Soumise à des pressions multiples dont le changement climatique, l’eau douce se raréfie. Indispensable pour les écosystèmes continentaux et à la vie humaine, elle est aussi fortement mobilisée par de nombreuses activités humaines comme l’agriculture, la production d’énergie ou l’industrie. Bien commun, il nous faut la préserver, la protéger et la partager.
La connaissance des ressources actuelles et futures, le développement de systèmes agricoles plus durables et économes en eau, la conception du partage de l’eau dans les territoires et des politiques publiques d’accompagnement ainsi que la préservation de sa qualité sont au coeur des recherches d’INRAE.
Les travaux d’INRAE couvrent l’ensemble des processus liés à l’eau, depuis la goutte de pluie qui arrive sur un sol jusqu’aux flux des cours d’eau, de la terre à la mer, des points de vue qualitatif et quantitatif. Ils concernent donc tout autant l’eau « bleue » (l’eau des lacs, celle qui recharge les nappes, qui coule dans les cours d’eau et va à la mer), que l’eau verte (l’eau du sol, qui alimente les plantes et retourne vers l’atmosphère et qui est notamment une ressource majeure pour la production agricole) ou l’eau « grise » (traitement et recyclage des eaux usées).
Rappelons qu’en astrophysique, un trou noir est un objet céleste si compact que l’intensité de son champ gravitationnel empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s’en échapper. Wikipédia
Au centre d’un trou noir se situe une région dans laquelle le champ gravitationnel et certaines courbures de l’espace-temps divergent à l’infini, quelles que soient les directions choisies . Cette région s’appelle une singularité gravitationnelle. La matière qui entre dans le trou noir se retrouverait comprimée dans un même point central, dit une singularité gravitationnelle. Nos conceptions du temps et de l’espace ne sont plus applicables dans cette singularité..
Les trous noirs, des objets célestes d’une densité extrême et d’une force gravitationnelle si intense que même la lumière ne peut s’en échapper, ont été prédits pour la première fois par Karl Schwarzschild en 1916.
Utilisant les équations de la relativité générale d’Einstein, Schwarzschild décrivait alors un objet massif, non rotatif, et parfaitement sphérique, donnant naissance au concept d’horizon des événements. Il s’agit d’une surface critique entourant le trou noir où toute matière ou énergie se trouvant à l’intérieur est irrémédiablement attirée vers le centre du trou noir. L’horizon des événements serait ainsi considéré comme le point de non-retour.
Depuis lors, les astronomes ont découvert que la plupart des galaxies, y compris la Voie Lactée, abritent des trous noirs supermassifs en leur centre.
Plus récemment, une étude menée par Nikodem Popławski, de l’Université de New Haven, étude dont nous publions ci-dessous les références et l’abstract, a apporté un éclairage nouveau sur la relation entre les trous noirs et l’expansion de l’univers. Il a essentiellement découvert que dans un univers en expansion, les équations d’Einstein imposent quele taux d’expansion de l’univers au niveau de l’horizon des événements d’un trou noir soit une constante liée uniquement à la constante cosmologique. Elle est souvent interprétée comme la densité d’énergie du vide de l’espace-temps et est aujourd’hui connue sous le nom de densité d’énergie sombre.
Pour parvenir à cette conclusion, Popławski a utilisé la solution dite de McVittie qui a été développée en 1933 par le mathématicien et cosmologiste britannique George McVittie. Il avait résolu les équations d’Einstein pour décrire la structure de l’espace-temps autour d’une masse dans un univers en expansion. Il avait ainsi montré que près de cette masse, l’espace-temps ressemble à celui décrit par Schwarzschild avec un horizon des événements, tandis que plus loin de la masse, l’univers s’étend de manière similaire à notre univers actuel
Quelles implications ?
Popławski a donc découvert que le taux d’expansion de l’espace à l’horizon des événements doit être une constante. Comme mentionné précédemment, elle est liée uniquement à la constante cosmologique, ou densité d’énergie sombre, ce qui implique que l’énergie présente à l’horizon des événements est uniquement de l’énergie sombre
Les implications de cette découverte sont significatives. Tout d’abord, elle suggère que l’univers ne s’étend pas uniformément, mais que différentes régions se développent à des rythmes différents, une variation connue sous le nom de « tension de Hubble ». Cette tension provient de la différence entre les mesures du taux d’expansion de l’univers selon qu’elles soient basées sur des observations anciennes ou plus récentes comme le fond diffus cosmologique.
Popławski avance que cette différence peut être expliquée en analysant correctement l’espace-temps autour des trous noirs dans un univers en expansion par appel à la théorie de la relativité genérale d’Einstein.
En d’autres termes, les variations dans le taux d’expansion peuvent être attribuées aux effets de la gravité et de l’espace-temps près des objets massifs comme le sont les trous noirs.
De plus, ses calculs indiquent que pour permettre ces variations dans l’expansion, la constante cosmologique, qui représente la densité d’énergie sombre, doit avoir une valeur positive. Cette constante est essentielle pour maintenir l’univers ouvert et en expansion constante. Si elle était négative ou nulle, l’univers serait fermé et incapable de supporter l’expansion observée, ce qui contredirait les données actuelles de l’observation.
Ainsi, les travaux de Nikodem Popławski enrichissent non seulement notre compréhension des trous noirs, mais ils pourraient également transformer notre vision de l’expansion de l’univers et de l’énergie sombre. Ces découvertes apportent de nouvelles questions et hypothèses, orientant la recherche en cosmologie vers des horizons encore inexplorés.
If the Universe is closed, there must exist a constant and positive energy density of vacuum (cosmological constant). By analyzing the McVittie metric, we show that in the expanding Universe: the Hubble parameters at the event horizons of all centrally symmetric black holes are equal and related to the cosmological constant, black holes do not grow with the expansion of the Universe, and different regions of the Universe expand at different rates (Hubble tension).
If the Universe is closed, there must exist a constant and positive energy density of vacuum (cosmological constant). By analyzing the McVittie metric, we show that in the expanding Universe: the Hubble parameters at the event horizons of all centrally symmetric black holes are equal and related to the cosmological constant, black holes do not grow with the expansion of the Universe, and different regions of the Universe expand at different rates (Hubble tension).
Il ne s’agit pas des cellules neuronales ou cerveau des poissons ou des champions olympiques de natation qui devraient en principe s’affronter prochainement dans la Seine. Ce sont des cellules individuelle dotées de cils leur permettant de nager et de capturer de la nourriture. Elles sont dites cellules ciliées.
Ces organismes ressemblent à de petits animaux. Ils sont dotés d’un appareil locomoteur leur permettant de nager y compris à contre-courant, d’appareils sensoriels, d’un système digestif complet avec une bouche, un estomac et un organe d’excrétion. Le tout est réuni dans une cellule unique dont la taille ne dépasse pas 2 mm. Ils ne disposent pas de sexes séparés, mais se reproduisent par fission dans le sens longitudinal..
Ils ont été décrits pour la première fois par le zoologiste américain Herbert Spencer Jennings dans un ouvrage intitulé The Behaviour of the Lower Organisms1 (1906)
On retrouve presque exactement ces caractéristiques dans un micro-organisme marin analogue nommé Stentor. Le stentor vit en colonies et s’accroche au rocher par des pseudopodes. Après s’être fixé, il produit une gaine transparente autour de lui pour se protéger. A l’opposé de ses pieds se trouve sa bouche, comparativement de grande taille et entourée de cils. Il produit des mouvements coordonnés pour créer un courant d’eau vers sa bouche et y entrainer des particules dont il se nourrit. Dérangé, il se contracte et se réfugie dans sa gaine. Le couper en deux dans le sens longitudinal produit deux organismes analogues conservant l’information acquise.
Il apparaît que ces organismes possèdent la capacité d’apprendre, composante cruciale de la cognition.
De plus en plus de cosmologistes pensent avoir observé, au delà des géantes gazeuses du système solaire, la présence d’une planète rocheuse semblable à la Terre. En attendant d’avoir pu l’observer directement, ils l’ont nommée « Planète neuf ».
Les frontières du systéme solaire comportent un certain nombre de planètes naines semblables à Pluton que les astronomes s’efforcent actuellement de découvrir. Mais la Planète neuf serait d’une taille plusieurs fois supérieure à celle de la Terre. Ceci peut être déduit de la façon dont son attraction gravitationnelle déforme les orbites des planètes naines observables.
Mais les astronomes, dont Jakub Scholtz astronome théoricien à l’Université de Durham UK ne s’expliquent pas comment un objet aussi important aurait pu se former aussi loin du soleil. Ceci dit, s’il ne s’agissait pas d’une planète, que serait-ce ?
Jacob Scholtz pense que ce pourrait-être un mini-trou noir primordial, apparu peu après le Big Bang. Si ceci était exact il s’agirait d’une découverte très importante. Ce trou noir pourrait même comporter de la matière noire, matière invisible mais constituant l’essentiel de la matière de notre univers.
Son diamètre d’entrée serait de quelques centimètres.
Actuellement, la résistance de l’Ukraine face aux assauts russes dépend, pour partie, de l’approvisionnement en armes, et notamment en missiles, fourni par les Etats-Unis. Cela pourrait changer.
Ainsi initialement marin, le missile Neptune a été modifié et sert désormais à frapper des cibles terrestres de l’autre côté de la frontière russo-ukrainienne. comme l’indiquaient déjà certaines sources il y a quelques semaines, et comme le confirme désormais le commandement militaire ukrainien.
Les troupes ukrainiennes font désormais usage de Neptunes sur des cibles terrestres importantes en territoire russe, comme en Crimée occupée.
Le projectile, baptisé R-360, modifié ces derniers mois et désormais surnommé Long Neptune, est plus ou moins connu. Sa version initiale, conçue pour couler des navires, a notamment servi à couler le croiseur Moskva, ainsi que le rapportait korii. en avril 2022.
Lancé depuis la terre et non depuis les airs comme le Storm Shadow / SCALP-EG franco-britannique, le Neptune ou Long Neptune est désormais capable de viser des cibles au sol. Il serait doté d’une portée importante, de l’ordre de 400 kilomètres, comme le précisait The War Zone en été 2023.
Le temps pourrait ne pas être un élément fondamental de notre réalité. De nouvelles hypothèses suggèrent l’idée que le temps émerge du phénomène dit de l’intrication quantique. Ce terme signifie que si deux objets sont intriqués au sens de la physique quantique toute intervention sur l’un se répercute instantanément sur l’autre, quelque soit la distance qui les sépare, qu’il s’agisse de quelques centimètres dans un laboratoire ou d’une distance semblable à celle de la Terre à la Lune et au delà dans notre espace quotidien.
Pendant des siècles le temps a paru si indissociable de notre réalité qu’il n’a pas paru nécessaire de le définir . Les seuls débats portaient sur la manière de le mesurer, par la succession de la nuit au jour dans les temps préhistoriques, par des horloges de plus en plus sophistiquées aujourd’hui.
Cette perception a commencé à changer dans les années 1900. La mécanique quantique et la relativité restreinte et générale en ont donné des définitions contradictoires. Dans la relativité générale, le temps est lié à l’apparition de l’univers, d’où l’expression de l’espace-temps. Le temps peut se déformer ou s’étendre en fonction de la gravité. Au contraire, la mécanique quantique traite le temps comme un élément non malléable et qui ne change pas plus que les autres propriétés d’un objet quantique. Pour mesurer le pasage du temps, il faut un observateur qui consulte une horloge extérieure à l’objet.
Le relativité générale et la physique quantique décrivent des objets situés à des échelles profondément différentes, depuis les étoiles et les atomes. Néanmoins, puisque tous ces éléments coexistent dans un univers unique, beaucoup de physiciens considèrent que la représentation du temps devrait y être identique. Alessandro Coppo du Conseil national italien de la recherche et des collègues ont décidé d’approndir cette hypothèse .
A cette fin, ils ont représenté dans une modélisation mathématique l’horloge comme constituée d’une série de petits aimants qui sont intriqués avec un oscillateur quantique, l’équivalent quantique d’un ressort. Ils ont alors constaté que ce système pouvait être décrit comme une version de l’équation de Schrodinger , célèbre équation utilisée pour décrire le comportement des particules quantiques. https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quation_de_Schr%C3%B6dinger,
Mais elle en différait radicalement sur un point. Alors que l’équation de Schrodinger contenait une variable que nous appelons le temps, la nouvelle équation contenait une variable qui énumérait les états quantiques des aimants
voir ci-dessous Physical Review A, doi.org/mztc
Ils répétèrent alors ces calculs, en supposant que les aimants et l’oscillateur étaient assez grands pour que les effets quantiques n’altèrent pas leurs comportements. Ils faisaient l’hypothèse que le temps pouvait être une conséquence de l’intrication quantique, même pour des objets qui paraissent classiques. L’expérience leur donna raison.
Notons que ces hypothèses et ces tests seront fondamentaux pour préciser la future loi de la Gravitation quantique
Référence
Magnetic clock for a harmonic oscillator Alessandro Coppo, Alessandro Cuccoli, and Paola Verrucchi Phys. Rev. A 109, 052212 – Published 10 May 2024
ABSTRACT
We present an implementation of a recently proposed procedure for defining time, based on the description of the evolving system and its clock as noninteracting, entangled systems, according to the Page and Wootters approach. We study how the quantum dynamics transforms into a classical-like behavior when conditions related to macroscopicity are met by the clock alone, or by both the clock and the evolving system. In the description of this emerging behavior finds its place the classical notion of time, as well as that of phase-space and trajectories on it. This allows us to analyze and discuss the relations that must hold between quantities that characterize the system and clock separately, in order for the resulting overall picture to be that of a physical dynamics as we mean it.
Nos remerciements à NewScientist 8 june 2024 Karmela Padavic-Callaghan
Son application dans le cas de la crise énergétique actuelle permettrait d’obtenir à partir d’une source de production d’énergie électrique de l’hydrogène moins polluant que le gaz naturel, puisque sa combustion redonne de l’eau.
Aujourd’hui on envisage en Europe avec le développement progressif du recours aux centrales nucléaires de fission, sur le modèle français, une production accrue d’électricité. Mais l’électricité ne se conserve pas. Il faut la stocker dans des batteries ou accumulateurs. La technologie de ceux-ci est restée archaïque. Ainsi l’obligation dans le cas des véhicules électriques modernes de transporter l’électricité dans des batteries lourdes et coûteuse enlève beaucoup de son intérêt au moteur électrique.
Il en est de même de l’hydrogène, résultat de l’électrolyse de l’eau. Concernant l’automobile, il ne se transporte que sous forme liquide, dans des bouteilles en acier. La moindre fuite peut provoquer des explosions catastrophique ou des incendies détruisant le véhicule er ses passagers
Or y a plus de cent ans, Thomas Edison avait breveté une batterie nickel-fer, conçue initialement pour les véhicules électriques. Cette invention, bien qu’éclipsée par les moteurs à essence, fait un retour spectaculaire grâce aux chercheurs de l’Université de Delft qui l’ont transformée en une solution d’avenir pour la production d’hydrogène. On parle alors d’hydrogène vert.
Il s’agit du Battolyser, une fusion entre une batterie et un électrolyseur. Celui-ci utilise les mêmes électrodes nickel-fer que celles imaginées par Edison. Couplé à un système d’électrolyse alcaline actuellement sur le marché, ce dispositif peut être alimenté par des sources d’énergie renouvelables telles que le solaire ou l’éolien. De plus, outre produire de l’hydrogène, le système peut également fonctionner comme un lieu de stockage d’énergie renouvelable, avec la possibilité de revendre l’énergie au réseau lors des pics tarifaires.
Il faut espérer que l’Union européenne rendra rapidement obligatoires des solutions de ce type;
Depuis la publication en 2005 de son premier livreThe Singularity Is Near Ray Kursweil a été à juste titre considéré comme le meilleur expert au monde de l’Intelligence artificielle, AI. Il avait bien prévu le développement exponentiel de cette science et les innombrables applications qu’elle allait avoir dans les domaines technologiques, industriels et scientifiques. Des concepts comme l’AI augmentée, les machines intelligentes,les biotechnologies artificielles ont commencé à se réaliser à grande échelle et sont devenus familiers du grand public.
Dans cet ouvrage entièrement renouvelé, il apporte de nouvelles perspectives à ce qu’il avait nommé la Singularité. En 1999 il avait prévu que l’AI atteindrait le niveau de l’intelligence humaine en 2029 et que dans les années suivantes elle dépasserait celle-ci d’un facteur 1.000 à 1 million, en modifiant définitivement la place de l’homme sur la planète Terre.
Parmi les sujets dont il discute, il envisage la reconstruction du monde, atome par atome, avec des systèmes tels que les nanobots, une augmentation de la durée de vie humaine bien au delà de la limite de 120 ans, une réinvention de l’intelligence en connectant les cerveaux humains au cloud computing mondial. Il recense les secteurs où l’AI et les technologies associées modifieront les capacités d’innovation, assureront la généralisation des énergies renouvelables, réduiront les domaines de pauvreté et de violence.
Mais il ne veut pas cacher au lecteur les risques potentiels des biotechnologies, nanotechnologies et des systèmes à intelligence augmentée se substituant progressivement à l’intelligence humaine, jusqu’à tenter de faire revivre des morts par des combinaisons de leurs données personnelles et de leur ADN.
On peut regretter que l’auteur n’ait pas suffisamment évoqué le vaste domaines des applications spatiales, dans l’espace sous orbital comme dans l’espace lointain, celui des planètes habitables et de leurs satellites. L’homme n’est pas près d’y survivre durablement, sauf pour de courts séjours. Il devra déléguer cette tâche à des robots superintelligents.
Des homo erectus vivaient en Ukraine, à Korolevo, il y a environ 1,4 million d’années.
C’est la découverte que viennent de faire des chercheurs de l’Académie Tchèque des sciences et de l’université d’Aahrus au Danemark.
Ils se sont appuyés sur la méthode dite des nuclides cosmogéniques pour calculer l’âge de la région dans laquelle des outils humains primitifs viennent d’être découverts.
La présence d’homo erectus à Korolovo pourrait aider à comprendre un autre mystère, la présence d’humains dans l’Arctique sibérien il y a 400.000 ans sur un site dit Diring Yuriakh. Des outils de pierre y ont été découverts enfouis à faible profondeur par les vents de sable. Aucun fossile n’a été retrouvé.
Il demeure donc impossible de préciser quels types d’humains s’étaient aventurés si haut dans le nord
L’hypothèse aujourd’hui la plus solide est que des populations étaient sortis d’Afrique et avaient gagné le Levant et l’Asie occidentale il y a environ 2,5 millions d’années. Elles étaient revenues de l’ouest vers l’est, peut-être dans la vallée du Danube et la plaine pannonienne dit aussi des Carpathes.
On peut penser que ces migrations étaient provoquées par le besoin d’échapper à des changements climatiques
Référence
1 06 March 2024 East-to-west human dispersal into Europe 1.4 million years ago
Stone tools stratified in alluvium and loess at Korolevo, western Ukraine, have been studied by several research groups1,2,3 since the discovery of the site in the 1970s. Although Korolevo’s importance to the European Palaeolithic is widely acknowledged, age constraints on the lowermost lithic artefacts have yet to be determined conclusively. Here, using two methods of burial dating with cosmogenic nuclides4,5, we report ages of 1.42 ± 0.10 million years and 1.42 ± 0.28 million years for the sedimentary unit that contains Mode-1-type lithic artefacts. Korolevo represents, to our knowledge, the earliest securely dated hominin presence in Europe, and bridges the spatial and temporal gap between the Caucasus (around 1.85–1.78 million years ago)6 and southwestern Europe (around 1.2–1.1 million years ago)7,8. Our findings advance the hypothesis that Europe was colonized from the east, and our analysis of habitat suitability9 suggests that early hominins exploited warm interglacial periods to disperse into higher latitudes and relatively continental sites—such as Korolevo—well before the Middle Pleistocene Transition.
Début mai 2024, le réacteur WEST, basé en France, est resté allumé pendant 6 minutes à 50 millions de degrés, a-t-on appris le 6 mai.
Rappelons que pour créer la réaction de fusion , on insère quelques grammes de deux isotopes de l’hydrogène, du deutérium et du tritium. Lorsqu’ils sont chauffés à très haute température, leurs atomes vont se rencontrer, fusionner et provoquer la création d’un noyau lourd d’hélium. C’est ainsi que l’on obtient un plasma — un nouvel état de la matière — extrêmement chaud, et très dense.
Les neutrons obtenus ne sont pas « électriquement chargés », les bobines magnétiques ne peuvent donc pas les retenir. Ils percutent les parois à très haute vitesse. Grâce à eux, et à des parois conçue être isolantes , on peut récupérer une part importante de l’énergie produite par la réaction de fusion. Il s’agit principalement de transformer la chaleur accumulée en vapeur, afin d’alimenter des turbines et produire ainsi de l’électricité.
Le plus gros projet de réacteur à fusion nucléaire du monde est ITER, situé lui aussi au sud de la France, avec un budget estimé à 19 milliards d’euros. Encore en construction, et programmé pour la décennie 2030, il devra monter à 150 millions de degrés et parvenir à s’auto-entretenir. En attendant, la plupart des réacteurs actuels à fusion construits dans le monde, sur le même modèle mais bien plus petits, continuent d’expérimenter afin de résoudre peu à peu les problèmes physiques du procédé.
Ce n’est pas la première fois qu’un réacteur à fusion nucléaire atteint 50 millions de degrés. En Corée, le tokamak est monté à 100 millions de degrés en 2023, mais pendant 30 secondes puis, en 2024, durant 48 secondes. Les 6 minutes obtenues par WEST constituent donc une étape importante pour que l’on sache maintenir du plasma très chaud dans le temps.
Les équipes de WEST essayent notamment de résoudre la question des parois, qui doivent tout à la fois supporter la chaleur générée par le plasma, mais aussi permettre de récupérer l’énergie via le flux de neutrons. Initialement, les tokamaks utilisaient des murs en carbone, mais ces derniers absorbaient le tritium utilisé comme « carburant ». Depuis une décennie, les ingénieurs de WEST testent du tungstène, qui n’a pas ce défaut, et qui de plus résistent bien à la chaleur.
Ni WEST ni ITER ne produiront de l’électricité à titre commercial. Ce sont des réacteurs expérimentaux. Mais ils doivent ouvrir la voie à celle-ci.
Voir notre article précédent 21/06/2024 L’Allemagne est dorénavant dans la course à la fusion nucléaire
Europe Solidaire 