En cette grande période de chassé-croisé estival sur les routes de France et d’ailleurs, parlons un peu de sécurité routière et de mécanique newtonienne automobile.
Si vous êtes comme moi, quand un feu tricolore passe à l’orange devant vous, vous hésitez entre freiner ou bien continuer à la même allure, dans l’espoir de franchir le feu avant le rouge.
Je me suis souvent demandé s’il existait des situations où l’on pourrait se trouver piégé, car les deux options seraient mauvaises. Réponse ici !
L’an dernier à la même époque, je vous avait présenté un billet tout estival, consacré au trouble du pastis et à la physico-chimie qui se cache derrière. Comme ce billet reste à ce jour l’un des plus lus de ce blog, j’ai décidé d’exploiter le filon de l’apéro et de vous parler des glaçons.
La question du jour : pourquoi est-ce que les glaçons refroidissent votre boisson ? La réponse paraît simple, c’est parce qu’ils sont froids ! … Eh bien non, pas vraiment ! Alors voyons en détail ce qu’il se passe dans votre verre quand vous y glissez des cubes de glace.
J’espère que vous connaissez déjà tous Kidi’Science, le blog collaboratif créé et animé par des membres du C@fé des Sciences pour promouvoir la découverte de la science par les plus jeunes.
J’ai déjà eu l’occasion d’y écrire deux billets dans la catégorie « Expériences à la maison« , pour apprendre à faire pousser des cristaux de sel, ou à faire une crème glacée en quelques minutes. Aujourd’hui je vous propose un autre billet issu des expériences que je réalise avec mes filles : la fontaine de Héron. Bien sûr, je vous encourage à aller lire tout cela directement sur le site de Kidi’Science !
Au départ de cette expérience, ma fille voulait faire une fontaine dans le jardin. Mais je lui ai expliqué que mettre une pompe électrique tout ça tout ça … c’était compliqué ! C’est alors que je me suis souvenu d’une démo que mon prof de physique de seconde nous avait faite, et dont je ne suis pas sûr que je l’aie véritablement comprise à l’époque.
C’est le montage que je vous propose de faire aujourd’hui ! Il a été inventé il y a 2000 ans par le savant grec Héron d’Alexandrie, et il permet de faire fonctionner une petite fontaine, sans pompe ni électricité (ce qui tombe bien puisque cette dernière n’avait bien sûr pas été découverte à l’époque).
Cela fait un moment que je n’ai pas écrit de billet de physique théorique qui pique. Ça tombe bien : je vais pouvoir vous parler de ce paradoxe qui, depuis quelques mois, donne des insomnies à quelques chercheurs, spécialistes de ce domaine qu’on appelle la gravité quantique.
La question qui provoque tout cette agitation est « que se passe-t-il quand on tombe dans un trou noir ? » La réponse est bien évidemment qu’on finit par mourir.
Mourir, oui, mais comment ?
Il y a quelques mois, des chercheurs de l’Université de Santa Barbara en Californie ont publié un article démontrant que – contrairement à ce que l’on pensait – tout ce qui tombe dans un trou noir finit par se faire carboniser au contact de ce qu’ils ont appelé « un mur de feu » (firewall). Et l’air de rien, cette affirmation menace gravement certains fondements de la physique !
« La clespydre, Roger ! La clepsydre !…Sors !… Sors, bordel ! »
Voilà qui sans nul doute évoquera de bons souvenirs aux fans de l’émission « Les clés de Fort Boyard ». Je crois d’ailleurs avoir découvert le mot « clepsydre » à cette occasion.
Alors la clepsydre est-elle un simple sablier avec de l’eau ? Eh bien non ! Il s’avère qu’il est beaucoup plus facile de mesurer le temps avec du sable qu’avec de l’eau, et pourtant la physique de l’écoulement du sable est affreusement complexe !
Comprendre comment coule le sable paraît futile, mais c’est en réalité un sujet d’importance capitale en géophysique et dans certains procédés industriels. La physique des « écoulements granulaires » est justement un domaine dans lequel plusieurs équipes françaises ont fait des avancées importantes ces dernières années.
Connaissez-vous la structure de la Terre ? Pour ma part, je pensais avoir une idée raisonnable sur cette question, mais je me suis rendu compte en préparant ce billet que quelques unes de mes conceptions étaient totalement fausses !
J’ai aussi été frappé par le nombre de choses que l’on peut apprendre sur ce qu’il y a à l’intérieur de notre planète, alors que contrairement aux héros de Jules Verne, nous n’y avons jamais mis les pieds !
Alors croûte, manteau et noyau : voyons ce que l’on sait actuellement de la structure interne de notre bonne vieille Terre.
Pour mesurer les distances dans l’Univers, les astronomes peuvent utiliser différentes méthodes, suivant qu’ils s’intéressent à des objets proches, comme les planètes du système solaire, lointains comme les étoiles, ou très lointains, comme les galaxies.
Mais ces différentes méthodes ne sont pas indépendantes, et elles reposent en fait les unes sur les autres : il faut d’abord connaître les distances aux objets les plus proches pour pouvoir déduire correctement celles des objets les plus lointains.
Cette hiérarchie de méthodes s’appelle l’échelle des distances cosmiques, et nous allons voir qu’elle permet de passer de la connaissance de la taille d’un simple bâton, à celle de l’Univers visible !
Initialement, j’avais prévu de sortir ce billet la semaine dernière. Et puis je me suis dit que publier un billet sur l’eau en poudre le 1er avril, ça allait passer tout de suite pour une mauvaise blague.
Et pourtant c’est très sérieux ! Ce phénomène amusant est bien réel, et permet de fabriquer une poudre composée à 95% d’eau, comme celle représentée sur l’image ci-contre. Le principe de l’eau en poudre a été développé ces dernières années, et les applications potentielles existent dans de nombreux domaines. Alors arrêtez de rire, et lisez la suite !
Si vous suivez l’actualité, l’image ci-contre doit vous être familière. Il s’agit de la carte du rayonnement fossile de l’Univers, publiée cette semaine en grande pompe par l’Agence Spatiale Européenne, et qui a été établie grâce aux données collectées depuis 4 ans par le satellite Planck.
Après la découverte du boson de Higgs par le CERN en juillet dernier, c’est donc la deuxième fois en moins d’un an qu’une avancée scientifique fait la une des journaux. Mais tout comme le boson de Higgs, pas forcément facile de comprendre vraiment de quoi il s’agit et pourquoi c’est important.
Je vais donc essayer de faire la lumière sur le rayonnement fossile !
En ce moment où l’on parle beaucoup de valorisation de la recherche, le grand public peut parfois s’interroger sur les retombées technologiques de certaines recherches très fondamentales.
Et pourtant les exemples ne manquent pas, à commencer par la mécanique quantique sans laquelle l’électronique et l’informatique n’existeraient pas !
Mais aujourd’hui, je voudrais évoquer le cas de la théorie de la relativité générale. Car cette théorie – qui nous permet de comprendre ce qu’est un trou noir ou comment s’est déroulé le big-bang – joue un rôle essentiel dans le fonctionnement du GPS.
[Edit du 25/04/2013 : Suite à une discussion en commentaire, on m’a fait remarquer que la méthode actuelle de compensation des horloges GPS n’utilise en fait PAS les formules issues des théories d’Einstein. Si le fait que les effets relativistes ‘perturbent’ le GPS est incontestable, il est donc faux de dire que sans la relativité le GPS ne pourrait pas fonctionner. Il s’agirait donc d’une légende urbaine que j’ai honteusement contribué à propager. Mais que ca ne vous empêche pas d’étudier la physique de la chose !]