Auteur : jpbaquiast

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L’ informatique quantique se se heurte depuis ses débuts à un obstacle majeur : l’instabilité des qubits, ces bits quantiques ultrasensibles aux perturbations extérieures. Une équipe internationale de chercheurs propose une solution pour surmonter ce défi, en utilisant les propriétés des fermions de Majorana dans des conditions particulières précisées dans le texte ci-dessous.

Les fermions de Majorana sont des particules subatomiques qui sont leurs propres antiparticules. Cela signifie que, contrairement à d’autres particules (comme par exemple l’électron qui a une antiparticule appelé positron), un fermion de Majorana n’a pas d’ anti-fermion de Majorana

Découverts dans les années 1930 par le physicien italien Ettore Majorana, ces fermions restaient surtout théoriques, bien que certains indices expérimentaux aient suggéré leur présence dans des systèmes de matière condensée (comme les supraconducteurs).

Aujourd’hui une équipe, dirigée par Babak Seradjeh, professeur de physique à l’Université de l’Indiana à Bloomington, s’est intéressée à leur comportement au sein de supraconducteurs soumis à des stimulations énergétiques cycliques. Cette opération transforme les fermions de Majorana en fermions de Majorana de Floquet (FMF), dotés d’états distincts influençant le courant électrique de manière unique.

Leurs travaux ont révélé que les FMF ralentissent les oscillations électriques dans certains supraconducteurs, ce qui pourrait fortement renforcer la stabilité des systèmes quantiques.

L’étude a révélé un autre phénomène capital : la possibilité de contrôler la force (ou l’intensité) du courant électrique qui traverse un supraconducteur (appelé courant Josephson) en modifiant un paramètre particulier du matériau, appelé « potentiel chimique ».

Ce potentiel est un paramètre qui détermine la quantité d’énergie nécessaire pour ajouter ou retirer une particule telle un électron dans le matériau. En ajustant ce paramètre, les chercheurs peuvent influencer le comportement des particules à l’intérieur du supraconducteur, ce qui change la façon dont le courant circule dans celui-ci et permet de mieux contrôler ce dernier.

Si ces travaux demeurent encore théoriques, les simulations informatiques en confirment la validité. Ceci offre par conséquent aux chercheurs du monde entier une perspective pour explorer de nouvelles propriétés contrôlables dans les systèmes quantiques. À terme, ces avancées pourraient entrainer la réalisation d’ordinateurs quantiques non seulement plus rapides, mais aussi plus fiables.

L’objectif est d’obtenir des supraconducteurs fonctionnant à température ambiante, soit environ 20-25° C, loin des températures proches du zéro absolu (-273,15° C) actuellement nécessaires. Ceci bouleverserait complètement les perspectives dans de nombreuses technologies:  énergie, électronique, espace, etc.

L’étude a été révisée et acceptée pour publication dans la revue Physical Review Letters  On en trouve ci-dessous les références et l’abstract, datés du 25 septembre 2024

https://journals.aps.org/prl/accepted/4507fY45Zeb1918f70dc8662573fd67573bb6ddc8

Josephson-current signatures of unpaired Floquet Majorana fermions

Phys. Rev. Lett.
Rekha Kumari, Babak Seradjeh, and Arijit Kundu
Accepted 5 September 2024

Abstract

We theoretically study the transport signatures of unpaired Floquet Majorana fermions in the Josephson current of weakly linked, periodically driven topological superconductors. We obtain analytical expressions for the occupation of the Floquet Majorana fermions in the presence of weak coupling to thermal reservoirs, and show that, similar to undriven topological superconductors, for sufficiently low temperatures and large systems the Josephson current involving Floquet Majorana fermions is 4⁢𝜋-periodic in the phase difference across the junction and depends linearly on the coupling between superconductors. Moreover, unlike the static case, the amplitude of the Josephson current can be tuned by setting the unbiased chemical potential of the driven superconductors at multiple harmonics of the drive frequency. As a result, we uncover a for driven superconductors. We confirm our analytical expressions for Josephson current, the occupation of Floquet bands, and a perturbative analysis of the quasienergies with numerically exact results.

Une simulation réalisée par Joseph Schindler de l’Université de Barcelone semble répondre par l’affirmative. Pour rechercher ce qu’il en est, il s’appuya sur les équations de la théorie quantique qui ne donnent pas une description claire des objets et de leurs comportements, mais les présente comme un ensemble flou de possibilités.. Elles ne deviennent définitives que seulement après une « observation » de l’objet. De la même façon, il est impossible de dire ce que faisait l’objet avant d’être observé.

Le théorie quantique semble nous obliger à ne jamais vivre que dans le présent immédiat. Ceci ne correspond en rien à notre expérience du monde.

L’interprétation dites des  mondes multiples , « many worlds interprétation » , élimine le flou en posant que toutes possibilités sont valables, mais que chacune d’elles ne se réalise que dans un monde différent des autres. Notre monde classique peut être l’un de ceux-ci.

Cette idée doit être conjuguée avec celle des « histoires décohérentes » pour qui chaque processus physique peut être décomposé en une séquence d’événements qui arrivent dans des temps définis. Ceci permet aux objets quantiques d’avoir une mémoire précise de leur comportement passé.

Sur cette base, Schindler et son collègue Strasberg élaborèrent un modèle mathématique permettant d’évaluer combien souvent le multivers peut fournir de telles histoires non-ambigues. Le modèle comportait une version simplifiée contenant deux objets quantiques pouvant échanger de la chaleur.

Sur cette base, ils examinèrent comment rendre ces deux objets plus grands, ce jusqu’à plusieurs milliers de particules, augmentant leurs chances d’appartenir à un monde classique. Ils découvrirent que ceci se produisait à chaque fois et rapidement, C’est une bonne nouvelle pour ceux désirant vivre dans un monde classique.

Mais inévitablement le modèle a été contesté comme non pertinent

Voir aussi

Philipp Strasberg, Joseph Schindler https://journals.aps.org/prx/accepted/c6079K14Re414904373c9230e7799ad324ffa474c

Grâce au télescope spatial James Webb de la NASA, des astronomes ont observé une galaxie primitive dite eGS-NDG-9422 présentant un étrange signal lumineux, qui pourrait être produit par le gaz cosmique éclipsant ses étoiles.  Âgée d’environ environ un milliard d’années après le Big Bang, cette galaxie pourrait renseigner sur l’évolution galactique entre les premières étoiles de l’univers et les galaxies plus établies.

Pour le chercheur Alex Cameron, de l’Université d’Oxford, qui a analysé ces données les modèles informatiques de nuages de gaz cosmiques chauffés par des étoiles chaudes et massives, au point que le gaz dépasse l’éclat des étoiles, correspondaient parfaitement aux observations du télescope. L’observation parait anodine mais elle précise comment des étoiles sont apparues dans un univers ne contenant que du gaz (gaz cosmique constitué d’hydrogène à 89 % , de 9 % d’hélium et 2 % d ‘éléments plus lourds (appelés métaux dans le langage astronomique).

Dans l’univers local, les étoiles massives typiques ont des températures comprises entre 40 000 et 50 000 degrés Celsius. Selon l’équipe de chercheurs, la galaxie 9422 contient des étoiles dont la température dépasse 80 000 degrés Celsius. Ceci signifierait que cette galaxie se trouve au milieu d’une phase de formation d’étoiles à l’intérieur d’un nuage de gaz dense qui produit de nombreuses étoiles chaudes et massives. Le nuage de gaz reçoit de grandes quantités de photons de lumière provenant des étoiles, ce qui explique qu’il brille désormais de cette façon

Le gaz nébuleux qui brille plus que les étoiles est intéressant parce qu’il s’agit de quelque chose qui avait été prédit dans les environnements de la première génération d’étoiles de l’univers, que les scientifiques classent comme des étoiles de Population III.

« Nous savons que cette galaxie n’a pas d’étoiles de population III, car les données de Webb montrent une trop grande complexité chimique. Cependant, ses étoiles sont différentes de celles que nous connaissons : les étoiles exotiques de cette galaxie pourraient nous aider à comprendre comment les galaxies sont passées du stade d’étoiles primordiales aux types de galaxies déjà connues».

Depuis la formulation de la théorie de la relativité générale par Einstein, il est admis que la gravité, la plus faible des 4 forces régissant  l’Univers (les autres étant la force forte, la force faible, la force électromagnétique) nécessitait une masse substantielle. Or la masse des galaxies visibles n’était pas jugée suffisante pour permettre à la gravité de s’y exercer.

Autrement dit, ces galaxies n’étaient pas assez lourdes pour attirer vers leur centre les différents astres les composant. D’où la persistance de formes, aussi diverses que gracieuses. Avec une masse suffisantes, les astres composant une galaxie seraient tombées vers leur centre en formant autant de boules compactes. Il serait même possible d’imaginer qu’avec le temps , toutes les galaxies tomberaient les unes sur les autres en formant une sphère gigantesque.

Comme ce n’est pas le cas, la plupart des physiciens ont supposé l’existence d’une matière invisible pour nos instruments, dite matière noire, qui constituerait  environ 24% de la masse de l’Univers. Ce serait elle qui donnerait sa cohésion à l’univers. Mais si cette approche a longtemps dominé la pensée cosmologique, elle pourrait être remise en cause.

Aujourd’hui, Richard Lieu, professeur de physique et d’astronomie à l’Université de l’Alabama à Huntsville propose une théorie qui retient l’ attention https://www.uah.edu/science/departments/physics/faculty-staff/dr-richard-lieu

Selon lui, certaines galaxies pourraient être maintenues cohérentes non pas par de la matière noire, mais par des défauts topologiques formés lors de transitions de phase dans l’univers primitif. Ces structures denses et compactes pourraient exercer une attraction gravitationnelle sans nécessiter de masse.

NB On nomme défaut topologique une configuration souvent stable de matière que certaines théories prédisent avoir été formée lors des transitions de phase de l’univers primitif.

Lorsque l’Univers refroidit, survient une transition de phase du premier état à l’autre de plus basse énergie. Sa valeur est telle que c’est son énergie qui domine l’expansion de l’Univers,

Wikipedia https://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9faut_topologique#:~:text=En%20cosmologie%2C%20un%20d%C3%A9faut%20topologique,phase%20de%20l’univers%20primitif.

Ces défauts topologiques se présenteraient sous diverses formes, notamment des cordes cosmiques Les cordes cosmiques sont des défauts topologiques qui se seraient formés dans l’Univers primordial. Ces cordes interagissent entre elles et forment des boucles. Ces boucles oscillent et perdent de l’énergie en émettant des ondes gravitationnelles.

Une autre forme serait celle de coquilles sphériques. Pour Richard Lieu ces coquilles pourraient être constituées d’une couche intérieure de masse positive et d’une couche extérieure de masse négative, avec une masse totale nulle. Cette configuration engendrerait une force gravitationnelle significative, remettant en question la nécessité de la matière noire.

Le phénomène de courbure gravitationnelle de la lumière, généralement attribué à la présence de masse selon la relativité générale, serait en réalité influencé par ces défauts topologiques. Richard Lieu explique que la lumière traversant ces coquilles subirait une légère déviation vers leur centre, un effet cumulatif simulant la présence de matière noire. Ainsi la matière noire n’existerait pas en tant que telle

Malgré son impact potentiellement révolutionnaire sur le monde de la physique, cette théorie est loin de clore le débat sur la matière noire. Richard Lieu lui-même admet que de plus amples recherches sont nécessaires pour comprendre les mécanismes précis de ces défauts topologiques et leur capacité à influencer la gravité à grande échelle. C’est donc pour le moment une hypothèse mais qui demande encore à être validée.

Référence

UAH researcher shows, for the first time, gravity can exist without mass, mitigating the need for hypothetical dark matter

https://www.uah.edu/science/science-news/18668-uah-researcher-shows-for-the-first-time-gravity-can-exist-without-mass-mitigating-the-need-for-hypothetical-dark-matter

  Eviden , branche du groupe Atos spécialisée dans le calcul avancé, a annoncé un partenariat avec IQM Quantum Computers pour promouvoir l’adoption de l’informatique quantique. Un ordinateur quantique, IQM Spark, a été installé dans l’usine d’Eviden à Angers, permettant aux clients de se familiariser avec la programmation et les applications quantiques. Cet ordinateur offre une haute-fidélité pour les opérations à un ou deux qubits, garantissant des applications fiables et précises. L’installation d’IQM Spark vise à rendre l’informatique quantique plus accessible et à encourager son adoption. Les utilisateurs auront un accès physique complet à la machine ainsi qu’un accès à distance via un cloud privé d’Eviden. Les centres de recherche, universités et acteurs industriels pourront ainsi mieux comprendre les technologies quantiques et expérimenter avec elles.

La communauté R&D d’Eviden et l’équipe de conseil en informatique quantique bénéficieront également de cet accès pour améliorer les applications et l’intégration avec les clusters de calcul haute-performance. L’ordinateur quantique fait partie de l’offre Qaptiva d’Eviden, un environnement complet pour le développement d’applications quantiques. Le Dr Cédric Bourrasset, directeur mondial des activités HPC-IA et informatique quantique chez Eviden, a souligné l’importance de cette installation pour la feuille de route quantique d’Eviden. Le Dr Mikko Välimäki, co-directeur général d’IQM Quantum Computers, a exprimé son enthousiasme pour ce partenariat qui accélérera le déploiement commercial de l’informatique quantique. Sylwia Barthel de Weydenthal, vice-présidente chez IQM Quantum Computers, a ajouté que ce partenariat facilitera les opportunités de formation et d’expérimentation pour les futurs innovateurs quantiques en France.

Voir

IQM Quantum Computers https://www.meetiqm.com/

Eviden https://eviden.com/fr-fr/

Programme qaptiva

IQM Quantum Computers https://mesinfos.fr/38000-grenoble/choose-france-qui-est-cette-start-up-finlandaise-qui-va-investir-a-grenoble-199074.html

https://www.enseignementsup-recherche.gouv.fr/fr/france-2030-point-d-etapes-trois-ans-apres-le-lancement-de-la-strategie-nationale-des-technologies-95121

voir aussi

https://www.meetiqm.com/newsroom/press-releases/iqm-quantum-computers-launches-iqm-spark-for-universities-and-labs

https://www.securities.io/companies-in-quantum-computing/#:~:text=1.,International%20Business%20Machines%20Corporation%20(IBM)IQM Quantum Computers, https://www.meetiqm.com/

Eviden https://eviden.com/fr-fr/

Programme qaptiva

IQM Quantum Computers https://mesinfos.fr/38000-grenoble/choose-france-qui-est-cette-start-up-finlandaise-qui-va-investir-a-grenoble-199074.html

https://www.enseignementsup-recherche.gouv.fr/fr/france-2030-point-d-etapes-trois-ans-apres-le-lancement-de-la-strategie-nationale-des-technologies-95121

https://www.meetiqm.com/newsroom/press-releases/iqm-quantum-computers-launches-iqm-spark-for-universities-and-labs

https://www.securities.io/companies-in-quantum-computing/#:~:text=1.,International%20Business%20Machines%20Corporation%20(IBM)

https://fr.wikipedia.org/wiki/Ordinateur_quantique#:~:text=Le%20nombre%20d’environ%2050,pour%20simuler%20son%20%C3%A9quivalent%20quantique.

Une paire de jets astrophysiques jaillissant d’un trou noir lointain vient d’être observée par des astronomes de l’université de Hertfordshire (UK). Cet ensemble que ses découvreurs ont nommé Porphyrion s’étend sur une longueur de 220 fois la Voie Lactée. Il provient d’un trou noir situé dans une galaxie lointaine, à une distance de 6,3 milliards d’année-lumière de la Terre. Ceci veut dire que la lumière qui nous parvient aujourd’hui avait commencé son voyage dans un univers qui n’avait que la moitié de son âge actuel.

Ce jet a été observé, de même que de nombreux autres analogues, en utilisant le LOFAR. Il s’agit d’un interféromètre constitué de plus de 50 000 antennes en Europe réparties en 52 stations » https://fr.wikipedia.org/wiki/LOFAR

Pour produire ce jet, le trou noir en question avait du engloutir le poids de matière correspondant à celui de notre soleil pendant 1 milliard d’années. Pendant que la matière tombait dans le trou noir, une partie en était tordue et accélérée par le champ magnétique du trou noir, puis rejetée dans l’espace sous la forme d’un jet.

Selon les chercheurs, il reste difficile aujourd’hui de comprendre comment de tels systèmes se forment et persistent. Les ordinateurs actuels n’ont pas la puissance nécessaire pour en permettre la simulation. Le futur ordinateur quantique en sera-t-il capable?

Nous lisons dans Wikipedia

Un jet astrophysique (ci-après « jet ») est un phénomène très souvent observé en astronomie, lorsque des nuages de matière se forment le long de l’axe de rotation d’un objet compact. Alors que les jets sont toujours le sujet de recherches en cours pour comprendre leur formation et leur fonctionnement, les deux hypothèses les plus probables de leur origine sont les interactions dynamiques à l’intérieur d’un disque d’accrétion, ou un procédé en lien avec un objet central très dense (tel qu’un trou noir ou une étoile à neutrons). Lorsque la matière est éjectée à une vitesse proche de la vitesse de la lumière, ces objets sont appelés « jets relativistes », à cause des effets importants de la relativité restreinte. Les plus grands jets sont ceux qui proviennent des trous noirs dans les galaxies actives telles que les quasars ou les radiogalaxies. D’autres systèmes peuvent également abriter des jets tels que les étoiles variables cataclysmiques, les binaires X et les étoiles variables de type T Tauri. Les objets de Herbig-Haro sont générés par les interactions des jets dans le milieu interstellaire. Les jets bipolaires ou jets peuvent aussi être liés aux proto-étoiles (jeunes étoiles en formation)1, ou aux étoiles évoluées appelées protonébuleuses planétaires (souvent sous la forme de nébuleuses bipolaires).

Référence
nature  Published: 18 September 2024

Black hole jets on the scale of the cosmic web

• Martijn S. S. L. Oei, 
• Nature volume633, pages 537–541 (2024)

Abstract

When sustained for megayears (refs. 1,2), high-power jets from supermassive black holes (SMBHs) become the largest galaxy-made structures in the Universe3. By pumping electrons, atomic nuclei and magnetic fields into the intergalactic medium (IGM), these energetic flows affect the distribution of matter and magnetism in the cosmic web4,5,6 and could have a sweeping cosmological influence if they reached far at early epochs. For the past 50 years, the known size range of black hole jet pairs ended at 4.6–5.0 Mpc (refs. 7,8,9), or 20–30% of a cosmic void radius in the Local Universe10. An observational lack of longer jets, as well as theoretical results11, thus suggested a growth limit at about 5 Mpc (ref. 12). Here we report observations of a radio structure spanning about 7 Mpc, or roughly 66% of a coeval cosmic void radius, apparently generated by a black hole between  and 6.3 Gyr after the Big Bang. The structure consists of a northern lobe, a northern jet, a core, a southern jet with an inner hotspot and a southern outer hotspot with a backflow. This system demonstrates that jets can avoid destruction by magnetohydrodynamical instabilities over cosmological distances, even at epochs when the Universe was 7 to  times denser than it is today. How jets can retain such long-lived coherence is unknown at present.

Selon une étude récente, l’être humain n’a pas découvert de traces de vies extraterrestres intelligentes pour une bonne raison : ces dernières auraient d’ores et déjà disparu. Une théorie qui s’ajoute aux nombreuses hypothèses qui tentent d’expliquer le « paradoxe de Fermi ».

A l’été 1950, le physicien Enrico Fermi déjeune avec quelques-uns de ses collègues dans la cafétéria du laboratoire national de Los Alamos. Il s’interroge  : « S’il y avait des civilisations extraterrestres, leurs représentants devraient être déjà chez nous. Où sont-ils donc ?« . 70 ans plus tard,  ce qui est dorénavant connu comme le « paradoxe de Fermi » ne connaît toujours pas de réponse .

Partant du principe que la vie extraterrestre existe, les théories échafaudées pour tenter de répondre à cette interrogation sont nombreuses: quand auraient pu apparaître des extraterrestres ? Et comment les détecter dans notre galaxie ?

La dernière étude scientifique en date dont nous donnons ci-dessous les références et l’abstract, publiée par des scientifiques du Nasa Jet Propulsion Laboratory et du California Institut of Technology en décembre 2020, estime ainsi qu’au sein de notre propre galaxie, la Voie lactée, d’autres civilisations extraterrestres ont pu exister, avant de disparaître. Les extraterrestres seraient déjà morts. Mais plusieurs hypothèses suggèrent d’autres explications. En voici quelques-unes.

La Terre serait arrivée tardivement dans notre galaxie.

En matière de recherches de communications extraterrestres, les projets SETI et Breakthrough Initiatives sont les deux principaux programmes qui cherchent à capter des ondes radios provenant des confins de l’univers. Cependant les chances de capter le bon signal, au bon moment, restent extrêmement faibles. « Ce n’est pas un grand silence et puis tout à coup un signal », comme le rappelait François Forget, planétologue, directeur de recherche CNRS au Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD) de l’Institut Pierre Simon Laplace, dans La Méthode scientifique :

« La grande difficulté, vous l’aurez compris, c’est que ce soit la ionosphère de la Terre, que ce soient les satellites qui sont au-dessus, et derrière les différents corps, comme les étoiles, mais même des objets lointains en arrière-plan qui peuvent être très énergétiques tels que les pulsars, les quasars… Tout cela peut être source de bruit.

Du signal il y en a tout le temps, la grande difficulté d’un projet comme SETI, c’est de faire la différence entre un signal intelligent et non intelligent… Ce qui est quasiment sûr, c’est qu’il y a de bonnes chances que si un jour, on détecte un signal, il aura une grande ambiguïté. À moins que le signal soit absolument évident d’un coup, mais c’est peu probable.

Et cette interrogation-là va aussi porter aller sur l’autre type d’exploration qu’on fait, c’est-à-dire lorsque l’on observe non pas des signaux intelligents, mais ce qu’on appelle des bio-signatures, c’est-à-dire les signatures chimiques. En utilisant essentiellement la spectroscopie, on analyse les différents photons qui arrivent et, par exemple, on essaye de voir si il y a de la chlorophylle à la surface d’une planète ou plus simplement, s’il y a de l’oxygène ou de l’ozone dans l’atmosphère. […]. Alors, si on en trouve, on se posera des questions. À chaque fois, ce seront des indices, puis un débat dans la communauté. Il n’y aura jamais une grande annonce claire et solennelle par le président de tel ou tel pays.

En plus des traditionnelles conditions propices ou non à la vie, les scientifiques ont cette fois ajouté d’autres paramètres à l’équation. Parmi ceux-ci, l’exposition aux radiations, un arrêt de l’évolution, mais surtout le risque, pour une vie intelligente, de s’auto-détruire. Les sociétés extraterrestres pourraient bien, au même titre que les humains actuellement, se mettre en danger. La guerre, des progrès technologiques mal maîtrisés, ou même des changements climatiques auraient pu détruire d’autres formes de vie intelligentes.:

Depuis les équations de Frank Drake, les scientifiques ont cependant beaucoup appris de notre univers : les premières exoplanètes ont été observées et on saisit mieux le principe de zone habitable, où l’on estime que la vie peut apparaître. Avec ces nouvelles données, les chercheurs ont estimé que la vie intelligente pouvait commencer à se développer environ 8 milliards d’années après la formation de notre galaxie, à condition d’être éloignée d’environ 13 000 années lumières du centre de la Voie lactée. La vie sur Terre est quant à elle apparue il y a 4 milliards d’années, et se situe à une distance de 25 000 années lumières de son centre : l’espèce humaine étant vieille d’un peu moins de 3 millions d’années, nous serions donc arrivés sur le tard.

Bien qu’au­cune preuve ne permette de conclure que toute vie intel­li­gente est desti­née à s’auto-détruire, nous ne pouvons pas exclure a priori la possi­bi­lité de l’auto-destruc­tion. Dès 1961, le physi­cien Hoer­ner suggé­rait que le progrès scien­ti­fique et tech­no­lo­gique condui­rait inévi­ta­ble­ment à la destruc­tion totale et à la dégé­né­ra­tion biolo­gique, tout comme le pensaient Sagan et Shklovs­kii (1966) ».

D’après les chercheurs, les potentielles civilisations extraterrestres seraient ainsi trop jeunes pour être en mesure d’être détectées : « Nos résultats peuvent impliquer que la vie intelligente pourrait être courante dans la galaxie mais qu’elle est encore jeune, ce qui confirme l’aspect optimiste d’une recherche d’intelligence extraterrestre. Nos résultats suggèrent également que l’emplacement de la Terre n’est pas dans la région où le plus de formes de vie intelligentes sont établies, et les pratiques de recherche de vie intelligente extraterrestre devraient s’intéresser à notre galaxie intérieure, de préférence dans l’anneau de 4 kiloparsecs (ou 13046 années lumières du centre de la galaxie ».

Certaines théories semblent plus proches de la science-fiction et raviront certainement les amateurs d’Ovnis extraterrestres. Elles stipulent que la Terre serait, basiquement, un sujet d’observation pour les extraterrestres.

La première d’entre elles est la théorie du zoo, avancée en 1973 par l’astronome américain John A. Ball. Partant du principe qu’il existe de nombreuses civilisations extraterrestres très avancées, il a estimé que ces dernières ne voulaient tout simplement par entrer en contact avec l’espèce humaine, ou bien pour ne pas exercer d’influence extérieure sur son évolution, ou bien parce qu’elle n’en est peut-être pas encore digne. La Terre serait ainsi une sorte de « réserve naturelle » pour être humains, comme l’avait suggéré l’écrivain de science-fiction Isaac Asimov dans son essai Our Lonely Planet, en 1958._._

Si cette théorie plait aux amateurs de science-fiction, elle est en revanche très critiquée par la communauté scientifique. Et pour cause, rien ne permet, sur le plan scientifique, de la valider : non seulement rien ne justifie que la Terre n’ait pas été colonisée par des espèces extraterrestres, mais rien n’explique non plus l’absence de détections de signaux radios provenant de civilisations extraterrestres.

Et si l’on cherchait des extraterrestres en regardait au mauvais endroit ?

Des robots

Les extraterrestres, suggère le scientifique et professeur d’astronomie Marin Rees, pourraient être non pas des créatures organiques, mais des robots. A l’en croire, des extraterrestres intelligents auraient pu évoluer vers des formes de vie dépendant non plus du carbone, mais du silicone. « La vie loin de la Terre a probablement déjà effectué cette transition ,La vie sur une planète autour d’une étoile bien plus vieille que le Soleil pourrait avoir débuté plus d’un milliard d’années avant la notre, ou davantage encore. Par conséquent, elle pourrait avoir déjà en grande partie évoluée vers une intelligence artificielle dominante » :

Même si la recherche réussissait à détecter un signal extraterrestre, il serait toujours à mon avis improbable que le ‘signal’ soit un message décodable. Cela représenterait plus probablement un sous-produit (ou même un dysfonctionnement) d’une machine super-complexe bien au-delà de notre compréhension, dont il faudrait retracer la lignée jusqu’à des êtres organiques extraterrestres. […] Même si l’intelligence était répandue dans le cosmos, nous n’en reconnaîtrions qu’une infime partie. Certains ‘cerveaux’ peuvent envelopper la réalité d’une façon qui est inconcevable à nos yeux. […] Mais les auteurs de science-fiction nous rappellent qu’il existe des alternatives plus exotiques. En particulier, l’habitude de se référer à des extraterrestres comme à une ‘civilisation extraterrestre’ peut être trop restrictive. Une ‘civilisation’ implique une société d’individus… À l’inverse, les extraterrestres pourraient être une seule intelligence intégrée. Même si des signaux étaient transmis, nous ne pourrions pas les reconnaître comme artificiels parce que nous ne saurions peut-être pas comment les décoder. »

Finalement, le fait de ne toujours pas avoir détecté de signal radio d’origine extraterrestre rappelle surtout l’immensité de l’univers et la difficulté de capter une communication. En matière de recherches de communications extraterrestres, les projets SETI et Breakthrough Initiatives sont les deux principaux programmes qui cherchent à capter des ondes radios provenant des confins de l’univers.

Cependant les chances de capter le bon signal, au bon moment, restent extrêmement faibles. « Ce n’est pas un grand silence et puis tout à coup un signal », comme le rappelait François Forget, planétologue, directeur de recherche CNRS au Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD) de l’Institut Pierre Simon Laplace, dans La Méthode scientifique :

« La grande difficulté, vous l’aurez compris, c’est que ce soit la ionosphère de la Terre, que ce soient les satellites qui sont au-dessus, et derrière les différents corps, comme les étoiles, mais même des objets lointains en arrière-plan très énergétiques tels que les pulsars, les quasars… qui peuvent être source de bruit. Du signal il y en a tout le temps, la grande difficulté d’un projet comme SETI, c’est de faire la différence entre un signal intelligent et pas intelligent… Ce qui est quasiment sûr, c’est qu’il y a de bonnes chances que si un jour, on détecte un signal, il aura une grande ambiguïté. À moins que le signal soit absolument évident du premier ‘un coup, mais c’est peu probable.

Et cette interrogation-là va aussi concerner l’autre type d’exploration que l’on fait, c’est-à-dire lorsque l’on observe non pas des signaux intelligents, mais ce qu’on appelle des bio-signatures, c’est-à-dire les signatures chimiques. En utilisant essentiellement la spectroscopie, on analyse les différents photons qui arrivent et, par exemple, on essaye de voir si il y a de la chlorophylle à la surface d’une planète ou plus simplement, s’il y a de l’oxygène ou de l’ozone dans l’atmosphère. […]. Alors, si on en trouve, on se posera des questions. À chaque fois, ce seront des indices, puis un débat dans la communauté. Il n’y aura jamais une grande annonce claire et solennelle par le président de tel ou tel pays.

Mais en plus des traditionnelles conditions propices ou non à la vie, les scientifiques ont cette fois ajouté d’autres paramètres à l’équation. Parmi ceux-ci, l’exposition aux radiations, un arrêt de l’évolution, mais surtout le risque, pour une vie intelligente, de s’auto-détruire. Les sociétés extraterrestres pourraient bien, au même titre que les humains actuellement, se mettre en danger. La guerre, des progrès technologiques mal maîtrisés, ou même des changements climatiques auraient pu détruire d’autres formes de vie intelligentes :

Depuis les équations de Frank Drake, les scientifiques ont cependant énormément appris de notre univers : les premières exoplanètes ont été observées et on saisit mieux le principe de zone habitable, où on estime que la vie peut apparaître. Avec ces nouvelles données, les chercheurs ont estimé que la vie intelligente pouvait commencer à se développer environ 8 milliards d’années après la formation de notre galaxie, à condition d’être éloignée d’environ 13 000 années lumières du centre de la Voie lactée. La vie sur Terre est quant à elle apparue il y a 4 milliards d’années, et se situe à une distance de 25 000 années lumières de son centre : l’espèce humaine étant vieille d’un peu moins de 3 millions d’années, nous serions donc arrivés sur le tard.

D’après les chercheurs, les potentielles civilisations extraterrestres seraient ainsi trop jeunes pour être en mesure d’être détectées : « Nos résultats peuvent impliquer que la vie intelligente pourrait être courante dans la galaxie mais qu’elle est encore jeune, ce qui confirme l’aspect optimiste d’une recherche d’intelligence extraterrestre. Nos résultats suggèrent également que l’emplacement de la Terre n’est pas dans la région où le plus de formes de vie intelligentes sont établies, et les pratiques de recherche de vie intelligente extraterrestre devraient s’intéresser à notre galaxie intérieure, de préférence dans l’anneau de 4 kiloparsecs (ou 13046 années lumières du centre de la galaxie ».

Référence

A Statistical Estimation of the Occurrence of Extraterrestrial Intelligence in the Milky Way Galaxy

Xiang Cai, Jonathan H. Jiang, Kristen A. Fahy, Yuk L. Yung

In the field of Astrobiology, the precise location, prevalence and age of potential extraterrestrial intelligence (ETI) have not been explicitly explored. Here, we address these inquiries using an empirical galactic simulation model to analyze the spatial-temporal variations and the prevalence of potential ETI within the Galaxy. This model estimates the occurrence of ETI, providing guidance on where to look for intelligent life in the Search for ETI (SETI) with a set of criteria, including well-established astrophysical properties of the Milky Way. Further, typically overlooked factors such as the process of abiogenesis, different evolutionary timescales and potential self-annihilation are incorporated to explore the growth propensity of ETI. We examine three major parameters: 1) the likelihood rate of abiogenesis ({\lambda}A); 2) evolutionary timescales (Tevo); and 3) probability of self-annihilation of complex life (Pann). We found Pann to be the most influential parameter determining the quantity and age of galactic intelligent life. Our model simulation also identified a peak location for ETI at an annular region approximately 4 kpc from the Galactic center around 8 billion years (Gyrs), with complex life decreasing temporally and spatially from the peak point, asserting a high likelihood of intelligent life in the galactic inner disk. The simulated age distributions also suggest that most of the intelligent life in our galaxy are young, thus making observation or detection difficult.

Subjects:	Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA)
Cite as:	arXiv:2012.07902 [astro-ph.GA]
	(or arXiv:2012.07902v2 [astro-ph.GA] for this version)
	https://doi.org/10.48550/arXiv.2012.07902
Journal reference:	Galaxies, Volume 9, Issue 1, 2021
Related DOI:	https://doi.org/10.3390/galaxies9010005

Une explosion cosmique d’une violence exceptionnelle a été observée par des astronomes utilisant le réseau ATLAS de télescopes robotisés reliant Hawaï, le Chili et l’Afrique du Sud. Elle émergeait d’une galaxie dite « rouge »https://english.cas.cn/newsroom/archive/news_archive/nu2011/201502/t20150215_140153.shtml.

Elle a été vite reconnue comme un phénomène jamais observé auparavant, alors que les astronomes responsable de cette découverte observent des centaines voire des milliers de galaxies par an.

Le phénomène, qui a été nommé AT2022aedm, était 100 fois plus lumineux que la plupart des supernova. Il a disparu après son pic d’intensité beaucoup plus vite que celles-ci, qui persistent pendant des mois. Ceci signifie qu’il a émis autant d’énergie que le soleil ne le fera pendant les 10 milliards d’années de sa vie

Les supernova les plus courantes sont dites par effondrement du cœur. Quant une étoile ayant au moins 8 fois la masse de notre soleil a consommé tout son carburant, elle n’ a plus d’énergie pour combattre la gravité et retombe sur elle même puis ultérieurement disparaît. Elle laisse à sa place un trou noir ou une étoile à neutron. Mais AT2022aedm n’avait pas un cœur de masse suffisante pour qu’il puisse s’effondrer.

Des supernova dites de Type 1a peuvent se produire lorsque l’étoile dispose d’une étoile compagne ou companion star. Si elle s’effondre et n’a pas la masse suffisante pour créer une supernova, ses débris peuvent créer une « étoile à neutron » ou un trou noir. Mais ce phénomène généré une radiation uniforme qui peut durer très longtemps et qui est appelé standard candle et peut servir à mesurer les distances cosmiques.

Mais AT2022aedm ne ressemble à rien de tout cela. Son origine demeure inconnue

Voir

https://www.space.com/1st-of-its-kind-explosion-luminous-fast-cooler-black-hole-star-destroyer

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/acf0ba/meta

La vie aurait pu apparaître dans l’Univers beaucoup plus tôt et dans beaucoup plus de planètes qu’estimé aujourd’hui.

Des recherches antérieures sur la formation des éléments dans l’Univers primitif suggéraient que le carbone, un élément essentiel pour la vie telle que nous la connaissons, n’avait commencé à se former en grande quantité qu’environ un milliard d’années après le Big Bang. Cette hypothèse était basée sur plusieurs observations et modèles théoriques de l’évolution stellaire et de la nucléosynthèse.

Après le Big Bang, l’Univers était principalement composé d’hydrogène, d’hélium et de traces de lithium. Les éléments plus lourds, connus sous le nom de métaux en astronomie, ont été créés dans les intérieurs brûlants des premières étoiles. Ces dernières, appelées étoiles de Population III, étaient très massives et de courte durée de vie.

On pensait jusqu’à présent que ces étoiles massives produisaient principalement de l’oxygène et d’autres éléments lourds, mais peu de carbone. Les modèles standards laissaint penser en effet que cet élément ne se formerait en quantités significatives que dans les générations d’étoiles suivantes (Population II) qui sont moins massives et ont des processus de fusion nucléaire différents.

Selon ces modèles, il aurait fallu plusieurs cycles de formation et de destruction d’étoiles pour enrichir l’Univers en carbone. Pour ces raisons, les grandes quantités de carbone nécessaires à la formation de planètes rocheuses favoravles à la vie étaient donc supposées être apparue très tardivement après le Big Bang,

Or de récentes observations montrent que le carbone s’est formé dans l’univers beaucoup plus tôt que prévu. Selon les chercheurs, le carbone pourrait même être l’élément plus ancien apparu dans l’univers.

Le télescope spatial James Webb

Pour faire cette hypothèse, les astronomes ont utilisé le spectrographe proche de l’infrarouge du télescope James Webb dans le but d’observer une ancienne galaxie connue sous le nom de GS-z12. En décomposant la lumière de cette galaxie en un spectre de couleurs, les chercheurs ont ainsi pu lire l’empreinte chimique de cet objet primitif apparu seulement 350 millions d’années après le Big Bang. Ils ont alors trouvé un mélange de traces d’oxygène et de néon avec un fort signal de carbone.

La manière dont ce carbone a pu se former si tôt dans l’Univers reste incertaine. Certains suggèrent que cela pu être dû à l’effondrement d’étoiles disposant de moins d’énergie qu’on ne le pensait initialement. Dans ce cas, le carbone aurait pu se former dans les couches extérieures de ces étoiles et s’échapper dans l’Univers primitif au lieu d’être aspiré dans les trous noirs résultant de l’effondrement de ces étoiles.

La détection de carbone si précocement a néanmoins des implications majeures pour la recherche de la vie extraterrestre. En effet, étant donné que le carbone est considéré comme fondamental pour la vie telle que nous la connaissons, il n’est donc pas impossible que la vie soit apparu et ait évolué dans l’Univers. beaucoup plus tôt qu’il ne le semblait jusqu’à présent

Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives sur la formation des éléments et la rapidité avec laquelle les conditions propices à la vie ont pu émerger dans l’Univers. Elle remet en question nos modèles actuels de nucléosynthèse stellaire et soulève des interrogations sur l’évolution chimique de l’Univers primitif.

De plus l’observation de carbone dans une galaxie aussi jeune que GS-z12 montre que les ingrédients nécessaires à la vie ont peut-être été présents beaucoup plus tôt que nous ne le pensions, suggérant ainsi que l’apparition de la vie extraterrestre dans l’Univers, pourrait également avoir commencé très tôt.

D’après https://sciencepost.fr/james-webb-fait-decouverte-carbone-univers-primitif/

Référence

JADES: Carbon enrichment 350 Myr after the Big Bang in a gas-rich galaxy

[Submitted on 16 Nov 2023]

Abstract

Finding the emergence of the first generation of metals in the early Universe, and identifying their origin, are some of the most important goals of modern astrophysics. We present deep JWST/NIRSpec spectroscopy of GS-z12, a galaxy at z=12.5, in which we report the detection of C III]λλ1907,1909 nebular emission. This is the most distant detection of a metal transition and the most distant redshift determination via emission lines. In addition, we report tentative detections of [O II]λλ3726,3729 and [Ne III]λ3869, and possibly O III]λλ1661,1666. By using the accurate redshift from C III], we can model the Lyα drop to reliably measure an absorbing column density of hydrogen of NHI≈1022 cm−2 – too high for an IGM origin and implying abundant ISM in GS-z12 or CGM around it. We infer a lower limit for the neutral gas mass of about 107 MSun which, compared with a stellar mass of ≈4×107 MSun inferred from the continuum fitting, implies a gas fraction higher than about 0.1-0.5. We derive a solar or even super-solar carbon-to-oxygen ratio, tentatively [C/O]>0.15. This is higher than the C/O measured in galaxies discovered by JWST at z=6-9, and higher than the C/O arising from Type-II supernovae enrichment, while AGB stars cannot contribute to carbon enrichment at these early epochs and low metallicities. Such a high C/O in a galaxy observed 350 Myr after the Big Bang may be explained by the yields of extremely metal poor stars, and may even be the heritage of the first generation of supernovae from Population III progenitors.

Cite as:	arXiv:2311.09908
	(or arXiv:2311.09908v1
	Francesco D’Eugenio others authors Focus to learn more
Journal reference:	A&A 689, A152 (2024)
Related DOI:	https://doi.org/10.1051/0004-6361/202348636 Focus to learn more