudra tout de même être patient puisque le retour de cette mission ne sera pas avant 2030.

Dans les prochaines années, d'autre missions sont prévues pour les lunes de Jupiter qui sont très prometteuses. Europe, satellite jovien, recouvert de glace avec un océan intérieur, suscite beaucoup d'espoir. La mission JUICE prévue pour 2022 aura pour objectif d'explorer les lunes glacées de la géante gazeuse.

Des planètes habitables habitées ?

En dehors du Système solaire, les exoplanètes de certaines étoiles pourraient également abriter la vie.

Même s'il est relativement facile de déterminer si une planète est potentiellement habitable, la difficulté est de démontrer qu’elle est réellement habitée. Un moyen serait de détecter la vie en détectant la chlorophylle obtenue par photosynthèse. Toutefois, c’est très difficile et la technologie actuelle ne le permet pas. De plus, cela repose sur l'hypothèse que les formes de vie extraterrestre suivraient le même schéma que la nôtre. La question est de savoir si l'ADN qui définit tous les êtres vivants sur Terre est également universelle dans l'univers. Cela signifie que même avec une planète habitée sous nos yeux nous ne serions peut-être pas capable de déterminer si elle abrite une forme de vie qui nous est inconnue.

Des obstacles insurmontables ?

« Il y a beaucoup de freins, à l'exploration interstellaire pour rechercher la vie extraterrestre. Le développement des technologies n'est pas suffisant pour entreprendre un tel voyage, mais surtout le principal frein reste l’immensité de l'univers et le fait que rien ne va plus vite que la lumière » déclare Mr Rocard, « Ce sont les mots d'Einstein, quand il développe la théorie de relativité. Rien ne surpasse la vitesse d'un photon ». Le problème, c'est que même en se déplaçant à la vitesse de la lumière, l'étoile la plus proche de notre système se trouve à 4 années-lumière. Notre Galaxie fait environ 100 000 années-lumière et nos sondes mettront un milliard d’années à la traverser ! Cette immensité pose problème, mais l’aspect temporel également. En effet, pendant combien de temps serons-nous capables d’explorer l’univers ? Un siècle ou deux ? c’est très peu par rapport à l’âge de notre étoile et la fenêtre temporelle pour une rencontre est minuscule ! Donc même si nous ne sommes pas seuls, il paraît pratiquement impossible que nous rencontrions un jour nos voisins de l'univers.

Aujourd'hui, l’espoir est toujours permis, mais il est restreint. Des donateurs privés continuent d'écouter d’éventuels signaux de preuve de vie technologiquement avancé dans l'espace, dans l’espoir d'une découverte qui sera sans conteste un super effet « Wow » !
 

Conférence de Francis Rocard organisée par Conferencia à La Scala, Paris 10.

Juliette Torregrosa
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