Chers amis passionnés, voici la 2ème partie de cet article sur les 3 qui le constituent. Nous avions vu, dans la première partie, la sémantique utilisée pour parler de l’Univers, et quelle partie de l’Univers est observable.
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Nous allons échanger dans cette 2ème partie sur les éléments du sommaire ci-dessous. Comme d’habitude, clique sur la partie que tu souhaites lire et tu y accéderas directement.
SOMMAIRE DE CETTE DEUXIEME PARTIE
5) LIRE CETTE DEUXIEME PARTIE EN ENTIER
6c2) La matière et l’énergie noires (ou sombre)
7) L’UNIVERS A-T-IL UNE ODEUR ?
7a) Conditions pour sentir une (des) odeur(s)
7b) L’espace a-t-il une odeur ?
7d) Peut-on sentir l’espace directement ?
7e) Et ailleurs dans l’Univers, côté odeurs, que se passe-t-il ?
8) QUELLE EST LA TEMPERATURE MOYENNE DE L’UNIVERS ?
8a) Quelle est donc la température moyenne de l’Univers ?
8b) Pourquoi l’Univers est-il si froid ?
9) Y A-T-il DES SONS (OU DES VIBRATIONS) DANS L’UNIVERS ?
9b) Où existe t-il des sons dans l’espace ?
9c) Peut-on entendre les sons de l’espace ?
Eh bien, ma cousine préférée, on en a fait la liste dans la première partie de cet article. Mais pour toi, je vais répéter :
L’Univers, c’est TOUT CE QUI EXISTE, même ce que l’on ne connaît pas encore. L’Univers, c’est :
- L’espace ;
- Le temps ;
- La matière ;
- L’énergie ;
- Les galaxies ;
- Les étoiles ;
- Les trous noirs ;
- Les planètes ;
- Beaucoup, beaucoup d’autres objets connus
- Tout ce qui constitue physiquement notre réalité ;
- Tout ce que l’on ne connaît pas encore
Le projet Exotica recense 737 objets représentant chaque type connu de phénomène astrophysique observable, allant des comètes aux galaxies et aux phénomènes rares et violents, servant de référence pour l’exploration scientifique.
En résumé, l’univers est composé d’une hiérarchie complexe d’objets et de structures, allant des particules élémentaires aux superamas de galaxies, tous interconnectés par la gravité et les forces fondamentales, et encore largement explorés par l’astronomie moderne. Et oui, ça fait beaucoup de choses, tout ça !
Pour faire vite, je vais juste te donner la définition de quelques éléments et un exemple. Pour avoir le détail de tout ce qui existe, ton humble serviteur te renvoie à nombre d’articles faits dans les semaines, mois et années passées qui traitent de chacun de ces sujets.
Tout d’abord, le mot « espace » est-il masculin ou féminin ? Si en ancien français le mot « espace » était indifféremment masculin et féminin, aujourd’hui il est un nom commun masculin dans son acception la plus commune.
L’espace est une étendue indéfinie qui contient et entoure toute chose
C’est un milieu et une notion fondamentale dans lequel semblent se succéder les événements et se dérouler les existences. Ce milieu est perçu comme une dimension mesurable. Comme tu le sais (ça te fera plaisir que j’emploie cette formule…), notre ami Albert Einstein a démontré que le temps universel n’existe pas, que le temps est variable, d’où la notion d’Espace-Temps.
En physique, la matière est ce qui compose tout corps (objet ayant une réalité spatiale et massique), c’est-à-dire une substance matérielle « dont les caractéristiques fondamentales sont l’étendue et la masse ».
6c2) La matière et l’énergie noires
D’après le CNES (Centre national d’études spatiales qui est l’agence spatiale française) la matière noire et l’énergie noire (ou sombre) constituent 95 % du cosmos, influent la rotation des galaxies et l’expansion de l’Univers, mais elles sont invisibles et nous ignorons complètement de quoi elles sont faites.
Nous supposons qu’elles existent parce que leur existence expliquerait beaucoup de choses dans l’univers que l’on ignore actuellement. La matière noire est une matière hypothétique qui ressentirait la gravitation et n’interagirait que par interaction faible avec la matière ordinaire. La matière noire ne rayonne pas dans l’Univers, ne réfléchit ni n’émet de la lumière, pas plus qu’elle n’interagit avec la force électromagnétique.
On a cependant beaucoup d’espoir d’en apprendre davantage sur la matière noire et l’énergie noire dans le satellite de l’ESA (Agence spatiale européenne) Euclid, lancé le 1er juillet 2023, et qui débute sa grande enquête autour de l’énergie et de la matière noires. En effet, sa mission est de mesurer et étudier les effets de l’énergie sombre et de la gravitation sur l’histoire de l’expansion de l’univers et sur l’histoire de la formation des structures.
Pour la matière noire, plus de détails. Pour l’énergie noire, plus de détails.
Une galaxie est un ensemble formé d’étoiles, de poussières, de gaz interstellaires, parfois de planètes, de matière noire, souvent centré sur un trou noir supermassif, dont la cohésion est assurée par la gravité.
Les galaxies sont cataloguées par nom et/ou par forme. Selon leur forme elles sont classées en galaxies spirales, elliptiques, lenticulaires, à anneau ou irrégulières (plus de détails).
En astronomie, une étoile est un astre qui produit et émet de l’énergie (exemples : l’étoile Polaire, l’étoile du berger).
Outre un point lumineux visible la nuit dans le ciel, une étoile est un corps céleste se présentant comme une boule massive et lumineuse de plasma (gaz où les molécules n’existent pas (bizarre, hein ?) car il fait tellement chaud que les atomes – qui composent lesdites molécules – sont si chauds qu’ils deviennent ionisés en se morcelant en ions de charges positives ayant des électrons de charges négatives). En réalité, les atomes ne se morcellent pas simplement en ions ; ils perdent ou gagnent des électrons. Tu suis ?
La plupart des étoiles ont un âge compris entre un et dix milliards d’années. L’une des plus anciennes étoiles découvertes est l’étoile de Caffau (nommée SDSS J102915+172927), dont l’âge serait supérieur à 13 milliards d’années (plus de détails).
Chez les étoiles, on ne naît pas trou noir, on le devient… en fonction de la masse dont on est doté à la naissance. Seules les plus massives — plusieurs fois la masse du Soleil — finissent en effet en trou noir, après une série d’effondrements gravitationnels. (Voir ci-dessous 6f).
Au centre de la plupart des galaxies, on trouve l’une des choses les plus étranges et les plus meurtrières de l’univers : un trou noir.
La plupart des trous noirs, quelle que soit leur taille, apparaissent lorsqu’une étoile géante manque d’énergie. L’étoile implose et son centre s’effondre sous son propre poids. Cela provoque une explosion appelée une supernova. L’étoile géante est finalement réduite en une bille très compacte que l’on ne peut pas voir à l’œil nu.
La gravité d’un trou noir, ou sa force d’attraction, est si forte qu’elle attire tout ce qui s’en approche de trop près. Le trou noir peut même avaler des étoiles entières. Rien ne peut se déplacer assez vite pour échapper à la gravité d’un trou noir. Même pas la lumière, chose la plus rapide de l’univers.
Alors, un bon conseil, ami astronome de toujours. Va plutôt te balader avec ta Belle dans un champ de marguerites plutôt que près d’un trou noir !
Voici les différents types de trous noirs :
- Les stellaires (quelques dizaines de fois la masse du Soleil)
- Les supermassifs (quelques millions de fois)
- Et depuis quelques années, les trous noirs dits de masse intermédiaire (quelques centaines de fois notre étoile) dont la formation n’est pas encore comprise.
Selon l’UAI (Union Astronomique Internationale), une planète est « Un corps céleste qui est en orbite autour du Soleil, qui possède une masse suffisante pour que sa gravité l’emporte sur les forces de cohésion du corps solide et le maintienne en équilibre hydrostatique (forme sphérique), et qui a éliminé tout corps se déplaçant sur une orbite proche ».
Les scientifiques adorent sortir des définitions compliquées : ça fait bien… Nous, on dira qu’une planète, c’est une grosse boule solide ou gazeuse qui présente ses propres caractéristiques. Et boum ! (Plus de détails).
Quelle meilleure illustration que de montrer notre belle et si magnifique Terre !
7) L’UNIVERS A-T-IL UNE ODEUR ?
7a) Conditions pour sentir une (des) odeur(s)
Ami curieux, as-tu une truffe de beagle ? Je te demande cela, car, comme tu le sais, les chiens ont un meilleur odorat que les hommes, et pas qu’un peu pour parler comme on le fait aujourd’hui.
Ils disposent d’un odorat nettement supérieur à celui des humains, jusqu’à 1 000 à 100 000 fois plus sensible selon les sources, grâce à une anatomie et un système olfactif bien plus développés.
Le nombre de récepteurs olfactifs d’un humain est d’environ 5 à 20 millions, contre 200 à 300 millions chez un chien. Également, la muqueuse olfactive du chien est beaucoup plus étendue et contient plus de cellules spécialisées. Sa cavité nasale est plus grande, permettant de concentrer et de capter davantage de molécules odorantes. Enfin, chez le chien, environ 30 % du cerveau est consacré à l’analyse des odeurs, contre une proportion bien plus faible chez l’homme.
Alors, quel rapport avec des odeurs potentielles dans l’Espace ? Aucun, ami, c’était juste pour m’amuser, les truffes de chiens m’ayant toujours fait marrer…
Quelles sont donc les conditions pour sentir une odeur ? Il faut :
- Des molécules odorantes relativement concentrées
- Un support (en général de l’air) pour transporter les molécules odorantes en question.
- Un pif en état de fonctionnement (je ne doute pas du tien)
7b) L’espace a-t-il une odeur ?
Voilà le problème : le vide spatial n’a pratiquement pas de matière, pas d’air non plus, et donc il ne peut pas transporter les molécules odorantes jusqu’à ton nez, même si tu as une truffe de beagle.
Malgré cela, est-ce à dire qu’il n’y a aucune odeur dans l’espace ? Ben non, ben oui, on n’en sait rien. On pense que oui, d’une certaine manière. L’espace semble avoir une odeur… mais pas directement !
Le vide spatial ne contient pas d’air pour transporter les odeurs, mais l’espace a bel et bien une signature olfactive indirecte rapportée par les astronautes.
Puisqu’il est impossible de retirer son casque directement dans le vide, cette odeur est perçue par les équipages au moment de la repressurisation du sas, juste après une sortie extravéhiculaire.
Pour cela, il faut poser la question aux astronautes (aux États‑Unis et au Japon) ou cosmonaute (ou roscosmos) en Russie ou spationaute (en Europe) ou taïkonaute (en Chine). Ils sont allés se balader dans l’espace, par des sorties de leurs engins spatiaux. En effet, des astronautes ont rapporté des odeurs très particulières après leurs sorties dans l’espace.
- Du métal brûlé, comme une soudure électrique.
- De la viande grillée
- Du steak brûlé
- De la fumée
- De la poudre à canon
L’astronaute Thomas Jones (né en 1955) par exemple, qui a participé à quatre missions de la navette spatiale, a décrit une odeur métallique et âcre associée aux équipements après une sortie dans l’espace.
Lors de la repressurisation du sas, juste après une sortie extravéhiculaire, les particules spatiales restées accrochées aux combinaisons des astronautes entrent alors en contact avec l’air de la station.
Les scientifiques pensent que plusieurs phénomènes pourraient contribuer à cette odeur :
- L’oxygène atomique : des atomes d’oxygène très réactifs présents en orbite basse peuvent interagir avec les surfaces des combinaisons.
- Les réactions chimiques : des molécules produites ou modifiées par le rayonnement et les conditions spatiales pourraient contribuer aux odeurs rapportées.
- Les équipements spatiaux : certains matériaux et résidus présents sur les combinaisons peuvent également jouer un rôle.
Il faut toutefois préciser que l’origine exacte de cette odeur n’est pas entièrement établie.
7d) Peut-on sentir l’espace directement ?
Non. Dans le vide spatial, tu ne pourrais pas respirer ni sentir quoi que ce soit. Et sans protection, tu ne survivrais pas. Les astronautes remarquent ces odeurs lorsqu’ils sont de retour dans le sas pressurisé, après avoir retiré leur casque ou lorsque les équipements exposés à l’espace entrent en contact avec l’air respirable.
7e) Et ailleurs dans l’Univers, côté odeurs, que se passe-t-il ?
Si l’orbite terrestre sent le brûlé, d’autres recoins du cosmos possèdent des parfums radicalement différents en fonction de leur composition moléculaire :
Le centre de notre galaxie (Sagittaire B2) : Ce gigantesque nuage moléculaire contient d’importantes quantités de formiate d’éthyle. Cette molécule donne son goût aux framboises et confère une odeur proche de celle du rhum (miam, miam !).- Les comètes et l’atmosphère de Mars : La présence de sulfure d’hydrogène et de dioxyde de soufre génère des effluves tenaces d’œuf pourri et de soufre (beurk !).
- Les géantes gazeuses (comme Jupiter) : Leurs couches atmosphériques supérieures sont saturées d’ammoniac, ce qui leur donne une odeur très agressive évoquant l’urine ou les produits d’entretien ménagers.
- Et sur la comète Tchouri ? Découverte le 20 septembre 1969 par les astronomes Klim Tchourioumov et Svetlana Guérassimenko à Kiev, la comète Tchouri a été visitée par la mission Rosetta dont l’atterrisseur Philae s’est posé dessus le 12 novembre 2014. Celui-ci a étudié les compositions chimiques et les matières organiques, a analysé les poussières éjectées par Tchouri montrant ainsi une richesse en matière organique macromoléculaire, avec un mélange à parts égales de minéraux silicatés et de composés organiques, le tout dégageant des senteurs d’alcool, d’œuf pourri et d’ammoniac.
8) QUELLE EST LA TEMPERATURE MOYENNE DE L’UNIVERS ?
La température de l’Univers dépend des endroits. L’espace entre les galaxies, les étoiles ou encore les régions les plus chaudes du cosmos présentent des températures qui peuvent être très différentes.
8a) Quelle est donc la température moyenne de l’Univers ?
La valeur de référence généralement utilisée pour parler de la température de l’Univers est celle du rayonnement fossile (ou fond diffus cosmologique), c’est-à-dire de la lumière résiduelle du Big Bang.
Cette température du rayonnement fossile, qui remplit l’Univers depuis environ 380 000 ans après le Big Bang, est aujourd’hui de 2,725 kelvins, soit environ −270,4 °C. Cette température de 2,725 K est donc celle du rayonnement qui baigne l’Univers, et non celle de chaque objet ou de chaque région de l’espace.
8b) Pourquoi l’Univers est-il si froid ?
- Le rayonnement fossile (lumière résiduelle du Big Bang) est refroidi par l’expansion de l’Univers.
- Le zéro absolu : il correspond à −273,15 °C. Le rayonnement fossile est donc seulement 2,725 degrés au-dessus de cette limite.
- Des températures très variables : près des étoiles, la matière peut atteindre des milliers, voire des millions de degrés, alors que les régions très éloignées des sources de chaleur sont extrêmement froides.
Ce qui est intéressant, c’est qu’au tout début de son histoire, l’Univers était extrêmement chaud. Depuis le Big Bang, il y a environ 13,8 milliards d’années, il s’est dilaté et refroidi.
9) Y A-T-il DES SONS (OU DES VIBRATIONS) DANS L’UNIVERS ?
Bon, on ne va pas s’éterniser sur les basiques de l’existence des sons. Tout le monde sait que le son est une vibration mécanique qui se propage dans un milieu matériel : l’air, l’eau ou un solide, essentiellement. L’immense majorité de l’espace interstellaire étant un vide presque parfait, les particules y sont trop dispersées pour transmettre ces ondes : le son ne peut donc pratiquement pas s’y propager.
C’est tout simple, et sous tes yeux ébahis : là où il y a matière à transporter des vibrations, bien souvent des sons existent. Quelques exemples :
- Le Soleil, peuchère ! Des vibrations sonores existent à l’intérieur, où la matière est suffisamment dense, mais elles ne peuvent pas traverser le vide jusqu’à nous. Plus généralement, les étoiles (notre Soleil en est une) sont d’immenses boules de plasma. Les mouvements d’énergie interne y créent de vraies ondes de pression acoustique. Notre Soleil bien aimé produit ainsi un grondement permanent à ultra-basse fréquence, inaudible pour nous.
- Dans certains amas de galaxies. Dans l’amas de Persée, des ondes associées à un trou noir supermassif ont été étudiées. Leur fréquence est si basse qu’elle se situe bien en dessous de ce que l’oreille humaine peut entendre. Les scientifiques peuvent transposer ces données pour les rendre audibles.
- Dans les atmosphères denses, comme celles de la Terre, de Mars ou de Vénus, les sons peuvent se propager. Par exemple, sur Vénus, l’air est si épais que le son se propagerait de façon déformée, un peu comme sous l’eau
- Les explosions d’étoiles. Une supernova libère une quantité immense d’énergie et crée des ondes de choc dans la matière environnante. Ces ondes peuvent produire du son là où il y a suffisamment de matière, mais pas dans le vide absolu, évidemment.
- Les trous noirs. Un trou noir peut être entouré de gaz très chaud qui génère des ondes de pression dans son environnement. Dans certains amas de galaxies, ces ondes ont été converties en sons audibles, notamment des sons très graves.
9c) Peut-on entendre les sons de l’espace ?
La réponse est OUI, mais pas directement. Les sons ont besoin, pour être audibles, d’être « travaillés » par les scientifiques. Ces derniers utilisent des données recueillies par des télescopes et des sondes spatiales pour créer ce qu’on appelle des sonifications.
Une sonification consiste à attribuer des notes de musique ou des fréquences audibles à des données purement visuelles (comme les rayons X ou l’infrarouge captés par le télescope spatial Chandra ou Hubble).
Une fois ces données traitées, elles permettent d’écouter des sons fondés sur des mesures réelles, mais qui ne correspondent pas toujours à ce qu’un humain entendrait naturellement dans l’espace. Certaines de ces sonifications ressemblent à des sifflements mystérieux, des grondements profonds ou des sons de science-fiction.
Les scientifiques utilisent aussi une autre méthode appelée conversion d’ondes : l’Univers est traversé par des ondes électromagnétiques (ondes radio, variations de plasma) qui, elles, se déplacent parfaitement dans le vide. Ben oui. Les sondes de la NASA captent ces signaux et les convertissent en fréquences audibles par l’oreille humaine, à la manière d’un autoradio qui capte une fréquence invisible pour la transformer en musique.
L’Univers n’est donc pas totalement dépourvu de phénomènes sonores : il faut simplement savoir comment les écouter ! Eh oui, ma cousine !
Mets bien le son de ton ordinateur, et écoute les bruits de l’Espace :
Si tu es d’accord, ami passionné, on va s’arrêter là pour la deuxième partie de cet article. Rendez-vous bientôt pour la suite, c’est-à-dire la troisième et dernière partie ! Dans cette dernière partie nous discuterons ensemble de l’expansion de l’Univers, de la notion de multivers, du Modèle Cosmologique Janus (MCJ) de Jean‑Pierre Petit, et de savoir si l’Univers a été créé par quelqu’un de supérieur ?
Bye bye !
Professeur Têtenlair
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