Alors que nous entrons dans une nouvelle année scientifique, voici une occasion de revivre de grands moments de 2018 en sciences et d’en découvrir quelques autres.
C’est le trio qui a dominé l’actualité scientifique en 2018. Après avoir passé sa vie à défier le destin et à élargir notre compréhension de l’univers, le cosmologiste Stephen Hawking est décédé le 14 mars. Ses cendres ont été enterrées à l’abbaye de Westminster, non loin des tombes d’Isaac Newton et de Charles Darwin.
Cinquante ans après avoir découvert les pulsars, l’astrophysicienne Jocelyn Bell Burnell a obtenu le prix spécial du progrès scientifique (Breakthrough Prize) de physique fondamentale. Elle a presque immédiatement annoncé qu’elle allait faire don du montant de 3 millions de dollars US rattaché au prix pour améliorer la diversité en sciences. (Au fait, elle a prononcé une conférence publique géniale à l’Institut Périmètre. Vous pouvez la visionner ici.)
Et en décembre, Donna Strickland, professeure à l’Université de Waterloo, a reçu son prix Nobel de physique des mains du roi de Suède. Celle qui se décrit comme une passionnée des lasers est la troisième femme, et la première en 55 ans, à remporter ce prix.
Le mystère de l’objet céleste ‘Oumuamua s’est épaissi tout au long de l’année 2018. Découvert en octobre 2017, il a d’abord été décrit comme le premier astéroïde interstellaire. D’autres observations ont amené les chercheurs à changer d’idée, jugeant que l’étrange rocher en forme de cigare est une « comète peu active ». Après avoir localisé certains lieux d’origine possibles de ‘Oumuamua, les scientifiques ont établi qu’il ne s’agissait probablement ni d’une comète, ni d’un astéroïde, mais d’une nouvelle sorte d’« objet interstellaire ». Plus récemment, 2 chercheurs ont conjecturé que ‘Oumuamua pourrait être une voile extraterrestre légère propulsée par la pression de rayonnement. Restez à l’écoute.
En novembre, l’atterrisseur InSight s’est posé avec succès sur la surface de Mars. Et alors? C’est tout un exploit! (Dans le site Web The Oatmeal, une bande dessinée l’explique en détail d’une manière divertissante.) InSight a déjà envoyé non seulement des images, mais aussi des extraits audio de vents extraterrestres : les tout premiers bruits de Mars audibles à l’oreille humaine. Et, en prime, le premier égoportrait extraterrestre!
En février, des astronomes ont fait état des premiers signes de la possible existence d’exoplanètes extragalactiques, beaucoup plus lointaines que les exoplanètes de notre Voie lactée. Cela ne signifie toutefois pas que nous avons besoin de rechercher aussi loin des formes de vie étranges : la Terre semble renfermer encore bien des choses à découvrir. En décembre, une équipe de scientifiques de 52 pays a annoncé la découverte sous la surface de la Terre d’un écosystème 2 fois plus volumineux que l’ensemble des océans, où grouillent entre 15 et 23 milliards de tonnes de micro-organismes, c’est-à-dire des centaines de fois le poids de l’ensemble des êtres humains sur la planète.
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L’une des galaxies les plus proches de nous, la galaxie d’Andromède, a soudainement perdu beaucoup de poids. En Australie, des chercheurs ont utilisé les orbites d’étoiles se déplaçant à grande vitesse pour montrer qu’Andromède n’a qu’un tiers de la quantité de matière sombre estimée auparavant, ce qui lui donne une masse semblable à celle de la Voie lactée. Peut-être que nous pourrions maintenant partager les mêmes vêtements!
En juillet, l’actualité la plus brûlante est venue de la glace de l’Antarctique. Au mois de septembre précédent, un neutrino de haute énergie avait provoqué un éclair à l’Observatoire de neutrinos IceCube (Cube de glace), à la base Amunsden-Scott Pôle Sud. Les scientifiques avaient alors envoyé un avis à des télescopes situés partout sur terre (et dans le ciel) pour leur faire savoir de quelle direction provenait ce neutrino. Le télescope spatial Fermi, qui capte le rayonnement gamma, avait répondu à l’appel et renvoyé une nouvelle extraordinaire : le neutrino venait d’un blazar, noyau actif d’une galaxie située à 4 milliards d’années-lumière de nous, dans la constellation d’Orion. Annoncées en 2018, ces constatations ont marqué un nouveau chapitre de l’astronomie multimessage. Voici la réaction originale de l’observatoire IceCube (et de Chris Tucker) :
Ce fut une année faste pour la lumière ancienne. Le télescope spatial Hubble a détecté une étoile tout à fait ordinaire à non moins de 9 milliards d’années-lumière de nous. Encore plus ancien : des astronomes ont fait état du premier signal de l’ère de réionisation de l’univers, à peine 180 millions d’années après le Big Bang. Et pour mettre en perspective la crise de la quarantaine, des scientifiques de l’Université Johns-Hopkins ont découvert ce qui pourrait être l’une des étoiles les plus vieilles de l’univers — de plus il se trouve qu’elle est dans la Voie lactée. L’étoile au nom peu glorieux de 2MASS J18082002-5104378 B (indiquée dans l’image ci-dessous) est presque entièrement constituée de matériaux issus du Big Bang, et l’on croit que son âge est d’environ 13,5 milliards d’années. Cela signifie que la Voie lactée pourrait avoir au moins 3 milliards d’années de plus que ce que l’on croyait. Peu de chose….
Le graphène est le plus original des matériaux exotiques. D’abord créé par des scientifiques qui faisaient des expériences avec du ruban gommé, ce matériau formé d’une seule couche d’atomes de carbone possède de nombreuses propriétés inhabituelles. C’est le matériau le plus fort jamais testé, il conduit mieux l’électricité que le cuivre et — on l’a appris au cours de l’année — on peut en faire un isolant aussi bien qu’un supraconducteur. La seule chose qui empêche le graphène de dominer le monde est son coût prohibitif de production. Mais cela pourrait changer bientôt. Des chercheurs du MIT ont mis au point un procédé de fabrication permettant de faire de longues bandes de graphène. La prochaine étape : des ascenseurs spatiaux?
Pourquoi le graphène n’a pas conquis le monde…
L’intrication quantique est l’un des aspects les plus curieux de la physique quantique. Elle entraîne des conséquences en apparence étranges — par exemple, la mesure de certaines propriétés physiques d’une particule affecte l’autre particule intriquée, peu importe la distance entre les deux. (Que les scientifiques parmi vous pardonnent cette simplification.) Si cela vous semble bizarre, vous êtes en bonne compagnie : Einstein aussi était ennuyé par cette « effrayante action à distance ».
Mais cette bizarrerie quantique a fait l’objet d’encore plus de vérifications expérimentales, à l’occasion d’une expérience appelée le grand test de Bell, décrite en 2018 dans la revue Nature. Le test a fait intervenir 100 000 personnes dans le monde entier jouant simultanément à un jeu de presse-bouton conçu pour augmenter le plus possible le caractère aléatoire et imprévisible de l’expérience, grâce au libre-arbitre humain, afin de contrer l’objection selon laquelle les particules elles-mêmes pourraient influencer le choix de la mesure. Donc, la prochaine fois que vos parents se plaindront que vous passez trop de temps à des jeux vidéo, dites-leur que vous vous exercez à être un scientifique.
La caméra la plus rapide au monde, capable de prendre 10 000 milliards d’images à la seconde, a été mise au point par des chercheurs de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS), au Québec. Cette caméra peut donc vraiment photographier en temps réel des phénomènes — même la lumière — et les décomposer au ralenti d’une manière extrêmement fine.
Les États-Unis ont revendiqué la première place dans la course pour créer l’ordinateur le plus puissant au monde. L’ordinateur Summit d’IBM, situé au Laboratoire national d’Oak Ridge, a une performance de pointe de 200 millions de milliards d’opérations par seconde, soit l’équivalent de 200 pétaflops. Une telle performance a toutefois un coût : il faut un débit de 15 000 litres d’eau par minute pour refroidir cette machine, qui engloutit 13 mégawatts d’électricité.
Et en décembre, l’astronaute canadien David Saint-Jacques est parti en avance dans l’espace, lorsque son vol vers la Station spatiale internationale a décollé 17 jours plus tôt que prévu.
Que ce soit avec le télescope spatial James-Webb, le trou noir au centre de notre galaxie ou un prix Nobel en physique quantique, les 12 derniers mois ont été source de beaucoup d’excitation pour les amateurs de physique.
La physicienne Naoko Kurahashi Neilson parlera des expériences qu’elle mène sur la recherche de particules fondamentales à l’observatoire de neutrinos IceCube, en Antarctique.
Une grande pandémie a dominé les manchettes et envahi nos vies. Mais 2020 a aussi été une année d’incroyables découvertes et avancées scientifiques, en cosmologique comme en robotique. Voici quelques points saillants de notre univers à la fois étrange et merveilleux.
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