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Les étoiles à neutrons peuvent avoir un impact retentissant dans l’univers. Des scientifiques ont annoncé il y a quelques années la première détection d’ondes gravitationnelles créées par le choc de deux étoiles à neutrons fusionnant l’une contre l’autre.

QU’EST-CE QU’UNE ÉTOILE À NEUTRONS ?

Les étoiles à neutrons sont des vestiges d’étoiles qui ont atteint la fin de leur voyage à travers l’espace et le temps.

Ces objets célestes sont issus d’étoiles autrefois très grosses qui ont atcquise à huit fois la taille de notre soleil avant d’exploser en supernovas. Après une telle explosion, les couches extérieures de l’étoile sont projetées dans l’espace mais le noyau demeure, sans toutefois produire de fusion nucléaire.

Sans la pression extérieure de la fusion pour contrebalancer l’attraction de la gravité vers l’intérieur, l’étoile se condense et s’effondre sur elle-même.

Malgré leur petit diamètre (environ 20 kilomètres), les étoiles à neutrons ont une masse près de 1,5 fois supérieure à celle de notre soleil et sont donc incroyablement denses. L’équivalent d’un simple morceau de sucre de matière d’étoile à neutrons pèserait environ cent millions de tonnes sur Terre.

La densité hors norme d’une étoile à neutrons provoque la combinaison des protons et des électrons en neutrons – le processus qui donne leur nom à ces étoiles. La composition de leur noyau est inconnue, mais il pourrait être constitué d’un superfluide de neutrons ou d’un état de matière inconnu.

Les étoiles à neutrons exercent une attraction gravitationnelle extrêmement forte, bien supérieure à celle de la Terre. Une force d’attraction particulièrement impressionnante si on la rapporte à la petite taille de ces étoiles.

Lorsqu’elles se forment, les étoiles à neutrons tournent dans l’espace. Au fur et à mesure qu’elles se compriment et se rétrécissent, cette rotation s’accélère en raison de la conservation du moment cinétique – le même principe qui fait qu’une patineuse en rotation accélère lorsqu’elle étend ses bras.

LUMIÈRE PULSÉE

Ces étoiles ralentissent progressivement au fil des éons, mais les corps qui tournent encore rapidement peuvent émettre un rayonnement qui, depuis la Terre, semble clignoter, comme le faisceau lumineux d’un phare guidant les bateaux jusqu’au port. Cette apparente « pulsation » donne à certaines étoiles à neutrons le nom de pulsars.

Après avoir tourné pendant plusieurs millions d’années, les pulsars se vident de leur énergie et deviennent des étoiles à neutrons normales. Parmi les étoiles à neutrons connues, peu sont des pulsars. On ne connaît qu’un millier de pulsars, mais il pourrait y avoir des centaines de millions d’anciennes étoiles à neutrons dans la galaxie.

Les pressions stupéfiantes qui existent au cœur des étoiles à neutrons peuvent être similaires à celles qui existaient au moment du big bang, mais ces états ne peuvent être simulés sur Terre.

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.

Il s’a git de l’énergie du vide spatial qui donne sa force à l’expansion cosmique. La comprendre permettrait de résoudre un problème important en physique fondamentale.

L’ univers est en expansion. De plus celle-ci s’ accélère. La distance entre les galaxies ne cesse de croitre. On admet généralement en physique quantique que cette expansion serait le résultat des chocs entre particules virtuelles émergeant du vide avant d’y redisparaitre.

Celles-ci ne seraient pas des particules proprement dites, mais selon la théorie quantique des champs, des champs quantiques agissant sur les particules de l’univers.

En physique, on parle régulièrement de champs : champ magnétique, champ électrique, champ gravitationnel. Il s’agit d’une approche pour construire des modèles décrivant l’évolution des particules, en particulier leur apparition ou disparition lors des processus d’interaction entre particules.

De plus en physique quantique on emploie le terme de « champs quantique » pour construire des modèles décrivant l’évolution des particules, en particulier leur apparition ou disparition lors des processus d’interaction entre particules . On peut visualiser l’expression mathématique de ces champs lors d’expériences de laboratoire.

Un problème survient du fait que dans l’univers réel la densité de l’énergie ainsi dissipée serait considérable . Ainsi une tasse à café de vide spatial pourrait faire exploser toutes les planètes de l’univers observable.

Comme ce n’est pas le cas, selon la théorie quantique des champs, il faut rechercher une autre définition pour qualifier l’énergie du vide. Mais que pourrait être celle-ci ? Le problème commence alors.? Basée sur notre compréhension de la quantum field theory cette énergie devrait être énorme, capable de volatiliser toutes les planètes de l’univers observable sous l’effet de la force de gravité.

Selon les observations des meilleurs télescopes l’énergie du vide serait des centaines de fois plus faible que celle prévue par les modèles actuels et encore plus faible que elles prévues par la thérien des champs quantiques.

Ceci ne pourrait s’expliquer que par des erreurs dans la théorie, voire dans les lois de la gravité dues à Albert Einstein. Mais celles-ci avaient été utilisées des centaines de fois sans faire apparaitre de telles erreurs. Il n’est donc pas exclu qu’à l’avenir de nouvelles hypothèses théoriques soient formulées.

Pour s’en rendre compte il faut imaginer une personne avec la taille d’un proton, divisée par 8 ? Elle aurait alors 10^-120 sa taille originale. Cette taille serait plus petite que la longueur de Planck La longueur de Planck ou échelle de Planck est une unité de longueur qui fait partie du système d’unités naturelles dites unités de Planck et vaut 10^-35 mètres.

Dans la nature de telles longueurs n’ont pas de sens. Elles en trouvent dans la meilleure théorie de l’univers à ce jour, la quantum field theory ou Théorie quantique des champs

https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_field_theory

Plus spécifiquement elles trouvent un sens à propos de l ‘énergie du vide ; l’énergie du vide spatial qui donne sa force à l’expansion cosmique. La comprendre permettrait de résoudre un problème en physique fondamentale.

L’ univers est en expansion. De plus celle-ci s’ acccélère. La distance entre les galaxies ne cesse de croitre. On admet généralement que cette expansion serait le résultat des chocs entre particules virtuelles émergeant du vide avant d’y redisparaitre.

Celles ci ne seraient pas des particules proprement dites, mais des champs quantiques agissanr sur les particules de l’univers. On peut les visualiser dans des expériences de laboratoire.

Un problème survient du fait que dans l’univers la densité de l énergie ainsi dissipée serait considérable . Une tasse à café de vide spatial pourrait faire exploser toutee les planètes de l’univers observable des milliards de fois. Comme ce n’est pas le cas, selon la théorie quantique des champs, il faut recherché une autre définition pour lénergie du vide ‘nergir du vide

Un nombre croissant de physiciens commencent à se demander si l’univers n’est pas constitué d’un ensemble d’objets quantiques liés par l’intrication. Ainsi une simple chaise pourrait être vue comme un ensemble d’atomes, chaque atomes contenant des particules subatomique appelées protons, neutrons et électrons ? Les protons et les neutrons apparaîtraient comme composés de quarks.

Analyser la chaise en ces termes relève du réductionisme. Aussi dorénavant ne faudrait-il ps procéder autremente. Autrement dit il faudrait regarder non au plus profond des objets mais de plus en plus loin au delà des objets , y compriiis jusqu’aux fondements de l’espace et du temps, éléments d’une totalité quantique unifiée qui serait le cosmos dans son ensemble.. Procéder ainsi devrit permettre d’élucider la plupard des questions que pose auourd’hui la physique.

Dans les années 1930, quanda Enrico Fermi étudiait la radioactivité, il présenta un modèle de désintégration dit bêta-minus, montran ‘éjection d’un électron du noyau et la transformation spécifique d’un neutron.

NB. La désintégration bêta est un processus de désintégration nucléaire dans lequel un noyau instable se transforme et éjecte des particules pour devenir plus stable.

Des décades plus tard, les physiciens découvrirent une particule intermédaiire dit W boson, sans réaliser qu’il s’agissait d’une couche plus profonde d’e d’interactions se produisant à une échelle plus petite

L’EFT

Ceci est devenu un premier exemple de ce que l’on apelle désormais   l’ effective field theory (EFT) Il s’agit d’une formule mathématique permettant de diviser la réalitté en entités d’une taille différente et de les analyser séparément.

Cette façon de faire a été nommée processus des poupées russes, Matryoshka dolls, poupées dont on peut comprendre l’extérieur sans rien connaître de ce qu’il y a à l’intérieur.

Quand des phyqiciens veulent dédrire un processus qui illusttre cette idée, ils parlent d’EFT. Au cœur de l’EFT se trouve le concept qu’à chque taille d’univers correspondent des énergies différents, les parties de l’univers les plus grandes étant associées avrc les plus hautes énergies, et réciproquement.

Ainsi l’accélérateur de particues connu sous le nom Large Hadron Collider (LHC) ne disposait pas initialement pas d’une énergie suffisante pour faire apparaître le W boson.

Les hypothèses de Fermi s’appliquent bien dans le cas de la physique nucléaire , Elles conduisirent à la théorie plus fondamentale du Standard model of particle physics, notre meilleure description à se jour de la matière et de la façon dont elle opère. Cependant l’on sait que le modèle standard des particules ne peut rendre compte de la matière noire ni de la gravité, non plus que des encore énigmatiques neutrinos.

adapté de NewScientistst

La causalité inversée (ou rétrocausalité) est une hypothèse discutée en philosophie, en particulier depuis les années 1950, et en physique (en particulier à l’échelle quantique et avec les spéculations, dans les années 1960 et 70, concernant les tachyons, des particules qui se déplaceraient à une vitesse supérieure à celle de la lumière

La causalité inversée contredit notre compréhentiosn de la cause et de l’effet. Elle signifie que dans le domaine quantique, les états futurs d’une particule quantique peuvennt influencer ses états passés. sans conduire aux paradoxes qu’implique la compréension traditionelle du voage dans le temps.

Quand le physicien Seth Lloyd du Massachusetts Institute of Technology publia pour la premiere fois ses hypothèses concernant l’inversion du temps impliqée par la rétrocausalité, il n’en avait pas considéré toutes les conséquences, notamment les nombreux messages de lecteurs demandant son aide pour revenir au passé. Il leur répondait qu’il ne parlait pas de personnes physiques mais de particule, et qu’il s’agissait du domaine quantique.

Dans ce cas, l’on parlerait de messages prenant la forme quantique, donc ne tenant pas compte de l’espace et du temps traditionnels qui sont au cœur de la physique conventionnelle classiquethéorie de la relativité d’Albert Einstein.

En physique, les time loops ou boucles temporelles sont connues sous le terme de closed time-like curves (CTCs). Courbe fermée de type temps Dans une variété lorentzienne de la géométrie différentielle, on appelle courbe fermée de genre temps, courbe de genre temps fermée ou courbe temporelle fermée la ligne d’univers d’une particule matérielle enfermée dans l’espace-temps, c’est-à-dire capable de retourner au même point et à son même instant de départ.

Ce terme apparut dans la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein. Celle-ci expliquait que l’espace-temps pouvait faire des boucles, permettant éventuellement de retourner dans le passé. Mais pour cela il fallait disposer d’une masse d »un poids considérable tournant extrémement vite sur elle-même. Cette masse pourrait être un trou noir qu’il ne serait pas possible de simuler en laboratoire. Tout au plus serait-il possible d’en réalisée un modèle mathématique

Il a été nommé quantum CTC mais il n’est pas capable de décrire la réalit sous tous ses aspects. Rappelons que pour la relativité l’espace et le temps s’unissent dans l’espace temps;le temps est donc variable. Pour la mécanique quantique, le temps est comme une horloge qui varie toujoutrs dans le même sens. Par conséquant la cause y précède toujours l’effet.

Cependant une apprtoche dite retrocausalité s’est imposée du fait de ce que la mécanique qhantuique appelle entanglement  ou en francais intrication L’intrication quantique est une caractéristique de la physique quantique – la théorie de l’infiniment petit. Lorsque deux particules sont dans un état d’intrication quantique, l’état de l’une détermine celui de l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare.

En résultat,l’intrication met en cause la notion of localité, l’idée que l’espace où se trouvent les objets a de l’importance. En d’autres termes, elle est la preuve que la mécanique quantique esr ‘non localz

Elle ne se préoccupe pas des distances.

L’intrication est un phénomène quantique inexplicable en physique classique dans lequel deux particules quantiques au moins partagent les mêmes propriétés. Quand on mesure la valeur de l’une d’entre elles, les autres particules intriquées prennent instantanément la même valeur, indépendamment de leur distance entre elles, cette distance fut-elle de la Terre à la Lune.

L’intrication quantique constitue une ressource indispensable au calcul et à la communication quantique. Or celle-ci fait appel à la cryptographie quantique, laquelle suppose la transmission de qubits générés aléatoirement, ce qui assure l’inviolabilité des échanges en toutes circonstances. Ces qubits peuvent servir de clefs qui sont ensuite utilisées dans des protocoles de chiffrement classiques.

L’intrication quantique est une ressource essentielle pour le calcul quantique et pour la communication quantique. Or il semble aujoud’hui qu’elle puisse etre partagée quasi à l’infini.Perdra-t-elle son intéret en cryptologie ?

Pour Ujjwal Sen et des collègues du Harish-Chandra Research Institute en Inde se demandèrent si l’intrication pouvait etre partagée mathématiquement au lieu de se produire au hasard. Ils imaginèrent des scénarios où des partenaires, en l’espèce des particules, avaient besoin d’être intriqués, mais ne pouvaient le faire spontanément. Ils montrèrent que l’intrication pouvait se faire spontanément, ceci entre un grand nombre de partenaires ayant les mêmes besoins. Ils montrèrennt aussi qu’un grand nombre de partenaires n’ayant pas été impliqués dans ce processus pouvaient l’être, sous réserve de mettre en place les conditons favorables.

Chirag Srivastava, également membre du Harish-Chandra Research Institute, note qu’en pratique et pas seulement mathématiquement, certains des partenaires impliqués dans la transmission du processus pouvaient ne pas transmettre toutes les données nécessires, ce qui risquerait de mettre la transmisssion en défaut.

Journal reference

Physical Review A DOI: 10.1103/17s4-rtdm

Il y a quelques décennies, des physiciens dont Stephen Hawking avait imaginé la « Théorie du Tout » theory of everything, Elle devait expliquer en quelques équations la raison d’être de tout ce qui existait depuis l’apparition de l’universu

Beaucoup de scientifiques la considérèrent comme délirante et refusèrent de l’approfondir. Mais certains y virent une nouvelle approche qu’il faillait poursuivre. Elle était au cœur de ce paysage encore peu connu qu’était la géométrie abstraite, pour qui l’univers s’analysait comme étant un ensemble de triangles et de tétraèdres./

Cette idée séduisit Peter Voit, mathématicien à la Columbia University à New York. “Nos meilleurs théories sont déjà profondément géométriques » C’est le cas de la relativité générale d’Albert Einstein, de la physique quantique qui explore le monde aux toutes petites échelles, de la cosmogonie qui sait comment l’univers a commencé et comment il finira , de la thermodynamique qui sait faire travailler la chaleur et l’énergie.

Une Théorie du Tout prétend résumer tout cela en une seule équation. Par contre pour le moment elle ne sait expliquer la matière noire ni l’énergie noire. De même elle se borne à constater dans l’expliquer le “standard model” des particules.

Beaucoup pensent que pour approfondir une théorie du tout il faudrait persister dans le réductionnisme. C’est l’opinion des théoriciens de la Théorie des Cordes. String theory, et de sa parente la théorie M , M theory. Mais le monde envisagé par ces approche est infiniment plus compliqué que le monde réel.

Elle utilise trois regards différents. Pour simplifier nous parlerons d’un regard cosmologique, d’un regard microscopique, d’u regard quantique ?

Le regard cosmologique résulte de l’utilisation des grands instruments de l’astronomie moderne, astronomie optique, radioastronomie, astronomie spatiale. Il ne peut assigner des limites à l’univers. Tout au plus parle-t-on d’univers visible ou observable.

Le regard microscopique étusiie la nature dans ses plus petites dimensions. Les particules élémentaires, et leurs composants les quark, quarks de valence, gluons, quarks et antiquarks transitoires, font d’un simple proton ou neutron, longtemps considéré comme une brique élémentaire, un petit univers à lui seul …Il en est de même concernant les forces à l’œuvre dans un atome d’hydrogène et un proton. L’attraction qui fait tourner dans l’atome l’électron autour du noyau (réduit à un proton) résulte de l’échange de multiples photons entre l’électron et le noyau dont les charges électriques sont opposées. A l’intérieur du proton lui-même, les trois quarks qui le composent échangent des ondes appelées gluons assez semblables aux photons. Les quarks sont porteurs d’une charge différente des charges électriques qui leur permettent d’échanger ces gluons.

La mécanique quantique est la branche de la physique théorique qui a succédé à la théorie des quanta et à la mécanique ondulatoire pour étudier et décrire les phénomènes fondamentaux à l’œuvre dans les systèmes physiques, plus particulièrement à l’échelle atomique et subatomique. L’effet tunnel et l’influence de l’observateur sont deux des découvertes les plus surprenantes en physique quantique. Ces phénomènes révèlent que les particules peuvent traverser des barrières énergétiques et que l’acte d’observation change leur comportement, bouleversant les principes classiques de la physique. . A ces échelles les concepts de temps et d’espace disparaissent.

A ces domaines s’ajouteront de plus en plus les sciences du cerveau, qu’il s’agisse du cerceau d’une simple mouche ou d’un prix Nobel. Ces sciences sont particulièrement troublantes car elles conduisent à de demander si tout ce que nous voulons faire et créons n’est pas une invention d’organes cérébraux en compétition d’une espèce vivante à une autre.. L’intelligence artificielle et la robotique adaptative ne nous aideront-elles pas a créer des univers de synthèse dont le cerveau d’une mouche n’aura jamais l’intuition

(à suivre)

Ce terme d’univers observable rappelle qu’avec les moyens d’observation actuels, les astronomes ne peuvent étudier qu’une petite partie de l’univers. Le reste demeure inconnu. On ne peut procéder à son égard qu’à des extrapolations invérifiables.

Par ailleurs, plus les galaxies sont distantes, plus leur lumière prend de temps pour nous parvenir.

Notre étoile le soleil est une étoile parmi d’autres qui, rassemblées dans l’espace, constituent cet immense ensemble qu’est notre galaxie, la Voie lactée. On estime que la Voie lactée s’étend sur 100 000 années-lumière et contient environ 150 milliards d’étoiles.

Par ailleurs, à en croire les conclusions d’une étude internationale d’astronomes qui vient d’être publiée, l’Univers observable compte environ 2 2000 milliards de galaxies, c’est-à-dire dix fois plus que ne le pensaient jusqu’alors les scientifiques. Jusqu’à présent ceux-ci estimaient que l’Univers contenait entre 100 milliards et 200 milliards de galaxies.

Si cela était exact, il faudrait en conclure que le nombre des étoiles composant ces galaxies serait de 150 milliards multiplicité par 10 soit 1.500

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Et si la vie était là où on ne l’attendait pas ? Alors que Mars est au cœur des recherches, des scientifiques pensent qu’une forme de vie serait probable sur Titan, un des satellites ou Lune de Saturne dans le système solaire

On retrouve là une des questions qui occupent les scientifiques depuis des dizaines d’années. La vie existe-t-elle ailleurs que sur Terre ? Si Mars est particulièrement observée en ce sens, la réponse pourrait venir d’ailleurs.

Selon la NASA, Titan, l’une des lunes de Saturne, possède des caractéristiques similaires à la Terre. Cela pourrait créer des conditions favorables à la vie, envisagent des chercheurs dans une étude publiée parl’International Journal of Astrobiology dont on trouve ci-dessous le résumé.

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Abstract

Based on present knowledge of atmospheric composition, a mechanism for the natural formation of vesicles in the lakes of Titan is proposed. It involves precipitation-induced spray droplets coated by a monolayer of amphiphiles. On interaction with the monolayer on the lake’s surface, bilayer membranes are being formed that encapsulate the liquid phase of the original droplet. The resulting vesicles develop thermodynamic stability by continuous compositional selection of various types of amphiphiles in a dynamic equilibrium, leading to an optimized vesicle stability. Different populations of stable vesicles may compete, initiating a long-term evolution process that could eventually result in primitive protocells. The existence of any type of vesicles on Titan would prove that early steps towards increasing order and complexity have taken place, which represent the necessary precondition for abiogenesis. A valid analytical approach could involve a laser device with combined light scattering analysis and surface enhanced Raman spectroscopy. It would allow for very sensitive detection of amphiphiles as well as for the observation of dispersed vesicles.

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.La surface de Titan est composée de lacs et de mers d’un liquide qui n’est pas de l’eau mais un mélange d’hydrocarbures comme le méthane et l’éthane. Comme sur Terre, ces étendues de liquide effectuent un cycle entre l’état de vapeur et l’état liquide. Ils s’évaporent pour former des nuages et retomber sous forme de pluie. Le cycle de l’eau étant l’un des piliers de la vie sur Terre, certains scientifiques sont persuadés que cela pourrait être une preuve de vie sur Titan également.

La présence de cellules sur Titan pourrait signifier que la vie y est possible

Dans la nouvelle étude de la NASA, les chercheurs explorent l’hypothèse selon laquelle des vésicules cytoplasmiques – des cellules sous forme basique composées d’une substance visqueuse protégée par une membrane – pourraient se former sur Titan. « La présence d’une quelconque vésicule sur Titan prouverait une capacité à créer de l’ordre et de la complexité, ce qui sont des conditions nécessaires à la vie », explique Conor Nixon, l’un des auteurs de l’étude.

Selon les scientifiques, la création des vésicules pourrait avoir lieu selon un processus très précis qui commencerait par une pluie de méthane. Cela permettrait de transporter des molécules de l’atmosphère jusqu’à la surface des lacs. Ces molécules doivent être amphiphiles. Cela signifie qu’elles attirent les liquides d’un côté et les graisses de l’autre. « La mission Cassini [qui a eu lieu entre 1997 et 2017 sur et autour de Saturne, ndlr] a révélé la présence de nitrile organique. Ces composés sont amphiphiles », expliquent les scientifiques.

Quand la prochaine mission spatiale sur Titan est-elle prévue ?

Si les molécules sont en effet amphiphiles, elles ont la capacité d’attraper des vésicules et de former des parois autour d’elles. Si elles réussissent à former une double paroi, via un nouveau cycle d’évaporation et de pluie, les vésicules deviennent stables. « Sur le long terme, les vésicules les plus stables prolifèreront tandis que les moins stables mourront. Cela mène à un processus d’évolution où la complexité et la fonctionnalité prévalent », lit-on dans l’étude.

Pour prouver cette hypothèse, et donc l’existence potentielle de la vie sur Titan, il faudrait faire des analyses sur les liquides de ce satellite. La prochaine mission prévue autour de Saturne, Dragonfly, est prévue pour 2034, rappelle Science Alert. Mais les outils nécessaires à la détection de vésicules ne pourront pas être embarqués. Il faudra donc se contenter d’autres formes d’expériences et de données, au risque de rester dans le flou encore longtemps.

L’équipe du professeur Christopher Conselice, de l’Université de Nottingham (Grande-Bretagne), a travaillé longuement à partir des données du télescope spatial Hubble développé par la Nasa avec l’Agence spatiale européenne, mais aussi d’autres télescopes.

Elle a ensuite construit laborieusement des images en 3D et extrapolé le nombre de galaxies présentes à différentes époques de l’histoire de l’Univers.

« Qui sait ce que nous allons découvrir ? »

Plus les galaxies sont distantes, plus leur lumière peine à nous parvenir.

Les télescopes actuels ne permettent d’étudier que 10% des galaxies.

« C’est sidérant que penser que 90% des galaxies du cosmos doivent encore être étudiées », déclare Christopher Conselice. « Qui sait ce que nous allons découvrir quand nous serons en mesure d’étudier ces galaxies grâce à la nouvelle génération de télescopes ? », s’interroge-t-il dans un communiqué publié suite à la parution de son étude dans Astrophysical Journal.

Ailleurs sur le web

Une étude néerlandaise estime que, en cas d’arrêt de l’AMOC, la circulation océanique qui régule le climat mondial et européen, le nord-ouest du Vieux Continent connaîtrait des températures hivernales chutant par endroits de 15 °C.

Que se passerait-il si la principale circulation océanique de l’Atlantique, qui régule le climat mondial et européen, venait à s’effondrer ? L’Europe en sarait bouleversée : le nord-ouest du territoire plongerait dans un froid mordant, avec des températures hivernales chutant par endroits de 15 °C, tandis que la banquise arctique viendrait toucher les côtes écossaises. Autrement dit, l’Europe serait refroidie dans un monde qui se réchaufferait. C’est une nouvelle étude théorique et à très long terme, publiée mercredi 11 juin dans Geophysical Research Letters, et accompagnée d’une carte interactive.

Les deux auteurs néerlandais étudient pour la première fois les conséquences de la conjonction de deux maux aux forces opposées : d’une part, le réchauffement climatique, lié aux émissions humaines de gaz à effet de serre ; d’autre part, une très forte réduction de la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique (ou AMOC, son acronyme anglais), entraînant un refroidissement régional. Cet ensemble de courants dont fait partie le Gulf Stream, qui transportent de l’eau chaude salée du pôle Sud au pôle Nord, devrait ralentir, voire pourrait s’arrêter, en raison du dérèglement climatique.

A quelle échéance et à quelle vitesse cci se produirait-l? Les scientifiques ne sont pas d’accord sur ce point, ni sur le fait que l’AMOC aurait déjà ralenti ces dernières décennies. Selon le dernier rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, un effondrement brutal n’aura pas lieu avant 2100. D’autres travaux montrent que la circulation se dirigerait vers un point de bascule. « Etant donné ce potentiel, il fallait étudier les impacts climatiques liés à une AMOC substantiellement plus faible », indique René van Westen, premier auteur de l’étude et chercheur à l’Institut royal météorologique des Pays-Bas.

La publication analyse notamment les conséquences d’un effondrement (soit une réduction supérieure à 80 %) de l’AMOC combiné à un scénario intermédiaire de gaz à effet de serre – correspondant, dans le modèle étudié, à un réchauffement de 2 °C en 2100. Les résultats portent « bien au-delà de 2100 », précise le scientifique, sans donner une borne temporelle précise.

− 48 °C à Oslo

Les impacts seraient considérables en Europe du Nord-Ouest : l’hiver, les températures moyennes baisseraient par exemple de 2 °C à Paris en comparaison avec l’ère préindustrielle – soit une chute de plus de 4 °C par rapport à aujourd’hui. Des événements extrêmes froids survenant une fois tous les dix ans pourraient atteindre − 18 °C, contre − 6,6 °C à l’ère préindustrielle. Et la capitale serait frappée par 83 jours de gel, 60 de plus qu’à la fin du XIX^e siècle.

Les répercussions seraient encore plus brutales pour les pays scandinaves : les températures baisseraient l’hiver d’environ 10 °C à Oslo (Norvège) et Stockholm (Suède), de 14 °C à Reykjavik (Islande) avec, dans ces villes, entre 200 et 300 jours de gel. Les vagues de froid extrême deviendraient courantes, atteignant par exemple − 48 °C dans la capitale norvégienne ou − 42 °C à Bergen (Norvège),

Ces records s’expliquent par la présence de banquise arctique jusqu’au nord de l’Ecosse et des Pays-Bas en février, au moment de son étendue annuelle maximale. La glace de mer enserrerait également toute la Norvège et le Danemark. L’extension de cette surface blanche, qui réfléchit davantage les rayons du Soleil que la mer, amplifierait le refroidissement.

Seule l’Europe du Sud serait moins touchée. Le contraste accru de températures entre Nord et Sud intensifierait les différences de pression et pourrait conduire à des tempêtes hivernales plus fortes et à une plus grande variabilité des températures d’un jour à l’autre.

Grandes incertitudes

L’effondrement de l’AMOC augmenterait quelque peu les extrêmes chauds dans certaines villes. A Paris, une canicule exceptionnelle susceptible de survenir une fois tous les dix ans serait plus chaude de près de 4 °C qu’à l’époque préindustrielle.

En revanche, dans un scénario où les émissions de gaz à effet de serre augmenteraient de manière ininterrompue, l’impact du réchauffement climatique l’emporterait sur celui de l’AMOC : l’ensemble de l’Europe se réchaufferait et les extrêmes froids