À propos de l’invisible, de l’étrange et de l’inconnu | Vide cosmique

Notre esprit a une admiration particulière pour l’invisible. Nous savons qu’il y a des choses qui échappent à nos yeux et qui restent cachées, ce qui nous conduit également à d’autres sentiments, comme la curiosité, la fantaisie, et même la (dé)croyance ou la terreur. Si je ne le vois pas de mes yeux, si je ne le touche pas avec mes doigts comme saint Thomas, ça ne peut pas exister, je n’y crois pas. Croire en la science n’a pas beaucoup de place, le doute sur la certitude de quelque chose doit également être étayé par des preuves. Mais quoi qu’il en soit, il y a beaucoup de choses autour de nous qui sont invisibles.

Car quelque chose est invisible signifie qu’il ne peut pas être perçu par la vue. Mais l’invisible est différent de l’indétectable, également du transparent et, bien sûr, cela ne signifie pas non plus inexistant. Ce qui fait peut-être partie de sa signification, c’est l’étrangeté provoquée par l’invisible. Nous avons mentionné de nombreux concepts ensemble, et ils sont très similaires et donc très liés, alors commençons par un : il y a beaucoup de choses que nous ne pouvons pas voir parfois, qui sont transparentes, mais néanmoins détectables dans certaines circonstances. Cela signifie que son existence peut être prouvée.

L’air, par exemple, est quelque chose d’invisible, de simple et de quotidien. L’air est un milieu composé de molécules d’azote, d’oxygène, de dioxyde de carbone, d’eau, etc. en petites quantités. Le mélange a une densité relativement faible. Considérez que presque toutes les molécules que j’ai nommées sont plus lourdes que la molécule d’eau, et même si un litre d’eau a une masse d’un kilogramme, un litre d’air ne représente qu’un gramme. Si l’on regarde le nombre de particules dans un volume donné, la comparaison est similaire : l’eau contient environ mille fois plus de particules par unité de volume que l’air. Avec une densité si faible et en raison du type de particules qui le composent, on dirait que l’air de notre atmosphère est invisible. Mais cela n’est vrai que dans certaines circonstances et dans un certain sens. Donnons deux exemples qui nous montrent que l’air n’est pas aussi invisible, ni transparent qu’on le suppose.

L’air de notre atmosphère est assez transparent à la lumière rouge, mais pas tellement à la lumière bleue, pour laquelle il est comme un conglomérat de petits miroirs qui le réfléchissent (on dit plutôt qu’il le diffuse), ce qui explique qu’en En réalité, on peut « voir » la grande quantité d’air qui compose le ciel avec une couleur bleutée. L’air de notre atmosphère est, en revanche, opaque à la lumière ultraviolette et aussi à certaines lumières infrarouges, longueurs d’onde électromagnétiques (de la lumière, pour nous comprendre) qui sont « étranges » pour l’homme, car ce n’est qu’avec la technologie que nous avons pu accéder à sa détection au cours des 200 dernières années. Le concept d’invisibilité de l’air n’est donc pas si simple : selon les « yeux » (si nous avions des yeux sensibles à de nombreux types de photons) avec lesquels vous le regardez, il est translucide, d’autres fois il est opaque.

Mais ce n’est pas toute l’histoire de l’air. Dans certaines circonstances, l’air est visible même à l’œil humain. Je pourrais parler de manières indirectes de « voir » l’air, comme l’effet de turbulence à proximité de surfaces chaudes, par exemple l’asphalte en été, circonstance dans laquelle on voit des images déformées, révélant la présence de l’air. Mais je souhaite me concentrer sur une manière plus directe de regarder l’air. Lorsque les particules de ce qu’on appelle le vent solaire interagissent avec le champ magnétique terrestre, elles sont dirigées vers les pôles. Nous faisons référence aux pôles magnétiques, qui sont proches des pôles définis par l’axe de rotation de la Terre, qui à leur tour sont identifiés comme pôles géographiques (même si aucune des trois choses n’est exactement la même). Ces particules du vent solaire entrent en collision avec des molécules d’air dans les zones les plus élevées de l’atmosphère, ce qui peut faire perdre un électron aux atomes d’azote, on dit qu’elles sont ionisées, jusqu’à ce qu’un électron des atomes d’oxygène subisse une augmentation d’énergie, il on dit qu’il est excité. Mais tout comme la chèvre va à la montagne et moi sur le canapé, l’électron essaie d’être le plus reposé possible, au niveau d’énergie le plus bas. Cela implique que les atomes d’azote ont tendance à capturer l’électron qui leur a été volé lors d’une collision avec le vent solaire, et que les électrons d’oxygène ont tendance à revenir à leur état initial, ils se désexcitent. Le résultat est une perte d’énergie qui ne peut pas être perdue, elle est émise sous forme de lumière, et c’est alors que nous pouvons voir l’air (c’est ce que nous recherchions !) directement à travers les aurores boréales. Une aurore verte ou orange et rouge signifie que nous voyons de l’oxygène ; Les aurores bleues, également rouges, signifient que nous voyons de l’azote. L’air n’est plus invisible.

J’ai atteint mon premier objectif pour cette section de vide cosmique, qui enseigne la physique, passons à la seconde : décrire à quel point l’univers est étonnant. Nous avons vu des aurores sur des planètes comme Saturne ou Jupiter, qui sont elles-mêmes de grandes planètes gazeuses où l’on voit leur « air » de différentes manières. Des aurores sont également visibles sur Vénus ou sur Mars lui-même, cette dernière avec un « air » très ténu (peu dense) et avec une composition très différente de notre air (presque entièrement constitué de dioxyde de carbone, 95 %, contre au moins 0,1 %). % terrestre).

Mais l’invisible nous montre l’inconnu bien au-delà, et nous révèle un univers étrange. Une émission de nuages ​​de gaz, qui devraient nous être invisibles en raison de leur densité, typiquement un milliard de fois inférieure à celle de notre air terrestre, nous permet de voir et de confirmer l’existence de galaxies lointaines, déjà existantes lorsque l’univers n’était qu’à 2% de son univers actuel. âge, un record de distance récemment battu par le télescope James Webb. Ces galaxies possèdent déjà de grandes quantités d’oxygène excité, voire ionisé, qui émet de la lumière selon ce que nous appelons des raies aurorales comme celles que nous avons décrites précédemment, et des raies interdites, un peu plus étranges, également constituées de carbone ou de silicium. S’il y a de l’oxygène, et étant donné que dans l’univers 91% des atomes sont de l’hydrogène (comme il pèse peu par rapport aux autres, l’hydrogène représente 71% de la masse de tous les atomes de l’univers), il peut y avoir de l’eau. En fait, nous l’avons détecté dans les nuages ​​​​de gaz présents dans les galaxies qui existaient lorsque l’univers avait 5 % de son âge actuel. Et des composés carbonés.

L’invisible, qui ne l’est pas si tant est qu’on le connaît et qu’on puisse le regarder, est extrêmement curieux, ils nous révèlent un univers fantastique, incroyable dès ses origines, et je ne dirai pas terrifiant, mais il donne le vertige quand on comprendre à quel point il est grand et à quel point il est limité, telle est notre vision de sa nature. L’incrédulité, peut-être par innocence, nous partons lorsque nous parlons de choses qui ne sont pas vraiment perceptibles avec les photons.

Pablo G. Pérez González Il est chercheur au Centre d’Astrobiologie, dépendant du Conseil Supérieur de la Recherche Scientifique et de l’Institut National de Technologie Aérospatiale (CAB/CSIC-INTA).

Vide cosmique C’est une section dans laquelle nos connaissances sur l’univers sont présentées de manière qualitative et quantitative. Il vise à expliquer l’importance de comprendre le cosmos non seulement d’un point de vue scientifique, mais aussi d’un point de vue philosophique, social et économique. Le nom « vide cosmique » fait référence au fait que l’univers est et est en grande partie vide, avec moins de 1 atome par mètre cube, alors que dans notre environnement, paradoxalement, il y a des quintillions d’atomes par mètre cube. cubique, qui nous invite à réfléchir sur notre existence et la présence de la vie dans l’univers.

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