Et si l'on pouvait voir l'Espace-temps ? Expérience immersive
Summary
TLDRLe script nous emmène dans un voyage à travers l'univers, explorant la structure de l'espace-temps et la dynamique des galaxies, y compris la Voie Lactée et Andromède. Il décrit la théorie de l'expansion de l'univers et l'énergie noire, ainsi que le Big Bang. Le soleil et les planètes, y compris la Terre, sont présentés avec leur interaction avec l'espace-temps. Le script aborde également les étoiles en fin de vie, les trous noirs et leurs propriétés, y compris les phénomènes de spaghettification et les horizons eventuels. Enfin, il mentionne la découverte des ondes gravitationnelles détectées le 14 septembre 2015, marquant un nouveau chapitre dans l'étude de l'univers.
Takeaways
- 🌌 L'univers est intergalactique, avec des milliards de kilomètres entre les galaxies voisines comme la Voie Lactée et Andromède.
- 🔍 L'espace entre les galaxies est presque parfaitement vide, plus vide que les laboratoires sur Terre.
- 🌐 L'espace-temps est une grille imaginaire constituée de particules qui permet de visualiser l'invisible et de comprendre la dynamique de l'univers.
- 💫 Les galaxies, comme la Voie Lactée et Andromède, se rapprochent lentement et finiront par fusionner en une seule galaxie.
- 🌠 L'univers est en expansion permanente, stimulée par une énergie mystérieuse appelée énergie sombre.
- 🚀 La longueur d'onde de la lumière des galaxies est étirée et virent au rouge en raison de cette expansion.
- 🌞 Le Soleil弯曲 l'espace-temps, créant une force de gravitation qui maintient les planètes dans leur orbite.
- 🌍 La Terre, avec sa propre rotation, affecte l'espace-temps et est responsable des phénomènes comme les marées.
- 🌟 Les étoiles évoluent et meurent de différentes manières, formant des nébuleuses planétaires, des trous noirs ou en explosant en supernova.
- 💥 Les trous noirs sont des régions de l'espace où la gravitation est si forte que rien, ni même la lumière, ne peut s'échapper.
- 🌀 Les trous noirs peuvent danser et fusionner pour former de plus grands trous noirs, créant des ondes gravitationnelles qui déforment l'espace-temps.
Q & A
Où sommes-nous dans l'univers selon le script?
-Nous sommes intergalactiques, à des milliards de kilomètres de la Terre, entre deux galaxies voisines : la Voie Lactée et Andromède.
Qu'est-ce que la grille de l'espace-temps?
-La grille de l'espace-temps est une représentation imaginaire constituée d'une multitude de petites particules qui nous permet de visualiser l'invisible et de percevoir la géométrie de l'univers ainsi que sa dynamique.
Comment l'expansion de l'univers affecte-t-elle la grille de l'espace-temps?
-L'expansion de l'univers fait que la grille de l'espace-temps dérive légèrement, comme une rivière qui s'engouffre, entraînant les étoiles, le gaz et la matière noire qui composent les galaxies.
Qu'est-ce que la force de marée dans le contexte de l'espace-temps?
-La force de marée est l'effet de la gravité qui rapproche les objets dans une direction et les étire dans l'autre, comme lorsque plusieurs pommes sont lâchées à proximité l'une des autres.
Comment la rotation de la Terre affecte-t-elle l'espace-temps?
-La rotation de la Terre affecte l'espace-temps en le déformant légèrement, ce qui influence les objets à distance, comme la trajectoire d'une pomme lâchée.
Qu'est-ce qu'un trou noir et comment il se forme?
-Un trou noir est une région de l'espace où la gravité est si forte que rien, pas même la lumière, ne peut s'en échapper. Il se forme généralement lorsque la masse d'une étoile suffisamment massive s'effondre sur elle-même à la fin de sa vie.
Que se passe-t-il lorsqu'une étoile supergéante se comporte de manière instable?
-Lorsqu'une étoile supergéante se comporte de manière instable, son noyau se compresse de plus en plus jusqu'à former une étoile à neutrons, tandis que ses couches externes explosent en une supernova.
Comment les trous noirs peuvent-ils être探测?
-Les trous noirs peuvent être détectés par l'observation de leur effet sur l'espace-temps environnant et par les étoiles et le plasma qui orbitent autour d'eux, ainsi que par les ondes gravitationnelles qu'ils émettent lorsqu'ils fusionnent ou interagissent avec d'autres objets ou trous noirs.
Qu'est-ce que la théorie de l'ergosphère d'un trou noir?
-L'ergosphère d'un trou noir est la région autour du trou noir où le tissu de l'espace-temps est si fortement affecté par la rotation du trou noir que les objets et même la lumière sont forcés de tourner avec lui avant d'être aspirés au-delà de l'horizon.
Quels sont les événements cataclysmiques décrits dans le script?
-Les événements cataclysmiques décrits dans le script incluent la formation des trous noirs, les supernovas, la fusion de trous noirs et l'émission d'ondes gravitationnelles.
Comment les ondes gravitationnelles ont-elles été détectées pour la première fois en 2015?
-Les ondes gravitationnelles ont été détectées pour la première fois en 2015 grâce à LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), qui a capturé les vibrations causées par la fusion de deux trous noirs.
Outlines
🌌 Exploration de l'univers et de l'espace-temps
Le paragraphe 1 nous emmène dans un voyage à travers l'espace et le temps, décrivant notre position intergalactique entre la Voie Lactée et la galaxie d'Andromède. Il explique comment l'espace-temps, comparé à une grille de particules, permet de visualiser l'invisible et de comprendre la dynamique de l'univers. Le paragraphe détaille également comment la galaxie d'Andromède et la Voie Lactée se rapprochent lentement et se fondront un jour. Il aborde également la notion d'expansion de l'univers, stimulée par une énergie mystérieuse appelée énergie sombre, et comment cette expansion est visible à travers la longueur d'onde de la lumière des galaxies. Le paragraphe conclut par une réflexion sur la naissance et l'évolution des galaxies à partir des fluctuations du Big Bang.
🌑 Forces gravitationnelles et phénomènes cosmiques
Le paragraphe 2 explore les forces gravitationnelles et leur impact sur les mouvements dans l'univers. Il explique comment la gravité du Soleil et des planètes弯曲 l'espace-temps, créant des courants qui affectent les orbites planétaires et les mouvements des satellites. Le paragraphe décrit également les effets de marée causés par la Lune sur la Terre et comment la rotation de la Terre influence légèrement l'espace-temps. Il poursuit avec la description des étapes de vie d'une étoile, depuis sa formation jusqu'à son déclin en tant que naine blanche ou en trou noir, en passant par les supernovas. Le paragraphe se termine par une discussion sur les trous noirs et leur influence sur l'espace-temps, y compris les phénomènes de spaghettification et l'ergosphère des trous noirs.
🌠 Découverte des ondes gravitationnelles et exploration de l'univers
Le paragraphe 3 relate l'histoire de la découverte des ondes gravitationnelles, qui ont été observées pour la première fois en 2015 après un voyage de plus d'un milliard d'années. Il explique comment ces ondes sont issues de la fusion d'un trou noir, et comment elles ont permis aux chercheurs d'ouvrir un nouveau champ dans l'astronomie gravitationnelle. Le paragraphe décrit les implications de cette découverte pour l'étude de l'univers, y compris la compréhension de la structure de l'univers et la possibilité d'explorer des univers parallèles.
Mindmap
Keywords
💡espace-temps
💡Voye Lactée
💡Andromède
💡expansion de l'Univers
💡énergie sombre
💡Big Bang
💡gravitation
💡trou noir
💡supernova
💡nébuleuse planétaire
💡ondes gravitationnelles
Highlights
Nous sommes dans l'espace intergalactique à des milliards de kilomètres de la Terre.
L'espace entre les galaxies Voie Lactée et Andromède est presque parfaitement vide.
Le tissu de l'espace-temps permet de visualiser l'invisible et de comprendre la dynamique de l'univers.
Les galaxies se rapprochent lentement et dans plusieurs milliards d'années, la Voie Lactée et Andromède fusionneront.
L'univers est en expansion permanente, stimulée par l'énergie sombre.
La longueur d'onde de la lumière est étirée et vire au rouge en raison de cette expansion.
Le Big Bang a marqué le début de l'univers avec une expansion rapide à partir d'une bouillie d'énergie.
Les étoiles orbitent autour du Soleil en raison de la courbure de l'espace-temps causée par sa masse.
La Terre retient la Lune et les satellites artificiels en raison de la courbure de l'espace-temps.
Les fusées doivent atteindre une vitesse élevée pour s'échapper de la gravité terrestre.
La rotation de la Terre dévie la trajectoire des objets en raison de la courbure de l'espace-temps.
Au centre de la Terre, la pression est si grande que les particules de la grille de l'espace-temps restent immobiles.
Les étoiles finissent par s'éteindre et leur noyau se transforme en différentes formes selon leur masse.
Les trous noirs sont des régions où l'espace-temps est si courbé que rien, pas même la lumière, ne peut s'échapper.
Les trous noirs peuvent capturer la matière d'une autre étoile et former un disque d'accrétion.
Les trous noirs peuvent danser et se fusionner pour former un trou noir encore plus grand.
Les ondes gravitationnelles sont des vibrations du tissu de l'espace-temps qui peuvent déformer tout sous leur passage.
Le 14 septembre 2015, les chercheurs ont détecté pour la première fois des ondes gravitationnelles, ouvrant un nouveau champ de l'astronomie.
Transcripts
[Musique]
bonjour à tous aujourd'hui dans Science
clic embarquons ensemble pour un voyage
visuel à travers l'espace et le
temps nous sommes dans l'espace
intergalactique à des milliards de
milliards de kilomètres de la Terre nous
nous sommes perdus entre deux galaxies
voisines la Voie Lactée la nôtre et
Andromède une autre galaxie constituée
elle aussi de centaines de milliards
d'étoiles
entre les deux galaxies autour de nous
l'espace est presque parfaitement vide
plus vide que dans nos meilleurs
laboratoires sur
terre mais nous ne sommes pas nulle part
autour de nous se tisse une trama
l'espace-temps cette grille imaginaire
constitué d'une multitude de petites
particules va nous permettre de
visualiser l'invisible de percevoir la
géométrie de l'univers et d'en
comprendre la
dynamique mais là où nous sommes la
grille est calme immobile rien ne la
perturbe et si nous lançons une bille
elle avance tout droit s'éloignant pour
toujours à travers le
vide en réalité la grille n'est pas
parfaitement statique si on accélère
temps on constate qu'elle dérive très
légèrement comme une rivière qui
s'engouffre dans les astres et dont le
courant emporte tout avec elle les
étoiles le gaz et la matière noire qui
composent les galaxies déformment
l'espace-temps tirant le tissu de
l'univers dans leur
[Musique]
direction très lentement les deux
galaxies se rapprochent et dans
plusieurs milliards d'années bien après
notre disparition la Voie lactée et
Andromède finiront par fusionner pour ne
devenir plus
qu'une mais tandis qu'Andromède
s'approche de nous les chercheurs ont
découvert à l'orée du 20e siècle que la
plupart des galaxies s'éloignent
d'autant plus vite qu'elles sont
lointaines l'Univers est en expansion
permanente comme un tissu qui se détend
la grille gonfle de plus en plus et
emporte les galaxies à la dérive au fil
de cette expansion la longueur d'onde de
leur lumière est étirée et vire au
rouge nous savons aujourd'hui que cette
expansion s'accélère stimulée par une
énergie encore mystérieuse l'énergie
sombre l'expansion aurait débuté il y a
13,8 milliards d'années extrêmement
comprimé ne contenant qu'une bouillie
d'énergie en fluctuation l'univers se
serait distendu brusquement pour
atteindre des dimensions astronomiques
en une fraction de seconde
c'est le Big Bang qui avait-il avant
personne ne le sait
vraiment d'infime fluctuation devenant
gigantesque aurait attiré la matière la
condensant en filament en halo puis en
galaxie et en
[Applaudissements]
[Musique]
étoile aujourd'hui c'est à proximité de
l'une de ces étoiles que nous
vivons le
soleil autour du Soleil gravite de
multiples corps planètes astéroïdes et
comètes se déplaçant librement dans la
grille de
l'univers l'immense masse du Soleil
courbe l'espace-temps et la trame de
l'espace tombe vers l'étoile ortant tout
avec
elle c'est ainsi que les planètes
orbitent sans s'éloigner du soleil à
chaque instant elles avancent tout droit
mais le courant ne cesse de les rabattre
vers le
[Musique]
centre dans une moindre mesure les
planètes attirent elles aussi la grille
de l'univers dans leur
direction la terre retient par exemple
la lune son satellite naturel ainsi que
tous nos satellites
artificiels la Station spatiale
internationale avance tout droit dans
l'espace-temps mais celui-ci est courbé
par la terre et l'empêche de s'en
[Musique]
éloigner à grande distance la grille
s'écoule lentement et un objet passant
suffisamment vite n'aurait aucune
difficulté à s'en
extirper mais plus on s'approche du
centre plus le flux se densifie et le
courant accélère la gravité
augmente à la surface de notre planète
les fusées doivent s'imprimer une
vitesse très élevé pour décoller du sol
et s'échapper de la
terre la grille converge vers le centre
et si on lâche plusieurs pommes les unes
à côté des autres l'espace-temps les
rapproche dans une direction et les
étire les sépare dans l'autre on parle
de force de
marée c'est ce même effet que la Lune
inflige à la terre causant un
déplacement des masses d'eau à sa
[Musique]
surface le va vient des marée est causé
par la rotation de la Terre sur
elle-même alternante entre jour et nuit
elle effectue une rotation toutes les 24
heures
environ ce mouvement de toute la masse
qu'elle contient affecte l'espace-temp
et prenne très légèrement la grille dans
sa
rotation lorsqu'on lâche une pomme même
si elle ne touche pas la terre la
rotation de notre planète l'influence à
distance et dévie un peu sa trajectoire
et son
[Musique]
orientation dans la terre la grille
continue de tomber vers le bas elle
cherche à tout entraîner vers le centre
mais les matériaux qui composent notre
planète sont résistants ils exercent une
énorme pression vers l'extérieur pour ne
pas s'ffond sur eux-même c'est cette
pression que l'on ressent dans nos
jambes lorsqu'on tombe au sol après une
chute
libre au centre la rivière converge et
une bille si tantit qu'elle supporte
l'immense pression du noyau terrestre y
resterait
immobile en arrivant au centre toutes
les particules de la grille continuent
leur chemin et repartent en sens inverse
jusqu'à ressortir de la terre si l'on
pouvait traverser la planète en chute
libre nous finirions par en ressortir
dans 5 milliards d'années notre étoile
finira par s'éteindre à cours de
carburant le soleil ne pourra plus
générer sa pression et résister au flux
de la grille son cœur s'effondrera sur
lui-même jusqu'à former une naine
blanche extrêmement dense alors que son
atmosphère se diluera lentement en une
gigantesque nébuleuse
planétaire mais toutes les étoiles ne
disparaiss pas de la même façon à
quelques centaines d'années lumièr de là
une autre étoile super géante brûle elle
aussi ses dernières réserves 20 fois
plus massif que le soleil sa pression
interne ne parvient plus à supporter
tout son poids c'est un cataclysme le
cœur s'effondre et les couches externes
rebondissent explosant en
supernova au centre le noyau se comprime
de plus en plus jusqu'à former une
étoile à neutron elle renferme la masse
de deux soleils dans une trentaine de
kilomètres seulement
la grille de l'univers y attiré si fort
que la lumière est entraînée engendrant
d'étranges phénomènes de déformations
[Musique]
optiques mais à quelques milliers
d'années lumière de là une autre étoile
encore plus massive s'apprête à
exploser son destin sera tout autre en
un instant le noyau est emporté vers le
centre et les couches externes
violemment
soufflé cette fois le tissu est plus
fort il traîne le cœur de l'étoile
incapable de résister vers un centre où
toute la masse se condense à l'intérieur
d'une sphère l'univers devient si courbé
que son tissu tombe plus vite que la
lumière rien ne peut échapper à ce tapis
roulant infernal tout est emporté par le
courant il est impossible de rester
immobile ou même d'envoyer un quelconque
signal vers
l'extérieur c'est un trou
noir certains trous noirs naissent à
proximité d'une autre étoile et peuvent
alors capturer sa matière sous forme de
plasma à très haute température
entrant en orbite autour du trou noir le
plasma forme un disque d'accréion qui
perd de l'énergie et spirale vers
l'horizon dans un trou noir tout près du
centre le flot de l'espace-temps tend
vers l'infini les objets y sont
fortement déchirés en quelques fraction
de seconde le tissu s'étire si
violemment qu'il sépare les atomes les
uns des autres et spaghettifie tous les
corps
au centre là où la grille semble
disparaître nos théories actuelles ne
parviennent pas encore à décrire le
comportement quantique de
l'espace-temps mais dans l'univers rien
n'est statique et toutes les étoiles en
particulier tourne plus ou moins sur
elle-même lorsqu'ell meurent et que leur
noyau se comprime pour former un trou
noir le rotation accélère comme une
patineuse qui replie les bras le long de
son corps cette rotation imprime dans le
tissu même de l'espace qui continue de
tourner après la disparition de
l'étoile en dessous d'une certaine
distance dans ce qu'on appelle
l'ergosphère du trou noir toute la
grille est emportée dans un siffon plus
rapide que la lumière qui entraîne les
corps dans un même sens de
rotation même la lumière est forcée de
tourner avec le trou
noir sous l'horizon là où la grille
tombe plus vite que la lumière tel trou
noir posséderait un second horizon
interne où la force centrifuge générée
par la rotation de l'espace-temps
contrebalance la gravité et ralenti la
chute de la
[Musique]
grille en théorie les mathématiques
prolongent ses horizons internes par des
trous blancs dont on pourrait ressortir
afin d'explorer des univers
parallèles mais en réalité l'horizon
interne d'un trou noir est extrêmement
instable si bien qu'il n'existe
probablement
pas la structure centre d'un vrai trou
noir reste encore
mystérieuse pour finir il peut arriver
que deux trous noirs se rencontrent et
se mettent alors à danser se tirant l'un
vers l'autre de plus en plus vite
jusqu'à fusionner et former un trou noir
encore plus gros ce nouveau trou noir
vibre comme une bulle de savon et finit
par se
stabilisé lors d'un tel événement toute
la trame de l'univers est entraînée par
la vibration
des ondes gravitationnelles plus
puissantes que toutes les étoiles
observables jaillissent et se propagent
à la vitesse de la lumière courbant et
déformant tout sous leur
passage le 14 septembre 2015 après plus
d'un milliard d'années de voyage l'une
de ces vibration finit par traverser la
terre le temps d'un clignement d'œil la
terre tremble d'une fraction de la
taille d'un
atome mais pour la première fois de
l'histoire les chercheurs disposent de
détecteurs qui parviennent à mesurer ses
vibrations
elle témoigne d'une fusion cataclysmique
produite il y a plus d'un milliard
d'années en 2015 s'ouvre alors un tout
nouveau champ de l'astronomie
gravitationnel nous permettant de sonder
l'invisible la structure même de
[Musique]
l'univers
[Musique]
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