Des ondes gravitationnelles bientôt détectables grâce aux pulsars ?

Une équipe d’astrophysiciens vient de le confirmer : il devrait bientôt être possible d’observer les ondes gravitationnelles émises par les collisions de trous noirs supermassifs. Il serait même possible de le faire avant le lancement dans l’espace du détecteur eLisa grâce aux pulsars.

La spectaculaire détection conjointe par Ligo et Virgo des ondes gravitationnelles émises par une kilonova a confirmé que nous étions pleinement rentrés dans l’ère de l’astronomie gravitationnelle. Toutefois, ces détecteurs, et ceux en construction sur Terre utilisant le même schéma de fonctionnement, ne peuvent nous donner accès qu’à une certaine bande de fréquences, comme d’ailleurs tous les instruments basés sur les ondes électromagnétiques en astronomie (Hubble ne peut pas voir dans le domaine des rayons X par exemple et Chandra ne peut pas voir dans le visible).

Ainsi, les télescopes gravitationnels terrestres ne peuvent voir, pour l’essentiel, que les ondes générées par les cadavres d’objets stellaires formant des systèmes binaires, à savoir des étoiles à neutrons et des trous noirs stellaires en train de se rapprocher peu avant de fusionner. Mais qu’en est-il des fusions de trous noirs supermassifs ? Si l’on veut les étudier, l’instrument le plus indiqué sera eLisa, que l’ESA devrait lancer dans l’espace dans les années 2030.

Contenant plusieurs millions à plusieurs milliards de masses solaires, les trous noirs supermassifs sont des astres compacts. Il s’agit de sources d’ondes gravitationnelles très intenses. Ils sont donc facilement détectables, mais, comme les distances entre ces objets sont aussi plus grandes, les mouvements sont plus lents et les fréquences des ondes sont plus basses pendant des millions d’années avant que la fusion ne se produise.

Collision trous noirs

La collision de deux trous noirs il y a des milliards d’années provoque l’émission d’ondes gravitationnelles encore perceptibles aujourd’hui (Source : SXS).

Lire la suite

Publicités

Wi-Fi : ils améliorent leur connexion grâce à une simple feuille d’aluminium

Des chercheurs viennent de démontrer qu’il est possible d’améliorer la portée d’une connexion Wi-Fi en se servant d’un réflecteur fabriqué par impression 3D et recouvert d’une simple feuille d’aluminium afin d’orienter le signal émis par le routeur. Une solution économique qui peut, en prime, aider à sécuriser la connexion sans fil.

Bricoler une antenne radio endommagée, ou pas assez puissante, avec une feuille de papier aluminium est une astuce connue de longue date. Il s’avère que cette technique rudimentaire peut aussi aider à améliorer la puissance d’un signal Wi-Fi, et même renforcer sa protection. Une équipe de chercheurs de l’université Dartmouth College (États-Unis) a en effet découvert que des réflecteurs de différentes formes recouverts de feuilles d’aluminium et placés à l’arrière de routeurs Wi-Fi contribuaient à améliorer la puissance du signal dans un espace donné en orientant ce dernier de façon ciblée.

Actuellement, la principale solution technique pour optimiser une connexion Wi-Fi dans un environnement fait de plusieurs pièces implique l’usage d’antennes directionnelles, qui permettent de concentrer le signal. Mais cela coûte cher et nécessite une configuration assez complexe. La solution ici évoquée, baptisée WiPrint, est beaucoup plus simple et moins onéreuse.

WiFi Lire la suite

Une fusion de quarks bat la fusion de la bombe à hydrogène !

Une réaction de fusion avec des quarks dans certaines particules élémentaires produit plus d’énergie que la réaction de fusion de la bombe à hydrogène. Il n’y a pas de raison de croire pour autant qu’il sera possible de fabriquer des bombes à quarks.

La fusion contrôlée est le graal des physiciens qui s’intéressent aux sources d’énergie du XXIe siècle. Elle nous permettrait en effet de réaliser une transition énergétique à la hauteur des défis du changement climatique. Ce dernier nous impose de décarboner massivement nos industries alors que nous devons assurer les besoins d’une population humaine toujours en croissance. Existe-t-il des sources d’énergie qui pourraient nous permettre de faire encore mieux ?

On pourrait le croire à l’annonce d’une découverte qui vient d’être publiée par des physiciens dans un article déposé sur arXiv. Ces derniers ont trouvé une réaction entre particules élémentaires qui produit presque huit fois plus d’énergie qu’une réaction de fusion comme celle du deutérium avec le tritium envisagée pour les expériences du programme Iter (rappelons que ce réacteur thermonucléaire n’est pas destiné à être le prototype d’un réacteur de production industrielle d’électricité mais un laboratoire pour la physique et l’ingénierie d’un tel réacteur).

La réaction nouvellement découverte est certainement supérieure en gain d’énergie à la fusion des bombes H, par exemple celles qui utilisent un mélange de deutérium et de lithium pour finalement faire fusionner du deutérium avec du tritium, produit indirectement.

LHC CERN

Le LHC, le plus puissant collisionneur de particules jamais réalisé par l’Homme (Source : CERN).

Lire la suite

Le noyau de la Terre serait responsable de séismes majeurs

Le noyau de la Terre ne se contenterait pas de générer son champ magnétique. En freinant la rotation de notre planète, via des interactions avec le manteau, il augmenterait périodiquement le nombre de grands séismes.

Quoi de plus banal que la rotation de la Terre ? Pourtant, ce phénomène n’est pas si simple : l’axe de rotation de notre Planète n’est pas fixe au cours du temps et la durée du jour elle-même varie. En étudiant et en cherchant à comprendre cela, mathématiciens, astronomes et géophysiciens sont allés de surprise en surprise depuis presque deux siècles.

Axe et vitesse de rotation sont d’abord influencés par les forces de gravité de la Lune et du Soleil mais la façon dont la Terre répond à ces forces dépend de sa structure interne et de la présence de ses océans et de son atmosphère. Au XIXe siècle, il y a ainsi eu une controverse célèbre sur le caractère fluide ou non de l’intérieur de la Terre et sur le fait qu’il fallait ou non considérer celui-ci comme un solide indéformable ou, au minimum, comme un corps élastique. Laplace, Kelvin et Poincaré se sont penchés sur ces questions et il y eut, finalement, d’importants travaux à ce sujet, auxquelles sont associés les noms de Chandler, Newcomb et Love, car la rotation de la Terre peut nous renseigner sur sa structure.

On sait en effet, depuis les travaux d’Euler (à qui l’on doit des équations décrivant les mouvements de rotation des corps solides, voire élastiques), que la distribution et les mouvements des masses à l’intérieur d’un objet comme la Terre influent sur sa rotation. Or, même en considérant que la Terre n’est pas soumise aux forces d’autres corps célestes, distributions et mouvements peuvent varier, par exemple lors d’échanges du moment cinétique entre les différentes enveloppes (atmosphère, océan, manteau, etc.) ou simplement du fait d’une redistribution des masses à l’occasion de grands séismes. De fait, la longueur du jour a changé lors de grands tremblements de Terre, comme celui du Chili en 2010.

Séisme Lire la suite

Une immense cavité de 30 mètres de long découverte dans la pyramide de Khéops

Des scientifiques viennent d’annoncer une incroyable découverte dans la pyramide de Khéops en Égypte. Grâce à une technologie de détection de particules cosmiques, ils ont mis en évidence une immense cavité inconnue de près de 30 mètres de long au sein même du monument.

C’est la dernière merveille du monde encore en place et elle semble loin d’avoir dévoilé tous ses secrets. Des scientifiques ont annoncé une incroyable découverte dans la célèbre pyramide de Khéops. Édifié à Gizeh en Égypte il y a plus de 4.500 ans, l’édifice cacherait en son cœur une immense et mystérieuse cavité dont l’existence vient seulement d’être mise au jour.

Cette découverte a été rendue possible grâce au projet ScanPyramids mis en place depuis 2015. Impliquant plusieurs équipes à travers le monde, cette mission a été lancée pour étudier les structures internes des célèbres monticules antiques sans prendre le risque de les endommager. Pour cela, le protocole fait appel à des particules cosmiques appelées muons.

La propriété intéressante de ces « électrons lourds » créés dans la haute atmosphère terrestre, est leur comportement face à la matière : lorsqu’ils rencontrent des structures solides par exemple, ils ralentissent avant de s’arrêter. Ainsi, en mesurant la densité de ces particules à l’aide de détecteurs, il est possible de déceler les « zones de vide ».

Décourte cavité pyramide de Khéops

La pyramide de Khéops arrosée par les muons (Source : HIP).

Lire la suite

Exoplanète : Trappist 1 chaufferait des océans de magma par induction

Trois des exoplanètes en orbite autour de Trappist 1, dont une potentiellement habitable, seraient chauffées par induction par le champ magnétique de la naine rouge. Le phénomène engendrerait un volcanisme important et même des océans de magma internes. De quoi se poser des questions sur l’habitabilité des exoplanètes autour d’étoiles similaires.

Depuis la découverte d’exoplanètes potentiellement habitables de Trappist 1, la question d’une possible présence de vie est posée. Beaucoup de paramètres entrent en jeu, notamment au niveau de la composition de leurs atmosphères et de leur contenu en eau. Sur Terre, le volcanisme (via l’effet de serre) et la tectonique des plaques ont joué et jouent un rôle dans l’habitabilité de la Planète bleue. D’où l’intérêt de l’étude d’une équipe internationale de planétologues menée par des chercheurs autrichiens de l’IWF (Institut für Weltraumforschung), à Graz.

Publié dans un article de Nature Astronomy, ce travail implique que les caractéristiques de la naine rouge Trappist 1 conduisent à un chauffage électromagnétique par induction de certaines de ses exoplanètes. Le phénomène serait si efficace que, dans certains cas, en plus d’alimenter un volcanisme copieux, il serait en mesure de créer de véritables océans de magma en environ un à trois milliards d’années à l’intérieur des trois exoplanètes les plus proches de Trappist 1.

Erta Ale

Une vue du lac de lave permanent de l’Erta Ale en Éthiopie.

Lire la suite

Énergies renouvelables : une étonnante batterie qui respire développée au MIT

Le solaire et l’éolien sont des énergies propres mais intermittentes. Leur développement imposera la mise en œuvre de systèmes de stockage à grande échelle. Une équipe du MIT propose aujourd’hui une solution surprenante et apparemment efficace. C’est une batterie qui respire, découverte un peu par hasard…

Batteries à recharge rapide, batteries qui évitent les explosions, batteries longue autonomie… La recherche est aujourd’hui active dans ce secteur de l’industrie, souvent pour faciliter l’utilisation de nos smartphones, tablettes et autres voitures électriques. Une autre voie de recherche pour les batteries consiste à soutenir le développement des énergies renouvelables. C’est le cas de cette innovation du Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Les énergies renouvelables, solaire ou éolien par exemple, sont qualifiées d’intermittentes. Elles ne permettent pas de produire de l’électricité à volonté. Il est donc indispensable de stocker l’énergie produite pendant les périodes de fort ensoleillement — ou de grand vent — pour la restituer en cas de besoin. Pour ce faire, des systèmes de stockage à grande échelle sont nécessaires, par exemple dans les STEP (stations de transfert d’énergie par pompage), qui exploitent deux bassins d’eau situés à des altitudes différentes. Mais ils prennent énormément de place et ne peuvent pas être mis en œuvre partout.

Ainsi, la batterie mise au point par les chercheurs du MIT a de quoi étonner par ses caractéristiques et détonne dans le paysage. Parce qu’elle permet de stocker de l’énergie sur le long terme, pour un coût cinq fois inférieur à celui des technologies existantes et avec une densité d’énergie très élevée. Au laboratoire, elle a été estimée entre 30 et 145 Wh/L, une valeur incomparablement supérieure à celle des STEP.

Batterie téléphone portable

Le stockage d’un kilowatt-heure dans une batterie lithium-ion coûte environ 100 dollars. Il revient à environ 20 dollars avec la nouvelle batterie développée par le MIT.

Lire la suite