Chez Luc (brèves de comptoir)

"Chez Luc", le bar où l'on peut venir bavarder ensemble à propos des choses qui fâchent, ou qui réjouissent, ou qui émeuvent ... Je vis près d'Avignon, en Provence. J'ai trois bons copains qui viennent au bar pour nous raconter la dernière du jour : Jack, de Belinto en Provence, Patrick, d'Audierne en Bretagne, et Philippe, de Piriac en Bretagne du sud (qu'on appelle aussi "Pays de Loire").

Les auteurs (le patron et les habitués)

Photo Luc

Luc, Avignon

Photo Padraig

Padraig, Audierne

Photo Jack

Jack, Belinto

Photo Philippe

Philippe, Piriac

dimanche 18 décembre 2005

RX J1856.5-3754 : la première étoile étrange ?



Des mesures réalisées par Chandra sur l'étoile RX J1856.5-3754 et le pulsar situé dans 3C58 (les restes de la supernova qui a explosé en 1181) suggèrent qu'il s'agit là des premières étoiles étranges jamais observées.

Les physiciens ont montré l'existence de six types de quarks, mais dans la matière terrestre on trouve uniquement les deux quarks les plus légers. Ce sont les quarks u et d, qui composent le proton (uud) et le neutron (udd). Les particules qui contiennent des quarks plus lourds, comme le quark étrange (quark s), peuvent être produits par des accélérateurs.

Une étoile à neutrons est le résultat de l'effondrement d'une supernova de type II ou Ib. La nature exacte de la matière superdense existant dans le noyau d'une étoile à neutrons n'est pas encore bien connue. Certains chercheurs appellent neutronium cette subtance qui pourrait contenir un mélange superfluide de neutrons, d'électrons et d'un peu de protons. D'autres particules, telles que des pions ou des kaons, pourraient aussi être présentes, mais actuellement, ceci n'a pu être ni confirmé ni infirmé par des observations.

Lorsque le neutronium d'une étoile à neutrons massive est soumis à une pression suffisante causée par la gravité de l'étoile, les neutrons s'effondrent, libérant les quarks qui les composent, pour former ainsi de la matière étrange. L'étoile devient alors une étoile étrange. La matière étrange est composée de quarks up, down et strange liés entre eux directement de manière similaire aux liaisons entre neutrons dans le neutronium ; cette étoile étrange devient alors une sorte de nucléon unique et gigantesque. Une étoile étrange se situe à mi-chemin entre l'étoile à neutrons et le trou noir, tant sur le plan de la masse que sur le plan de la densité, et, si suffisamment de matière est ajoutée à une étoile étrange, elle va s'effondrer sur elle-même pour devenir un trou noir.

Une des caractéristiques de l'étoile étrange est qu'elle est très petite.



L'illustration ci-dessus montre à gauche une étoile à neutron (diamètre : environ 20 km) et à droite une étoile étrange (diamètre : 11 km). ces deux étoiles ont la même masse que le Soleil, et sont représentées dans le Grand Canyon.

Le diamètre de l'étoile RX J1856.5-3754 a été évalué à 11,2 km, ce qui en fait la première étoile étrange jamais découverte, bien que cette affirmation soit encore débattue dans le milieu scientifique.

Un aspect "amusant" de la matière étrange, c'est que c'est une des méthodes de destruction de la Terre. En effet, il suffirait en théorie qu'on réussisse à produire un quark étrange stable dans un accélérateur de particules (par exemple le Relativistic Heavy Ion Collider). Il suffirait alors tout simplement d'attendre, et, progressivement toute la matière terrestre va s'effondrer sur le quark étrange pour finir dans une petite boule de matière étrange, d'un centimètre de diamètre ... Rigolo, non ?

Pour en savoir plus :
1. Chandra Strange Matter Press Kit (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)
2. RX J1856.5-3754 and 3C58: Cosmic X-rays May Reveal New Form of Matter (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)
3. Étoile étrange (Wikipedia)
4. Stange matter (Wikipedia)
5. La matière étrange (Ronald Kunne)
6. How to destroy the Earth (Sam's archive)
7. The Strange Matter of Planetary Destruction (Richard J. Wagner)
8. Relativistic Heavy Ion Collider (U.S. Department of Energy)

Crédit photo : NASA/SAO/CXC/J.Drake et al.
Crédit illustration : CXC/D. Berry

19 Comments:

Blogger Patrick said...

j'ai lu l'article "How to destroy the Earth". Il y est indiqué que ce n'est pas si facile que ça, et que même de laisser Bush et son administration continuer leur oeuvre ne suffirait pas à détruire la terre. C'est dire la difficulté de la chose !

dimanche, 18 décembre, 2005  
Blogger Patrick said...

- Je vous assure, cher cousin, que vous avez dit "étrange, étrange" ?
- Moi, j'ai dit "étrange" ? Comme c'est étrange !

Michel Simon et Louis Jouvet, dans le sublime "Drôle de drame"

dimanche, 18 décembre, 2005  
Blogger Lointaine said...

Ha ben zut, j'allais justement le dire. Ne laissons pas Bush s'occuper d'astrophysique...

La connaissance progresse et vous en faite profiter les autres. Ha que cela fait du bien !

dimanche, 18 décembre, 2005  
Blogger Jack said...

J’avais le pressentiment que les bidouillages sur la matière dans les grands collisionneurs pourraient produire des événements terribles.
Savent-ils ce qu’ils font au juste ?

dimanche, 18 décembre, 2005  
Blogger Luc said...

Je pense quand même (j'espère !) que tous ces scientifiques de haut niveau savent ce qu'ils font !

Lola, si elle passe nous voir, pourra nous le confirmer. ;-)

dimanche, 18 décembre, 2005  
Blogger Luc said...

@ Patrick : Je pense que Michel Simon et Louis Jouvet faisaient plutôt référence à la matière bizarre plutôt qu'à la matière étrange. ;-)

Pour en savoir plus : SCIENTISTS GAIN GLIMPSE OF BIZARRE MATTER IN A NEUTRON STAR

dimanche, 18 décembre, 2005  
Blogger Patrick said...

C'est bien ça : cette matière étrange est bizarre...

dimanche, 18 décembre, 2005  
Blogger Jack said...

Je plaisantais, biensur, mais j'aimerais tout de même que Lola nous rassure....

dimanche, 18 décembre, 2005  
Blogger Lola said...

Mais puis-je seulement vous rassurer? Je n'en suis pas sure...

J'ai entendu parler il y a quelques annees de l'inquietude de certains scientifiques quant a la possibilite de produire des "mini-trous noirs" au LHC (experience qui demarrera au CERN a Geneve dans 3 ans environs) ou meme au RICH (stiue a Long Island, NY). Ces mini-trous noirs, s'ils ne se desintegrent pas spontanement (certains modeles le prevois)pourrait eventuellement absorber toute la matiere terrestre..

Hum hum. J'y crois pas vraiment. D' abord parce que les energies mises en jeu pour produire les rares exemples de trous noirs que nous connaissons dans l'univers ont necessite des energies considerables. Aucun de nos accelerateurs ne peut produire une telle energie. Nous en sommes loin. Plusieurs ordres de grandeur.

Ensuite, les rares modeles theoriques qui predisent ce genre de scenario ne comptent pas parmis les plus probables. Mais ce n'est pas un vrai argument. Tout est possible.

Par contre, il y a des tas de scientifiques renommes qui ont calcule que la probabilite de produire un trou noir est tres tres petite. Ils doivent etre environ 12 a savoir faire le calcul dans le monde, mais bon. Y'a qu'a croiser les doigts et esperer qu'ils ne se soient pas trompes ;)

dimanche, 25 décembre, 2005  
Blogger Lola said...

Pour ce qui est de l'article presente au sujet de la matiere etrange : je n'ai pas les competences suffisantes pour juger de la validite des calculs ! Mais il ne faut cependant pas croire aveuglement les theoriciens.

La theorie qui nous permet aujourd'hui de decrire le comportement des quarks a tres haute energie et tres haute densite contient des equations extremement complexes. Tellement complexes que la grande majorite des calculs ne peut etre attaquee de front. Il est necessaire d'introduire un certain nombre d'hypotheses afin de simplifier les expressions et rendre le calcul possible.

Et chaque theorie souffre du meme probleme: justifer les hypotheses introduites pour la simplification. Ca peut etre juste. Ou pas. Intuitivement evident. Ou totalement surrealiste. Seule l'experience nous le dira. Dans le pire des cas, personne ne sera la pour se plaindre de toute facon ;)

dimanche, 25 décembre, 2005  
Blogger Luc said...

Ah bon ? Donc, on en serait déjà à créer des mini trous noirs ?

Mais, si j'ai tout bien compris, si potentiellement on sait faire des mini trous noirs, ça veut dire aussi qu'on sait faire de la matière étrange aussi, vu qu'elle est moins dense ! Et aussi au passage une mini étoile à neutrons ...

Bon, donc si je comprends bien, il nous reste grosso modo trois ans pour aller voir les coins de la Terre qu'on a envie de voir avant que tout disparaisse ...

Le plus "rigolo", c'est, comme tu dis, le fait que, si ça marche, personne ne sera là pour féliciter le professeur qui aura appuyé sur le bouton !

dimanche, 25 décembre, 2005  
Blogger Lola said...

moi je pense qu'il ne faut pas croire les predictions theoriques. C'est souvent faux ;)

dimanche, 25 décembre, 2005  
Blogger Patrick said...

Voilà qui expliquerai le fameux paradoxe de Pauli "Mais où sont-ils donc ?" Si toute civilisation technologique progressse inexorablement vers la fabrication d'un trou noir qui l'engloutit, alors "les autres" ne sont plus là pour nous le raconter !

jeudi, 29 décembre, 2005  
Blogger Luc said...

Hé hé ..

C'est exactement la conclusion à laquelle j'étais arrivé : toute civilisation technologique aboutit assez rapidement à la possibilité de créer un trou noir artificiel. Comme la curiosité et l'irresponsabilité prévalent, le trou noir est fabriqué, et pouf ! Plus de planète et donc plus de civilisation. L'apparition de la civilisation visible depuis l'espace aura duré un peu plus de trente ans (1974 : envoi du message d'Arecibo, 2009 : création d'un trou noir au LHC).

Trente ans ... un simple blip sur les millions d'années de l'écran radar de l'Univers !

jeudi, 29 décembre, 2005  
Blogger Patrick said...

Au sujet du danger des grands collisionneurs, je pense qu'on est loin d'égaler l'extraordinaire énergie de certaines particules (ou rayons ou quoi ?) qui circulent dans l'Univers. C'est en 1991 qu'on a détecté la première Zetta-particule - c'est à dire un machin dont l'énergie frise les 10^21 eV (soit 1000 milliards de milliards d'electron-volt). On détecte actuellement moins d'une telle particule par an, mais le détecteur spécialisé en cours de construction en Argentine (observatoire Pierre Auger), composé de 1 600 détecteurs (à eau et effet Cherenkov) répartis sur 3 000 km2 devrait permettre très bientôt d'en détecter davantage et de commencer à en faire l'étude.

L'énergie de ces machins qui frappent la terre (je n'ose pas dire particules) est environ 100 millions de fois plus grande que l'énergie qu'on peut imprimer à une particule dans un grand collisionneur (LHC = 14 TeV).

Alors je pense que si les Zetta-particules n'induisent pas d'effets catastrophiques sur terre, les particules des grands accélérateurs ne feront pas non plus de gros dégats...

Lire ceci au sujet des Zetta-particules...

...et ceci au sujet de l'observatoire Auger.

samedi, 07 janvier, 2006  
Blogger Luc said...

Etonnant ! Je ne connaissais pas l'existence de ces Zetta-particules ... Effectivement, elles bombardent la Terre sans créer de trou noirs ...

Ce doit sans doute être dû au fait qu'elles sont solitaires. On n'a pu n'en détecter que 5 depuis 1991 ... Une toute seule qui passe de temps en temps, c'est pas suffisant pour déclencher quoi que ce soit.

Alors que au RHIC, ils ont déjà créé un trou noir en mars 2005, avec une énéergie qui n'est "que" de 200 GeV, mais suffisamment de particules pour faire un trou noir ! Comme ça a déclenché la panique le RHIC a dû rassurer tout le monde: Black holes at RHIC?

Cette mise au point fait suite au papier publié par Horatiu Nastase, intitulé "The RHIC fireball as a dual black hole" et qui avait créé un petit vent de panique quand il a annoncé avoir créé un trou noir miniature au RHIC:

In conclusion, we have seen that the observed RHIC fireball is just (the pion analog of) a gravity dual black hole. We have seen that the unknown CGC state at the middle of the fireball is the interior of the black hole, and particles inside it interact with a Newtonian potential. The horizon of the black hole is the limiting (“freeze-out”) surface of the pion field soliton, which emits radiation at a temperature given by (if the nonperturbative constant a=1) (20), very close to the experimental value of 176 MeV (arXiv.org)

Cet fait avait été repris dans l’article de BBC news Lab fireball ’may be black hole’ du 17 mars 2005.

Mais quand même: les boules de feu produites au RHIC sont vraiment un "liquide de quarks et de gluons à forte intéraction forte", une sorte de "reflet de l’univers primordial quelques microsecondes après le bing bang" (Top Physics Stories for 2005)

En conclusion, ils ont déjà fabriqué un mini trou noir au RHIC qui ne dispose "que" d’une puissance de 200 GeV (giga électron-volts). Imaginez un peu ce qu’il vont pouvoir faire en 2007 au LHC de 27 kilomètres de circonférence où ils vont pouvoir disposer d’une puissance de 14 TeV (téra électron-volts)!

D’ailleurs, tenez-vous bien, un des programmes de recherche prévu est le suivant: Are there extra dimensions, as predicted by various models inspired by string theory, and can we "see" them?

Je suis pas sûr qu’il va rester quelqu’un pour voir quoi que ce soit. Ca se discute.

dimanche, 08 janvier, 2006  
Blogger Luc said...

@ Patrick : En lisant ton lien sur l'article du CNRS concernant l'Observatoire Pierre Auger je lis :

Au cours des décennies écoulées, une demi-douzaine de détecteurs ont observé une vingtaine de rayons cosmiques dont les énergies atteignent ou dépassent 10^20 eV (électron-volts), c'est-à-dire plusieurs dizaines de joules ! Cette énergie (celle d'une balle de tennis servie par un champion ou un tir de penalty avec un ballon de football) est une énergie macroscopique, exceptionnelle pour une particule microscopique (rappelons que les énergies les plus élevées qu'on peut atteindre avec des accélérateurs sont un million de fois plus faibles). Selon nos connaissances présentes, aucun mécanisme astrophysique connu n'est capable d'accélérer des particules à de telles énergies.

Ils se demandent donc d'où vient ce "Rayon Zeta" qu'ils ont détectés une dizaine de fois seulement ...

Hé hé ...

J'ai la réponse : le rayon Zeta vient de la planète Rann, bien sûr ! Et moi, je sais ce qu'il se passe chaque fois que les scientifiques détectent un rayon Zeta !

dimanche, 08 janvier, 2006  
Blogger Jack said...

Ne vous faites pas de bile les enfants, s'ils créent un trou noir,vous serez transformés en purée de quark sans que vous vous rendiez compte de rien.

dimanche, 08 janvier, 2006  
Anonymous Anonyme said...

Il est vraiment étrange que l'on dise que les étoiles a quark s donnent un trou noir, car le modèle affirmant de l'existence des trous noirs affirme aussi que l'univers n'a ni énergie, ni pression, ni matière, ni température! hors il y tout cela! donc soit on existe pas et les trous noirs existent, soient les trous noirs existent et nous on existe pas. il faudra revoir totalement notre modèle de l'univers, si l'on veut que ça marche.

dimanche, 24 janvier, 2010  

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