Une petite vidéo sur un thème en apparence simple, mais qui cache quelques subtilités ! Notamment quand on commence à comparer notre perception de la lumière et celle des sons… http://www.youtube.com/watch?v=FvbNrwjIrNU Parmi les choses dont je ne parle pas dans la vidéo, il y a bien sûr l’injustice que je fais à nos yeux vis-à-vis de nos oreilles : évidemment la grande force de la vue, c’est sa directionnalité ! Ce qui fait qu’on ne perçoit…
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 !
La GFP – pour Green Fluorescent Protein – fut décrite pour la première fois en 1962. Découverte par le japonais Osamu Shimamura dans une espèce de méduse bien particulière, Aequorea victoria, elle possède comme son nom l’indique l’étonnante particularité d’être une protéine fluorescente.
Pendant 30 ans, cette protéine est restée une simple curiosité ; on ne sait même pas ce que sa fluorescence peut apporter aux méduses. Et pourtant à partir de 1992, la GFP est devenue en quelques années l’un des outils les plus puissants de la biologie moléculaire et cellulaire. A tel point qu’elle fut l’objet du prix Nobel de chimie en 2008.
Ces derniers jours, il a fait plutôt un temps bizarre par chez moi, du genre soleil entrecoupé d’averses. Une situation idéale pour partir à la chasse aux arcs-en-ciel, et se rappeler quelques principes physiques de ce très joli phénomène naturel.
Où chercher les arcs-en-ciel ?
J’ai mis du temps avant de bien l’intégrer, mais pour trouver un arc-en-ciel, il faut se mettre dos au soleil. Pour ma part, étant marqué par l’image de la décomposition de la lumière dans un prisme, j’ai longtemps cherché les arcs-en-ciel vers le soleil. Mais non, et la raison est représentée sur le schéma ci-contre : le rayon lumineux qui arrive du soleil est réfléchi par la goutte, et repart en sens inverse.
On peut même être plus précis. Si vous avez le soleil dans le dos, le centre de l’arc se trouve sur une ligne qui part du soleil et passe par votre tête. Donc de votre point de vue, le centre de l’arc-en-ciel doit se trouver à l’endroit de l’ombre de votre tête !
Il y a quelques mois, une équipe internationale a annoncé la découverte de la plus lointaine galaxie jamais observée [1]. Ce travail se base sur l’analyse de la lumière émise par cette galaxie, et notamment ce que l’on appelle le décalage vers le rouge. Voyons ce qu’est ce décalage et comment son intensité permet de quantifier le chemin parcouru par la lumière depuis son émission par la galaxie.
L’expansion de l’Univers
Le premier ingrédient pour comprendre la manière dont on estime l’âge et la distance des galaxies lointaines est l’expansion de l’Univers. La théorie de la Relativité Générale, mise au point par Einstein au début du XXème siècle, nous prédit que l’espace peut se dilater au cours du temps.
Cette dilatation a comme conséquence que les galaxies s’éloignent les unes des autres, un peu comme si elles vivaient sur un tissu extensible sur lequel on tire progressivement.
Qui ne s’est jamais amusé du teint blafard et orangeâtre que prennent les visages et les objets dans les tunnels autoroutiers ? Dommage pour les jolies couleurs de carrosseries imaginées par les constructeurs automobiles ! Et pourtant, contrairement à ce qu’on pourrait penser, ça n’est pas la couleur de la lampe qui est en cause !
Si vous n’êtes pas convaincus, songez qu’à certains moments de son coucher, le soleil peut très bien prendre une couleur très proche de celle des ces lampes d’autoroute. Pourtant vous ne pouvez pas nier que l’effet sur le paysage sera bien différent !
En effet entre le soleil couchant et la lampe d’autoroute, la différence n’est pas dans la couleur de la source lumineuse, mais dans ce qu’on appelle le rendu des couleurs. Pour comprendre d’où vient ce concept très important pour l’éclairage des habitats modernes, il nous faut remonter à ce qui crée les couleurs du point de vue physique mais surtout la perception biologique que nous en avons.
C’est Noël et on a fait un sapin !
Avec des boules en verre et une guirlande électrique !
Et comme tous les ans, je tombe en extase devant un phénomène physique propre aux boules en verre, aux guirlandes électriques et aux objets astrophysiques super-massifs.
Voyez-vous sur la photo ci-contre l’anneau lumineux rouge au périmètre de la boule en verre ? Il est plus visible sur la photo du dessous, prise sans flash. Ce phénomène provient de la petite ampoule de guirlande électrique, située en arrière, pile au centre de la boule dans l’axe de mon objectif.
Cette petite ampoule émet une lumière rouge qu’on distingue au centre, mais elle émet également dans toutes les autres directions, et une partie de cette lumière est déviée par le verre de la boule.
Ces rayons lumineux déviés donnent alors l’impression de provenir du périmètre de la boule en verre. C’est le principe de l’image virtuelle que l’on étudie en optique géométrique.
L’idée en est rappelé ci-dessous
L’an dernier, Ariane 5 a mis sur orbite un nouveau téléscope spatial dont la mission principale sera d’observer les étoiles et les galaxies dans le domaine du rayonnement infrarouge. Ce téléscope a été nommé d’après l’astronome allemand William Herschel à qui l’on doit justement la découverte des infrarouges en 1800. D’ailleurs, vous, vous sauriez prouver que les infrarouges existent ? L’expérience qui a permis à Herschel de découvrir ce rayonnement invisible est très jolie, très…