Une nouvelle exoplanète découverte grâce à la théorie d’Einstein

L’article des deux liens ci-dessus semble décrire une méthode souvent utilisée pour la détection des exoplanètes : l’interférométrie, et cela concerne la physique quantique plutôt que la théorie de la relativité. Mais en fait, ce n’est pas l’interférométrie comme l’article de Yahoo le laisse croire. Je confirme finalement l’info de l’article par une source plus précise, je vais dire pourquoi ci-dessous.
Sur le site allemand « Welt der Physik » dans les news de l’astrophysique (http://www.weltderphysik.de/gebiet/astro/news/2013/einsteins-planet/), et désolé c’est écrit en allemand, on en apprend plus : on a mesuré la déformation de la luminosité stellaire par l’attraction gravitationnelle de l’exoplanète proche, et des variations supplémentaires dues au déformations du reflet de la planète. Il s’agit bien d’une méthode authentique basée sur la théorie d’Einstein, mais l’article de Yahoo et de 20minutes.fr n’en donne pas les détails essentiels. Il ne s’agit pas seulement de détecter des luminosités, mais surtout d’en analyser les variations dans un contexte de déformations de l’espace-temps. Et en effet, c’est une méthode très intéressante.

L’article de Yahoo et de 20minutes.fr manquait de précision. Il faut toujours faire l’effort de rechercher d’autres sources pour essayer de mieux comprendre et de vérifier l’authenticité.

Un internaute s’est écrié en ces termes : «Un grand BRAVO à vous, les astrophysiciens et un grand MERCI à notre Cerveau du Siècle, Mr Einstein !!! C’est encore, (jusqu’à preuve du contraire de certains démolisseurs de théories) grâce à vous que nous avançons !!!…»

J’y ai répondu en donnant un rappel essentiel de la scientificité :

L’information sur la théorie d’Einstein à propos de l’exoplanète est authentique, j’ai pu vérifier cela dans le site allemand « Welt der Physik » (« Le monde de la physique ») dans la rubrique des news sur l’astrophysique. Cependant un rappel d’épistémologie est nécessaire. Le critère principal de la méthode scientifique, c’est la réfutabilité des théories. La science ne consiste pas à accumuler des « vérités », mais à invalider des hypothèses quand elles sont fausses. C’est là toute la nuance, et nombreux ceux qui ne connaissent pas ce qui définit la science. On reconnaît une bonne expérience au nombre de théories qu’elle fait tomber. Une théorie peut être très crédible, mais cela ne signifie pas qu’elle est absolument la vérité. Au mieux, on peut invalider des hypothèses en prouvant leur fausseté (à travers la mise en évidence d’une contradiction entre l’hypothèse et les observations), mais on ne peut pas prouver que des hypothèses sont absolument et définitivement vraies, au mieux on dit qu’elles sont crédibles. Corrélation ne signifie pas systématiquement causalité. Les théories sont des représentations faillibles de la nature. La faillibilité implique la prudence, en vérifiant par des expériences quantitatives reproductibles. C’est par le doute que la science avance, en remettant les choses en question, mais pas en instituant des dogmes immuables et irréfutables. Depuis 4 siècles environ, la science évolue, pas les religions. Le but même de toute théorie scientifique est d’essayer d’être démolie afin d’en évaluer sa solidité.

Mais toutefois, je ne donne pas de conclusion définitive à propos de l’exoplanète découverte au moyen de la théorie d’Einstein, mieux vaut rester prudent, je vais rechercher d’autres sources complémentaires à ce sujet afin que l’authenticité de la découverte ne laisse plus de doute.

Entre-temps, un internaute prénommé Éric a affirmé mot pour mot que «La gravité n’a aucune influence sur la luminosité (c’est une onde électromagnétique) et ne peut pas la déformer. La déformation qu’on observe est un effet optique très connu, qui a été rendu célèbre par les « trous de Young ».»

Je lui ai répondu ainsi :

La gravitation dévie la lumière, comme la célèbre expérience réalisée lors d’une éclipse de soleil en 1919 avec l’observation de la déviation de la lumière d’étoiles en arrière plan, leur lumière étant presque tangente à la surface du soleil. (Lire la page Wikipedia sur les tests expérimentaux de la relativité générale : http://fr.wikipedia.org/wiki/Tests_exp%C3%A9rimentaux_de_la_relativit%C3%A9_g%C3%A9n%C3%A9rale#Courbure_des_rayons_lumineux). La gravitation peut même diminuer la fréquence des ondes électromagnétiques (cas d’un faisceau laser émis depuis un champ gravitationnel).

J’ai même vu une simulation de la proximité de l’horizon des événements d’un trou noir, avec des explications données par le docteur Alain Riazuelo, astrophysicien : la simulation montrait que la lumière des étoiles était tellement déviée pour se concentrer en un point. Voir la vidéo ayant pour titre «Reportage complet Voyage Au Coeur D Un Trou Noir» sur Youtube.

Bref, la gravitation a des effets sur la lumière.

Tandis que les changements observés dans les franges d’interférences via les fentes de Young est un phénomène quantique qui montre l’existence du mouvement de la source lumineuse par rapport au montage expérimental. Les trous de Young relèvent de la physique quantique, pas de la théorie de la relativité. Non ?

Éric a donné une nouvelle réponse, je la cite mot pour mot : «Désolé John, c’est faux… La gravité n’a AUCUNE influence sur la luminosité ! La déformation qu’on observe dans ces cas est un effet optique très connu, qui s’appelle la DIFFACTION…  Les « trous de Young », eux, mettent en évidence la nature « ondulatoire » de la lumière (c’est bien une « onde » électromagnétique). La théorie quantique de la lumière, quant à elle, est un concept mathématique très pratique pour quantifier l’énergie véhiculée par la lumière, mais elle n’est pas pertinente du point de vue de la physique. La théorie de la relativité, est justement une « théorie » qui cherche à « globaliser » les différentes interactions (éléctrostatique, magnétique, gravitationnelle) qui n’ont forcément pas d’effet l’une sur l’autre. Elle est (donc) très facile à utiliser, mais totalement aberrante pour de nombreux scientifiques. (désolé pour le premier message que j’ai supprimé)»

J’ai donné ma réponse :

La diffraction, tu veux dire, pas la « diffaction »… Avant de dire que j’ai faux, relis toi. Et quel rapport avec la théorie de la relativité ?

Ce que j’ai dit sur la luminosité provient de la traduction du site allemand « Welt der Physik » dans la rubrique astrophysique. Il y est question de variation de luminosité dans le cadre de la théorie de la relativité générale. Ce n’est pas moi qui le dit, mais le CFA par la médiation de « Welt der Physik ». Ce site allemand dit que la méthode habituelle consiste à l’effet Doppler dans le spectre électromagnétique mais cette méthode est coûteuse et ne permet pas d’analyser simultanément un grand nombre d’étoiles. La nouvelle méthode basée sur la théorie d’Einstein dit que la théorie de la relativité prédit que le mouvement de l’étoile conduit également à des changements de luminosité (je note : rien n’empêche d’observer des phénomènes de la relativité générale au moyen de l’interférométrie). Les étoiles se déplacent vers nous, de sorte que leur rayonnement est concentré, et qu’il sera affaibli si les étoiles s’éloignent de nous. Les chercheurs ont pu montrer que ces fluctuations sont de l’ordre du dix-millième de pourcent de la luminosité pour l’étoile Kepler-76 (similaire au soleil) située à 2000 années-lumière de nous. Pour s’assurer que la planète est à l’origine du phénomène, l’équipe a démontré deux effets : la déformation de l’étoile par l’attraction gravitationnelle d’une planète proche et des variations supplémentaires de la planète par le reflet de la lumière reçue de l’étoile.
Je note que c’est cela, l’effet relativiste. Déformation spatio-temporelle très faible mais mesurable de corps matériels, ce qui a une incidence sur la luminosité. La déformation affecte les distances, pas directement la lumière elle-même (mais cela a néanmoins des conséquences quantitatives comme les variations de la longueur d’onde et d’autres paramètres physiques liés à l’espace et le temps ; seule la vitesse de la lumière dans le vide est constante). Voila ce qui était à préciser.
C’est la gravitation exercée entre la planète et son étoile qui provoque une déformation des surfaces, ce qui fait varier la luminosité. Il s’agit donc bien d’un phénomène de la théorie de la relativité.

Ce texte est traduit de l’allemand, ce qui m’est difficile car je ne connais pas cette langue. De plus, impossible de citer un lien hypertexte ici (sur Yahoo) parce que c’est un motif de suppression du commentaire, ça ne facilite rien.

Puis sur un autre sujet, la théorie quantique n’est pas qu’un concept, elle se base sur des phénomènes observés. C’est bizarre que tu dises qu’elle n’est pas pertinente… Pourtant une théorie scientifique se base sur des faits. Non ?

Puis quand tu dis que la relativité englobe l’électrostatique, magnétique, gravitationnelle, c’est faux. Tu confonds avec la «théorie du Tout» (theory of everything) qui essaie de concilier la relativité et la théorie quantique…

Dans un tout autre contexte, je m’inquiète des dérives antisémites dans les commentaires d’article à chaque fois que le sujet fait référence à Albert Einstein… Voir ci-dessous, j’ai exprimé un avis méprisant sur les haineux, et un imbécile est venu s’éprendre avec une voix un peu nazillarde :

rac

Les racistes, les sectes et les homophobes, ils viennent m’emmerder parce que ce que je dis ne leur plaît pas, tout cela commence sérieusement à me casser les couilles, ces crétins n’ont vraiment rien dans la cervelle, à part une moelle épinière pour marcher en rythme comme des moutons avec la mentalité de loups prêts à tout… Ce ne sont pas ces individus-là qui font avancer la science ni la société… Quelle misère !

Info complémentaire du 22 mai 2013 :

L’article de Futura parle bien de déformation de la surface des astres par effet de marée due à la gravitation, mais nulle part on ne trouve de référence à Einstein ni la théorie de la relativité. Soit Futura n’a pas d’info plus précise, soit les sources qui parlent de la relativité exagèrent un peu en faisant un scoop sur Einstein. Comme je l’avais dit plus haut, il faut des infos complémentaires pour connaître le contexte exact de la découverte. Effet classique de marée ou distorsion de l’espace-temps dans un contexte de la théorie de la relativité ?

© 2013 John Philip C. Manson

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Une nouvelle confirmation de la théorie de la relativité générale

J’étais en train de lire cet article sur la confirmation de la théorie de la relativité, à travers l’étude d’un système binaire formé d’un pulsar (ou étoile à neutrons) et d’une naine blanche.

L’article a été relayé par Yahoo : http://fr.news.yahoo.com/syst%C3%A8me-stellaire-extr%C3%AAme-donne-encore-raison-%C3%A0-einstein-071300261.html et des internautes y ont fait remarquer une petite erreur (le mot «cantique» à la place de «quantique»). Ce sont des choses qui arrivent, ça peu arriver à n’importe qui. Et au moment où j’étais en train de rédiger mon présent article, l’erreur a été rectifiée entre-temps par son auteur, c’est très bien.

Néanmoins je vais procéder à une vérification quantitative. Je cite : «La densité de ce pulsar, baptisé PSR J0348+0432, est telle que si l’on en prélevait un fragment de la taille d’un morceau de sucre, celui-ci pèserait plus d’un milliard de tonnes». Comme on connaît le diamètre et la masse approximative, j’en ai déduit que la masse de pulsar dans le volume d’un morceau de sucre est supérieure à 954 millions de tonnes. On peut dire que c’est équivalent, avec moins de 5% de marge d’erreur près.

Je cite aussi cette info : «À sa surface, la force de gravité est environ 300 milliards de fois plus intense qu’à la surface de la Terre.» Mon calcul montre que le pulsar a une gravité qui est plus de 272 milliards de fois celle de la surface terrestre. C’est bien dans le même ordre de grandeur, malgré 10,3% de marge d’erreur.

Bilan : l’article de Le Point est un bon article de vulgarisation scientifique, il est correct.

 

© 2013 John Philip C. Manson

Einstein, un escroc ou un mythomane ?

La vive controverse autour de la paternité de la théorie de la relativité tend souvent à s’éloigner des débats scientifiques pour prendre une tournure haineuse nauséabonde, entre le chauvinisme et l’antisémitisme…

Néanmoins, il est vrai que Henri Poincaré a eu un rôle déterminant dans l’élaboration de la théorie de la relativité. Poincaré s’est lui-même inspiré de Lorentz. Et Lorentz s’est lui-même inspiré des équations de Maxwell.

Le vrai intérêt de la polémique n’est pas de savoir qui est le premier découvreur sur la base d’une équation, mais qui est le premier à avoir accompli la majeure partie du travail avec une théorie complète.

Néanmoins, l’erreur d’Einstein est de ne pas avoir parlé de la contribution essentielle de Poincaré.

Les passions et les querelles sur la paternité d’une théorie scientifique sont bien peu de choses, en comparaison avec l’idée selon laquelle la science fait partie du patrimoine mondial de l’humanité.

 

© 2013 John Philip C. Manson

Étude d’une citation de Edgar Allan Poe

Étude d’une citation :

  • «Toutes choses sont bonnes ou mauvaises par comparaison.»
    Edgar Allan Poe (1809-1849), romancier américain.

 

La proposition «Toutes choses sont bonnes ou mauvaises par comparaison» est logiquement vraie.

Une comparaison, c’est l’évaluation relative d’une chose par rapport à une autre. Cette relativité ne fixe donc pas une chose comme étant absolument bonne ou mauvaise. La chose de référence peut être moins bonne que la chose ayant été comparée, et donc la chose comparée est plus bonne que la chose servant de référentiel. La proposition utilise le «ou» logique définissant le relativisme de la comparaison.

C’est comme en mathématiques : les théorèmes sont vrais ou faux par comparaison avec des axiomes. La vérité mathématique est relative aux axiomes, mais pas par rapport à une vérité absolue.

La vérité et le bien ne sont pas absolus, ils sont relatifs, ce qui érige le doute comme une nécessité.

 

 

© 2013 John Philip C. Manson

De l’impossibilité des voyages interstellaires à la vitesse de la lumière

Le présent article est la suite de celui-ci : https://jpcmanson.wordpress.com/2012/04/09/lideologie-ufologiste-sinvite-dans-un-article-scientifique-insolite/

C’est aussi une extension de l’article externe suivant : http://www.gurumed.org/2012/11/06/comment-un-voyage-la-vitesse-de-la-lumire-vous-tuerait-presque-instantanment/

Beaucoup fantasment sur la possibilité théorique des voyages interstellaires à une vitesse proche de la célérité de la lumière. Bien que le vide interstellaire soit poussé, il n’est pas absolu. D’après Gurumed, un voyage à la vitesse de la lumière nous tuerait instantanément. J’admets que ce site a raison.

D’après Gurumed, le vide interstellaire contiendrait 1,8 atome d’hydrogène par cm³. C’est-à-dire 1 800 000 atomes d’hydrogène par mètre cube.

Lorsqu’un vaisseau spatial se déplace à une vitesse très élevée proche de celle de la lumière, ces atomes d’hydrogène percutent la paroi du vaisseau spatial au point de désintégrer le vaisseau et l’équipage en un instant !

Comment quantifier le problème ?

m = masse d’un atome d’hydrogène = 1,67×10⁻²⁷ kg
v = vitesse du vaisseau spatial
S = surface frontale du vaisseau spatial
E = énergie cinétique relativiste d’un atome d’hydrogène
P = puissance énergétique du flux d’atomes d’hydrogène
c = vitesse de la lumière = 299 792 458 m/s
n = nombre d’atomes d’hydrogène par mètre cube

E = (1/2) m v² / √(1 – v²/c²)

P = E×S×v×n

Bon, qu’est-ce qu’on obtient concrètement ?

Je choisis un vaisseau spatial dont la surface frontale est S = 100 m². Mon vaisseau va se déplacer à 50% de la vitesse de la lumière.

Quelle est l’énergie cinétique relativiste d’un seul atome d’hydrogène qui percute la paroi de mon vaisseau ?

E = 0,5 × 1,67×10⁻²⁷ × (0,5 × 299792458)² / √(1 – 0,5²)

E = 2,166×10⁻¹¹ J = 135,375 MeV

Conséquence : à 50% de la vitesse de la lumière, un vaisseau spatial fonçant dans l’espace interstellaire est irradié par un flux d’atomes d’hydrogène qui percute la paroi du vaisseau (mieux vaut avoir un bouclier hors normes). Chaque atome d’hydrogène qui frappe la paroi émet un rayonnement gamma dont la longueur d’onde est de 2,29 femtomètres (soit à peu près la taille d’un proton), et l’énergie est d’environ 135 MeV, ce qui est un peu plus de 14% de l’énergie de masse d’un proton.

Ensuite, quelle est la puissance du flux d’hydrogène subi par le vaisseau spatial ?

P = 2,166×10⁻¹¹ × 100 × (0,5 × 299792458) × 1800000

P = 584 415,4 W

P = environ 584,4 kW

Cela correspond à un flux de 27 millions de milliards d’atomes d’hydrogène (de 135 MeV chacun) par seconde.

Même à 50% de la vitesse de la lumière, un voyage interstellaire est irréaliste…

On peut même évaluer la température atteinte par la surface frontale du vaisseau spatial : on a un flux de 584,4 kW sur une superficie de 100 m². Cela correspond à une température absolue de 566,6 K, soit presque 300°C.

Si le bouclier ne filtre pas les rayons gamma, alors en supposant qu’un pilote du vaisseau soit debout face au mouvement du vaisseau à 50% de la vitesse de la lumière, alors ce pilote expose 1 m² de son corps, il reçoit donc un flux de 5844 W de rayons gamma à 135 MeV. Si le pilote pèse 80 kg, il reçoit donc 73 W/kg de radiations. Par conséquent, le pilote subit une dose de 73 Sv/s (donc 7300 rem/s), soit une dose de 262800 Sv/h. Cette dose équivaut à 2305 milliards de fois (~2,3×10¹² fois) la dose tolérable de radioactivité (radioactivité naturelle = 0,114 µSv/h).

En conclusion : même à 50% de la vitesse de la lumière, les voyages interstellaires sont inévitablement mortels. Pour un homme, le flux d’hydrogène (bien que ce soit un vide interstellaire poussé) est mortel en moins d’un tiers de seconde…

© 2013 John Philip C. Manson