Les lectures scientifiques de Jacques en avril 2019

Et, oh la, la matière est passionnante.
Par exemple, on sait que la résolution d’un instrument d’optique dépend de son ouverture. Un bon truc consiste à combiner plusieurs instruments en un même télescope virtuel. Il suffit pour cela de connaître leurs positions respectives à une précision bien plus petite que la longueur d’onde… et d’être capable de gros calculs. Cela semble facile quand il s’agit d’ondes  centimétriques, quoique, pas si facile que ça si l’ouverture du télescope virtuel a le diamètre de la terre. Ainsi, ils ont vu le trou d’un trou noir. Très bien !

En lumière visible, il faut être bien plus précis. C’est à moins du dixième de micron qu’ils ont combiné les 4 grands télescopes du sommet d’une montagne chilienne. Ainsi, ils ont directement vu une planète extra-solaire et ils ont mesuré la vitesse du vent dans son atmosphère. Pas mal aussi !
À part cela, j’ai trouvé une (partielle) confirmation de la théorie développée dans mon livre Parcours selon laquelle ce que j’appelle l’attrait pour le transcendantal est étroitement liée à l’apparition des sociétés complexes.

J’ai pourtant un problème; je manque encore et toujours de temps.
Dans l’avenir, je risque d’être moins régulier et de me contenter de mettre, de temps en temps, le meilleur sur mon blog.
Précieux lecteurs, je vous tiendrai au courant.

04.04.2019 Nature 568,7750

-9. PHYSIQUE DU SOLIDE, CRYOCONSERVATION, CRYOBIOLOGIE.

Dégeler délicatement ; du nouveau pour la cryobiologie ?

Un fin cristal de glace baigne dans une solution concentrée de sucre. C’est possible, car l’eau sucrée reste liquide bien en dessous de zéro. On irradie cet objet avec un faible faisceau d’infrarougeproche tout en gardant la température constante. Les propriétés de la glace font qu’elle absorbe cette énergie 3 fois mieux que le liquide. Tranquillement, la structure de l’objet subit alors une intéressante transformation ; un réseau de canaux liquides sub-µm s’étend dans tout le volume de la glace qui est ainsi, petit à petit, envahie par l’eau sucrée.

Et alors ? La cryobiologie est la science de la conservation de la matière vivante par le froid. La congélation en est la première étape. Ce n’est généralement pas la plus difficile. Quelquefois, on sait la faire parfaitement. Cela m’a valu un prix Nobel. Beaucoup plus difficile est la décongélation. Quand il s’agit de cellules vivantes, c’est généralement à cette étape que se produisent les dégâts. Ainsi, malgré presque un siècle de recherche, on ne sait toujours pas congeler du sang de manière utilisable; trop de cellules sont tuées. Le nouveau truc décrit dans cet article pourra-t-il changer la donne ?

Sci.Adv. 5.eaav1598(2019)

 

-25 – 28. CRISE CLIMATIQUE, FORÊT NATURELLE, PLANTATION.

Revenons d’abord au remarquable film que je vous ai récemment conseillé: Climate Change — the Facts

Si vous ne l’avez pas encore vu, dépêchez-vous, on ne sait pas combien de temps il restera sur YouTube. Nous en avons parlé en famille et unanimes, nous pensons qu’il est de beaucoup ce qu’il y a de mieux dans le domaine de la crise du climat. Pour les faits, il est remarquablement complet ; sans entrer dans les détails ; il couvre la science, l’histoire et la politique. Mais ce qui nous frappe, c’est la profondeur narrative. Il y a les moments dramatiques de l’incendie, la sombre histoire de la famille qui doit quitter le lieu de ses racines, les scènes infiniment tristes des chauves-souris, mais aussi bien sûr, la magnifique Greta Thunberg avec sa pancarte devant le parlement suédois et l’explosion des mouvements de jeunes partout dans le monde. Bravo, les Valaisans à la COP 24 !

Mais revenons à l’article de ce numéro de Nature : régénérons la forêt naturelle pour stocker le carbone.

Actuellement la combustion des énergies fossiles ajoute annuellement environ 10 milliards de tonnes (GT) de C à l’atmosphère. Il faut que ça cesse. Les jeunes disent 2030. La COP21 disait 2040-2050. L’initiative des glaciers vise aussi 2050. Mais pour limiter l’échauffement à 1.5°, il faudra probablement aussi capturer une bonne quantité de C atmosphérique. Un scénario typique du GIEC suggère le retrait de 200 GT d’ici la fin du siècle. Or, 1GT de C capturé, représentent à peu 80’000 km2 de forêt tropicale (deux fois la surface de la Suisse). On voit le problème.

En 2011, le gouvernement allemand et l’Union internationale pour la conservation de la nature ont lancé le Challenge de Bonn (www-bonnchalenge.org) par lequel les nations les mieux placées s’engagent à étendre leur forêt tropicale. Brésil, Nigéria, Vietnam annonçaient vouloir étendre les leurs de quelque 150’000 km2. Tous pays confondus, le Challenge de Bonn voulait accroître la forêt naturelle de 3 millions de km2, soit moins de 20% du but des 200 GT de C mentionné par le GIEC.

Conclusion : On ne sauvera pas notre climat en mettant le C excédentaire dans la forêt, d’autant plus que la politique des pays tropicaux va plutôt contre les bonnes intentions du Challenge de Bonne (cf. le gouvernement Bolsonaro au Brésil.)

Chez nous non plus; en cette fin de printemps, on peut voir tous ces champs préparés pour la culture, polis comme un crâne chauve brûlant au soleil. Il semble que nous ayons oublié le fondement d’une agriculture naturelle selon laquelle, saison après saison, le sol reste couvert d’un riche milieu organique végétalisé. Nous préférons brûler et nettoyer avant d’ajouter l’eau et les engrais à ce milieu dévasté.

Lewis, S. L., Wheeler, C. E., & et.al. (2019). Regenerate natural forests to store carbon. Nature, 568(7750), 25 – 28.

 

ASTRONOMIE, ASTÉROÏDE, BENNU.

-55 – 60. Bennu est surprenant !La sonde OSIRIS-Rex de la NASA est en orbite autour de ce petit astéroïde d’un demi-kilomètre de diamètre découvert en 1999 dans le cadre de l’identification des corps qui pourraient éventuellement entrer en collision avec la Terre. On a voulu aller voir de près pour en apprendre davantage sur la situation au temps où la terre s’est formée, il y a 4,5 milliards d’années. Les premiers résultats surprennent. D’une part, Bennu perd du matériel ; pas tellement sous forme de gaz, mais plutôt par des grains de poussière ou de gravier éjectés à petite allure. Ainsi l’astéroïde perd du poids et tourne de plus en plus vite. Oh, pas beaucoup, une affaire de 1/100 de seconde par année, mais après si longtemps, on aurait pu penser qu’il se serait calmé. On aimerait aussi savoir ce qui pousse ces cailloux à partir.

L’autre surprise, c’est que sa surface est extrêmement irrégulière, un amas de blocs de toutes dimensions. La suite de la mission consistera à déposer un petit module qui récoltera un peu de matériel, le ramènera au vaisseau mère qui conduira le tout sur Terre en 2022. Pour ce faire, il était prévu d’identifier  un terrain d’ « atterrissage » à peu près régulier sur au moins 50m. Il n’y a rien de tel là bas. La mission va être difficile.

Wikipedia donne une bonne entrée en matière sur l’astéroïde Bennu.https://en.wikipedia.org/wiki/101955_Bennu

Lauretta, D. S., DellaGiustina, D. N., Bennett, C. A., Golish, D. R., Becker, K. J., Balram-Knutson, S. S., . . . Team, O. S.-R. (2019). The unexpected surface of asteroid (101955) Bennu. Nature, 568(7750), 55-60. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30890786.

 

11.04.2019 Nature 568,7751

-146 ASTONOMIE, PLANÈTE EXTRA-SOLAIRE

Quatre télescopes pour une exoplanète(highlight).

La difficulté qui avait empêché jusqu’ici, de voir directement une exoplanète, c’est que, à des dizaines d’années-lumière, les planètes sont de tout petits points peu lumineux, proche d’une étoile comparativement très brillante. Pour la première fois, ils ont réussi ! Ils, c’est une équipe conduite par l’observatoire de Paris avec l’instrument GRAVITY formé de 4 des plus gros télescopes du monde travaillant ensemble sur le site d’Antafagasta au Chili. Quatre télescopes de 8,2 m de diamètre chacun, cela fait déjà beaucoup de lumière ; il la fallait. Pourtant la révolution qui a permis cette observation, on la doit à la résolution dix fois meilleure que celle de chacun des télescopes pris séparément. En principe le truc est simple. On sait que la résolution d’un télescope est inversement proportionnelle au diamètre du miroir. Imagions alors que les 4 télescopes sont construits de telle façon que chacun des 4 miroirs soit un petit bout d’un télescope virtuel 10 fois plus grand. Ensemble, ils auront une résolution 10 fois meilleure. Malheureusement, ils ne pourront voir que dans une direction. Pour permettre d’observer dans n’importe quelle direction, il s’agit de ramener le signal de chacun des 4 télescopes à ce qu’il aurait été sur le grand miroir virtuel. Ce n’est qu’une simple affaire de – gros – calcul avec, toutefois, la nécessité de connaître la position des 4 miroirs à la précision d’une toute partie de la longueur d’onde de la lumière, c’est-à-dire à quelques nanomètres près. Cela sur une montagne qui tremble et du vent qui souffle. C’est très fort, ça marche. Bravo ! Ils ont ainsi pu apprendre que la planète observée est elle-même venteuse. Ce n’est qu’un début, car, en principe la méthode devrait pouvoir s’étendre à des distances bien plus grandes encore. Certains pensent même à des miroirs dans l’espace à des millions de km l’un de l’autre. Là-haut, il n’y a pas de tremblement de Terre et peu de vent.

Astron. Astrophys. 623,L11(2019)

 

-226 – 229. ÉTHIQUE, RELIGION, SOCIÉTÉ COMPLEXE, DIEU MORAL.

De tout temps, les sociétés complexes ont précédé les dieux moraux.

Des formes de « religions » naturelles remontent très loin dans l’histoire du genre Homo. On imagine les incantations pour se protéger de l’orage ou assurer le succès de la chasse. Ce n’est pas de cela qu’il s’agit ici, mais de la croyance à une force moraletranscendantale et de sa relation à l’apparition des sociétés complexes. Les auteurs distinguent i) la Punition Supranaturelle Globale (BSP dans la figure), typique du karma bouddhique, de ii) le Dieu moral personnifié (MGH dans la figure) tel que le Dieu chrétien.

Pour le présent travail, aucun des auteurs n’est allé voir sur place, mais ils ont analysé les données de la Global History Databank (Seshat) pour donner des réponses statistiques à leur questionnement. (L’existence d’une telle base de données mériterait tout un chapitre en soi ; je la découvre ici.) L’analyse porte sur 414 sociétés s’étendant sur 10’000 ans dans 30 régions du monde. (Les sociétés modernes influencées par le colonialisme ne sont pas considérées.) Les auteurs ont tenu compte de 51 indicateurs pour déterminer la complexité sociale des sociétés et 4 mesures pour évaluer la force de l’imposition morale supranaturelle. Trop compliqué et trop chronophage, je ne suis pas allé voir les informations complémentaires qui détaillent tous ces paramètres. L’essentiel est que les auteurs condensent ces données en composantes principales qui, selon eux, sont très significatives, et dont ils ont attentivement contrôlé la cohérence et la solidité.

Résultat : De manière générale la complexité sociale précède l’arrivée des forces de punition supranaturelle (BSP) qui elles-mêmes précèdent les l’arrivée des Dieux moraux (MGH). La figure place l’apparition de ces dernières dans l’espace et le temps.

Autre constatation (2efigure).

Le dieu moral apparaît généralement peu après que la société ait atteint un certain niveau de complexité (correspondant grosso modo à une population de l’ordre d’un million.)

Une fois le Dieu moral adopté, l’évolution vers la complexité est considérablement ralentie (exemple Ashoka).

 

Finalement, les auteurs mettent en évidence l’importance de la standardisation et la routinisation des pratiques dans l’établissement des sociétés complexes. Ils concluent : « Pour ce qui est de l’établissement initial de sociétés complexes, la forme de la pratique rituelle est plus importante que la nature du Dieu. »

Il y a dans mon livre Parcours quelques pages concernant cet étrange attrait pour la transcendance que l’on retrouve dans toutes les sociétés humaines. Je fais l’hypothèse que cette propriété a été nécessaire à l’évolution de l’intelligence. (Je disais que l’ethnographie, en attendant la génétique, pourrait, peut-être, apporter des évidences factuelles à mon hypothèse. Cet article ne dit pas exactement cela, mais il s’en approche : l’attrait de la transcendance précède le développement des sociétés complexes.

Whitehouse, H., Francois, P., Savage, P. E., Currie, T. E., Feeney, K. C., Cioni, E., . . . Turchin, P. (2019). Complex societies precede moralizing gods throughout world history. Nature, 568(7751), 226-229. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30894750. doi:10.1038/s41586-019-1043-4

 

18.04.2019 Nature 568,7752

-283, 336 – 43. ÉTHIQUE, SURVIE POST-MORTEM, MORT CÉRÉBRALE, COCHON

Cerveau de cochon remis en fonction (locale) 4 heures après la décapitation en abattoir.

Les chercheurs d’une équipe de l’université de Yale ont mis au point un substitut de sang (breveté) qu’ils font circuler dans des cerveaux de cochons plusieurs heures après qu’ils aient été décapités. Ils obtiennent alors une réactivation locale des fonctions cérébrales. Prudemment, on nous informe que « les scientifiques étaient prêts à administrer un produit anesthésiant s’ils constataient la remise en fonction de l’activité globale, signe que l’organe pourrait retrouver la conscience ». On suppute qu’il suffirait peut-être d’un choc électrique, ou de donner du temps à l’organe pour se remettre du traumatisme de la mort et de l’extraction. Bref, on distingue une belle avenue de recherche vers le cerveau hors corps.

Est-ce une mauvaise plaisanterie de 1eravril ? Apparemment pas. Il y a trois articles de commentaires dans la partie rédactionnelle de la revue.

Première conséquence : J’imagine Swiss transplant et le prochain vote sur le consentement présumé pour le don d’organe. Ils vont avoir de la peine. Mais ce point n’est que cosmétique.

Plus sérieux, on parlait le mois passé de l’urgente nécessité de maîtriser les techniques de l’édition du génome humain. La nature humaine est en jeux.

Avec le cerveau hors corps, c’est ce que nous appelons vie et mort qui sont remises en question.

Alors, on fait quoi ? Bhin, comme le mois passé, on pense à un moratoire. Un de plus. Est-il temps de généraliser la notion ?

Reardon, S. (2019). Pig brains kept alive outside body for hours after death. Nature, 568(7752), 283-284. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30996321. doi:doi: 10.1038/d41586-019-01216-4

Vrselja, Z., Daniele, S. G., Silbereis, J., Talpo, F., Morozov, Y. M., Sousa, A. M. M., . . . Sestan, N. (2019). Restoration of brain circulation and cellular functions hours post-mortem. Nature, 568(7752), 336-343. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30996318. doi:10.1038/s41586-019-1099-1

 

-284 – 5. ASTRONOMIE, TROU NOIR.

Nous avons tous vu la « première image d’un trou noir » que la presse a diffusé dès le 10 avril

… mais l’article de Castelvecci (2017) est plus compréhensible.

De quoi s’agit-il ? C’est vrai, l’image est remarquable. D’abord au point de vue technique. La semaine passée, nous rapportions la première image directe d’une planète extra-solaire obtenue en combinant 4 télescopes en un télescope virtuel d’ouverture 10 fois plus grande. Le même principe est utilisé ici, non pas avec de la lumière visible dont la longueur d’onde est d’une fraction de µm, mais avec des ondes radio millimétriques – mille fois plus facile ! Et puis, au lieu de combiner les instruments en un miroir virtuel de quelque 100m de diamètre, on combine de nombreux radiotélescopes sur toute la surface de la Terre, y compris au pôle Sud. Techniquement, l’exploit est formidable, mais la gouvernance du projet l’est presque autant.

Quant à l’image elle-même, que nous dit-elle ? i) Comme les planètes autour du soleil, comme les anneaux de Saturne, comme n’importe quelle nébuleuse spirale, tout ce qui tourne s’organise en disque autour de l’axe de rotation. Le gigantesque trou noir (plusieurs milliards de masse solaire) dont il est ici question a aussi son disque de matière. Elle n’est pas visible pour nous, sauf la région la plus proche du trou noir qui est en train de se faire avaler par lui. Dans sa folle course vers l’abîme, cette matière émet les ondes radio que nous observons. L’interprétation de l’image est compliquée. Alors que l’anneau de Saturne n’est pas visible derrière la planète, l’espace déformé par le trou noir n’a pas les ombres de chez nous. La géométrie là-bas n’est pas la nôtre ! Ainsi, en géométrie euclidienne le trou noir apparaîtrait 5 fois plus petit. Une chance pour la présente observation. Ainsi va l’inimaginable – pour le commun des mortels – géométrie la relativité générale. ii) L’anneau n’est pas homogène. Cela est dû à la vitesses de cette matière ionisée, en chute spiralante. Nous la captons différemment selon que nous la voyons tourner vers nous ou dans le sens opposé.

De ces données expérimentales, les théoriciens se régalent.

Beaucoup espèrent que, quelque part, la magnifique concordance avec la relativité générale va enfin se casser, ouvrant peut-être la voie à une théorie quantique de la gravitation que l’on dit nécessaire. Aurélien Barrau (http://lpsc.in2p3.fr/barrau/) sera mon hôte le 3 octobre à Lausanne. Il nous en dira plus sur ce sujet aussi.

Castelvecchi, D. (2017). How to hunt for a black hole. By creating a telescope the size of Earth, astronomers hope to grab the first images of an event horizon – the point of no return. . Nature, 543, 478 – 480.

 

-382. GLACIERS, FONTE, NIVEAU DE LA MER. ÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE. Pour mettre les choses au net.

Perte de masse des glaciers de montagne et contribution à la montée du niveau des océans. En 55 ans, la fonte des glaciers de montagne a contribué à l’élévation du niveau des océans de 27±22mm (on note l’incertitude). Plus sûrement, on sait qu’actuellement, leur contribution est de 0,9±0.4mm/année, à peu près autant que la contribution de la fonte de la calotte du Groenland et nettement plus que la fonte de l’Antarctique. À la fin du siècle, la contribution des glaciers de montagne sera en baisse, mais encore significative alors que la contribution du Groenland et de l’Antarctique sera en hausse.

 

25.04.2019 Nature 568,7753

-469 – 476. COSMOLOGIE, ONDES DE GRAVITATION.

Le point sur les nouvelles frontières des ondes de gravitation.

En 1918, Einstein postule l’existence des ondes de gravitation. En automne 2016, elles sont détectées par les interféromètres LIGO dont la longueur des bras est ainsi modifiée d’un 10-21ème, ce qui correspond à 1/1000 du diamètre d’un proton. Costaud ! Le présent article fait le point sur la situation deux ans plus tard, ce que l’on a déjà appris et ce que l’on va, peut-être, apprendre bientôt. Il y a beaucoup et je n’en comprends pas la moitié parce que la relativité générale me dépasse. Deux exemples.

Question triviale : Quelle est la vitesse de ces ondes de gravitation ? Einstein disait qu’elle doit être celle de la lumière. Moins d’une année après la première détection, fut détecté un autre évènement, la fusion de deux naines blanches, étoiles de matière effondrée d’une densité telle que la Terre tiendrait dans ma chambre. L’intérêt de l’évènement est qu’il produit aussi une forte et soudaine émission de rayons X qui fut détectée par les télescopes optiques. La connaissance de l’heure d’arrivée des deux signaux permet de déterminer leur vitesse relative. Résultat: elles sont égales, en tous cas pour les 15 premières décimales ! S’il nous regarde, il doit bien rigoler, Einstein.

Question compliquée : comment se passe la fusion de deux naines blanches ? Quelle est l’hydrodynamique de cette étrange matière ? Des premiers résultats seraient pour bientôt.

On dit que la culture consiste à voir large. Imagine-t-on plus étonnante source que les révélations des ondes de gravitation ?

Miller, M. C., & Yunes, N. (2019). The new frontier of gravitational waves. Nature, 568(7753), 469-476.

 

Un livre à recommander 

Nordmann, R. (2019). Le plan solaire et climat. Lausanne: Editions Favre.

Comment passer de 2 à 50 GW photovoltaïque pour remplacer le nucléaire, électrifier la mobilité et assainir les bâtiments.

Techniquement, c’est facile. Ce livre le montre de manière convaincante.

 

26.05.19. Luc Recordon nous fait savoir :

ACTUALITES 5’000 milliards de dollars ? C’est le montant des subventions pour les énergies fossiles dans le monde en 2017. Le Fonds monétaire international a rendu public ce chiffre en présentant une étude complète le 2 mai dernier. Cela représente 6,5% du PIB mondial et 289 milliards pour la seule Union européenne.

L’action auprès de la Caisse de pension est d’autant plus nécessaire. Ça bouge !

divest-cpev.ch.

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