Bonsoir à tous. Je suis le directeur du centre du Céda de Saclay. Et malgré le contexte, nous avons tenu à maintenir cette conférence, d'abord parce que plusieurs personnes s'y étaient préparées, mais surtout parce que dans notre mission, il y a celle de diffuser la science. Et ces conférences... font partie de nos outils et de notre effort d'information, de communication pour rendre la science compréhensible, la rendre ludique.
Et je n'ai pas de doute sur le fait que cette conférence de ce soir va remplir cette mission. J'espère que vous avez compris les contrôles de sécurité que nous avons mis à l'entrée. Ce n'est pas l'habitude de l'INSTN et de cette zone du centre de Saclay de voir des contrôles comme ça mis en place, mais je pense que vous vous y êtes prêtés.
de manière compréhensive et tous les salariés du centre de Saclay depuis quelques temps s'y prêtent aussi. Ça ne nous empêche pas de travailler et il faut que nous continuions à travailler, à continuer nos recherches, continuer nos études, continuer à faire fonctionner nos installations. C'est ce que nous faisons depuis une dizaine de jours et nous allons continuer à le faire dans les semaines, les mois et les années qui viennent.
Ce centre se développe, nous allons continuer à travailler, je crois que ça fait partie de notre mission et l'intérêt de... tout notre pays de continuer sur ce registre. Merci en tout cas de vous être prêté à ces contrôles.
Je crois que ça valait le coup et je vais laisser Marie Vandermeerche introduire cette conférence de Roland Leloup que je salue. Merci à tous. Bonsoir à tous.
Bienvenue donc au CEA Saclay pour cette nouvelle conférence Cyclope. Alors, nous allons parler d'une des interactions fondamentales de la matière, la gravitation. Et c'est vrai qu'il y a une autre interaction fondamentale dans une société, c'est la cohésion. Donc celle-ci est vraiment une force, contrairement à la gravitation.
Et je vous remercie d'être là aujourd'hui, présent avec nous. Alors aujourd'hui, nous allons donc parler à nouveau de la gravitation, comme le titre de cette conférence vous l'indiquait, avec Roland Lehoucq. Alors pour ceux qui n'ont pas eu la chance de suivre la conférence du 2 juin dernier, je vous représente Roland. qui est cosmologiste à l'IRFU, l'Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'univers.
Alors Roland est cosmologiste, il est aussi cosmique logiste et comics logiste, puisque l'un de ses hobbies préférés est d'éclairer finalement avec le langage de la raison les œuvres de science-fiction et les comics en tout genre. Donc, belle mission de Roland dont nous allons encore profiter ce soir. Et je sais que vous êtes nombreux à attendre cette conférence.
Alors, cette conférence sur Interstellar et donc sur la relativité générale n'est pas vraiment un hasard du calendrier. Il s'avère qu'il y a 100 ans, jour pour jour, le grand Albert écrivait sa théorie de la relativité générale et révolutionnait ainsi la notion de gravitation. Alors quand je dis jour pour jour, ok, je m'en tiens exclusivement à un référentiel terrestre. Mais entre nous, nous savons bien que tout est une question de courbure de l'espace-temps et nous allons voir cela ce soir très très bien.
Alors Cooper, le héros d'Interstellar, le sait aussi puisqu'il aura l'étrange privilège durant ce film, ou la malédiction devrais-je dire plutôt, de vieillir moins vite que sa propre fille Murphy. Ceci dit... Il ne fallait pas surfer trop près des trous noirs. On sait que c'est très, très dangereux.
Voilà. Mais loin de moi, l'idée de spoiler ce film. Donc, je vais laisser la parole à Roland qui va nous expliquer tout cela. Alors, petite mise en garde toutefois à l'approche de ce concentré de matière grise. Méfiez-vous, le temps passe très vite.
Voilà. Bonne conférence. Merci Marie pour la présentation et merci à vous d'être venu, d'avoir bravé les vents adverses pour être là ce soir pour entendre parler de physique quand même, l'air de rien, même si on va prendre prétexte d'un film de science-fiction que probablement tout le monde a vu.
Qui n'a pas vu Interstellar dans la salle ? Il devait y en avoir deux, voilà, il n'y en a pas si mal, ça n'est pas grave, tout va bien. Il n'est pas nécessaire d'avoir vu le film pour essayer de comprendre ce qui va suivre derrière. Je vous montrerai les images qui sont importantes, la notion de... Le film lui-même, l'histoire du film n'est pas très importante pour notre affaire.
Je rappellerai les éléments. Pour ceux qui n'ont pas vu le film quand même, voici un résumé. Et on ne va pas tout voir. Bon, c'est un peu compliqué.
Ceux qui ont vu le film comprennent pourquoi c'est comme ça. Là, on va voir trois choses. On va parler du trou noir, évidemment. Dans ce film, il y a un trou noir qui s'appelle Gargantua, le bien nommé.
Pour un film américain, c'est pas mal, ils ont des références plutôt bonnes. On va en parler, et ça va être même le cœur de notre discours aujourd'hui. On parlera aussi d'une autre chose qui est...
Qu'est-ce que j'ai fait ? J'ai pu sur le même bouton, c'est ça ? Voilà, le deuxième, il est là. On va parler aussi de la planète de Miller, une planète sur laquelle vont les protagonistes du film, et qui se trouve être en orbite autour de Gargantua.
Et puis on va parler aussi de la Cooper Station, une station orbitale à la fin. Donc il y a plein de choses dont on ne parlera pas, plein, plein, plein de choses dont on ne parlera pas, des choses qui sont pour certaines délirantes au sens de la science, d'autres choses qui sont intéressantes au sens de la science, des choses qui sont mal montrées, enfin il y a plein de choses à dire sur ce film. On va se concentrer vraiment sur la gravitation dans ce film, puisque la gravitation est vraiment au cœur de l'intrigue du film.
Voilà une image, on va y revenir bien en détail tout à l'heure, de Gargantua, de son disque d'accrétion, Gargantua le trou noir qui est ici, son disque d'accrétion, qui est toute cette chose brillante-là, et puis... La planète Miller qui est ici. La gravitation et le temps, l'écoulement du temps, sont au cœur de l'intrigue du film, puisque, comme le disait Marie, il y a une affaire où finalement un père se retrouve plus jeune que sa fille, plus jeune biologiquement, plus jeune que sa fille, ce qui est évidemment une situation un peu curieuse.
Remarquez que Christopher Nolan, pour les cinéphiles quand même dans la salle, il devait y en avoir aussi, qui a fait ce film où le temps joue un rôle important. Il a fait d'autres films où le temps jouait un rôle important. On va poser la question, putain c'est trop surprise. Citez-moi d'autres films de Nolan où le temps jouait un rôle important. Memento, il y a Memento.
Ça c'est un personnage qui perd la mémoire, chaque jour il perd la mémoire de ce qui s'est passé la veille. Et il essaie d'avoir une vie cohérente. Bref, je ne raconte pas l'intrigue mais c'est un super film, ça c'est vraiment un super film.
Et puis il y a un autre film qui est Inception, où il y a des affaires sur le temps imbriqué, sur le temps du rêve, les différentes... C'est du temps plutôt personnel, plutôt interne. C'est vraiment le passage du temps, comme dans son cerveau, finalement, plutôt que le passage du temps dont on va discuter là, qui est transformé, modifié par les conditions physiques.
Alors, pour comprendre ce qui se passe d'abord dans ce film, il faut d'abord comprendre un peu ce qu'est la gravitation, et la gravitation selon M. Einstein, cette théorie dite de la relativité générale, qui a 100 ans, pas aujourd'hui, mais quasiment. dont on fête le centenaire cette année. Si ça vous intéresse, il y a énormément de choses qui sont publiées en ce moment sur la relativité générale. Première chose dans la revue pour la science, il y a aussi une chose dans un hors-série de Sciences et Vie, et encore dans la recherche, et encore dans CLS Space, enfin dans à peu près toutes les revues scientifiques, de vulgarisation scientifique, il y aura quelque chose sur la relativité générale.
Donc vous choisissez celle qui vous convient le mieux, vous lisez toutes. Et puis l'institut Henri Poincaré aussi, dont vous connaissez sûrement le directeur, qui est Cédric Villani, notre médaille-fille de National, grand rockstar des mathématiques. et a produit, passée dans une ville à Nîles, l'institut Henri Poincaré, un film qui évoque ça et qui est en ce moment montré dans une exposition qui est à l'institut Henri Poincaré à Paris et qui est sur un DVD qui va être distribué gratuitement dans l'exposition.
Donc si vous voulez savoir des choses très en détail ou plein d'autres choses sur la société générale, vous restez ici d'abord pendant une heure, vous allez apprendre des trucs, plus sur Interstellar, et puis il y a plein d'autres endroits où vous pouvez en apprendre bien plus que ça. La première chose qui est importante à comprendre pour comprendre la relativité générale, c'est quelque chose qui s'appelle l'universalité de la chute libre. Une constatation qui date, disons, de Galilée, mais dont il n'a pas fait l'expérience par lui-même, mais il a fait des expériences de pensée, une expérience de pensée, qui l'a convaincu que les objets, quelle que soit leur masse, quelle que soit leur composition, tombaient de la même façon dans les champs de pesanteur.
Et puis des expériences ont été faites pour vérifier ça avec une précision de plus en plus grande, et l'année prochaine, en début d'année prochaine, va être lancé un satellite qui s'appelle Microscope. qui va vérifier cette égalité, cette égalité de masse inertielle et masse gravitationnelle, je dis ça techniquement pour ceux qui comprennent, les autres, ce n'est pas grave, vérifier que les objets tombent de la même façon dans les champs de pesanteur. Et si on n'est pas dans l'espace, si on n'est pas sur la Lune, si on est dans des conditions particulières malgré tout, on peut regarder cette petite vidéo qui vous montre la chute de deux objets dans une énorme chambre à vide. Regardez, cette énorme chambre à vide, c'est une chambre où on teste pendant des satellites dans des conditions du vide de l'espace.
Regardez les plumes d'autruche et la boule de bowling qui tombe, c'est absolument sidérant, exactement au même rythme parce que là évidemment l'air ambiant absent ne vient pas perturber la chute de la plume qui aurait volté évidemment dans l'air tandis que la boule serait tombée essentiellement tout droit. Là sans air donc dans le vide les objets tombent exactement de la même façon. Il y a une autre vidéo que vous pouvez trouver sur internet qui est très amusante, il y a celle-ci. Il y en a une autre aussi qui a été faite sur la lune. qui s'appelle...
Elle s'appelle... Vous cherchez en anglais Thether, la plume, en anglais, et Hammer, le marteau. Thether, Hammer et Apollo 15. Et vous allez chercher ça sur Google.
Vous trouvez directement cette vidéo où vous voyez un astronaute qui lâche un marteau de géologue et une plume de faucon. L'univers s'appelait Falcon pour Apollo 15. Il est lâché en même temps, et dans la pesanteur lunaire et en l'absence d'air sur la Lune, les objets, la plume et le marteau tombent exactement en même temps. C'est une expérience assez jolie, qui avait été imaginée par Galilée, qu'il n'a jamais faite. Il imaginait lancer du sommet de la tour de Pise un lourd boulet de bois, un lourd boulet de plomb et un boulet de bois de même taille, et il les imaginait arriver exactement en même temps, si l'on pouvait enlever l'air. C'était là l'expérience de pensée, à l'époque.
il n'était pas capable de supprimer l'air sur la trajectoire de Deboulet, de faire quelque chose qui soit sans perturbation due aux frictions atmosphériques. Et il avait quand même réussi à comprendre que les objets devaient tomber de la même façon dans les champs de pesanteur. Et ça, c'est une idée extrêmement importante qui a donné à Einstein son idée de la façon dont il allait travailler la gravitation.
Et cette idée-là, elle est toute entière contenue dans cette phrase-là, qui est de la main d'Einstein lui-même, c'est lui-même qui l'avoue, qui réalise que... Quelqu'un qui est en chute libre ne sentira plus son poids. Alors, pour comprendre cette expérience-là, c'est que finalement on peut effacer la pesanteur, de toute façon effacer la pesanteur, effacer la gravité, effacer cette force qui nous tire vers le centre de la Terre.
On peut l'effacer en se mettant en chute libre, en étant justement pleinement soumis à la pesanteur, sans support, vous n'avez pas le sol, il y a l'air de vous tomber, et quand vous êtes pleinement soumis à la pesanteur, vous avez l'impression qu'elle a disparu. Et ça semble assez paradoxal. Alors, si vous vous rappelez maintenant le boulet qui tombe avec la plume d'autruche, imaginez-vous assis sur le boulet, vous tombez exactement en même temps que le boulet, évidemment, vous êtes assis dessus, et vous tombez aussi exactement en même temps que la plume, et donc devant vous, la plume ne bouge pas.
Si on pouvait faire ça, la prochaine fois que vous êtes dans un ascenseur qui se décroche, je ne le vous souhaite pas, mais si ça vous arrive, au lieu de hurler, ça ne sert à rien, vous êtes promis une mort certaine, faites de la physique pendant les environ une à deux secondes que va durer la chute. Donc il faut avoir un peu de présence d'esprit. Vous vous imaginez tomber dans l'ascenseur. Vous tombez, vous tombez. L'ascenseur, c'est une idée, une expérience de pensée qui est due encore à Einstein.
L'idée, c'est qu'on ne voit pas l'extérieur. Donc on ne se voit pas tomber, au sens où on voit défiler quelque chose et on sait bien qu'on est en train de tomber. Là, vous êtes dans l'ascenseur ensuite libre.
Vous tenez un objet dans votre main. L'objet tombe avec vous, évidemment, parce que vous le tenez. Mais si maintenant, vous lâchez l'objet, pendant votre chute, il y a l'air qui va un peu perturber ça.
Mais si on oublie un peu l'air... Et bien comme la plume et le boulet, l'objet va tomber exactement au même rythme que vous. Et donc vous, en train de chuter, l'objet en train de chuter au même rythme que vous, vous allez voir l'objet fixe, comme ça, bêtement si j'ose dire, devant vous.
Et vous aurez l'impression que l'objet tient tout seul en l'air, alors qu'en fait il est en train de tomber avec vous exactement au même rythme que vous. Ça c'est l'idée que, en chute libre, on a l'impression que la pesanteur a disparu, en chute libre on ne sent plus son poids. Une façon d'être en chute libre, elle est très simple, c'est de vous mettre près du vide, Pas trop profondes préférences pour ne pas avoir des catastrophes à la suite, et de vous jeter dans le vide. Et le temps de votre chute, vous êtes en impesanteur.
Attention, impesanteur. C'est fini. D'accord ?
C'est très facile. Alors, on peut faire ça plus longtemps, dans les ascenseurs qui se décrochent. Ça, c'est une possibilité.
On peut faire ça plus longtemps si on est dans cet Airbus A310-0G, un Airbus qui enchaîne des vols paraboliques, donc il va monter... Alors là, l'Airbus, il monte à 45 degrés. Ce n'est pas du tout des inclinaisons habituelles pour des avions.
Quand on voit ça de l'extérieur, on ne se dit jamais je monte dans cet avion Donc l'Airbus monte comme ça. À un moment donné, il coupe ses moteurs, essentiellement, pas tout à fait, mais il coupe ses moteurs. Il va faire une trajectoire comme ça, parabolique, de mouvements sans propulsion, seulement sous l'influence de la gravité. Pendant cette petite partie de la trajectoire, il va être... Les gens, lui, tout le monde est en chute libre.
Donc les gens sont comme ça dans l'avion. Là, l'avion est en train de tomber. Et puis, à un moment donné, quand même, on arrête le coup, on remet les moteurs, et hop, l'avion fait une ressource, comme on dit, hop, il se remet en...
il se recable dans l'autre sens, et c'est reparti. Donc, il va enchaîner un vol comme ça, et il va enchaîner des parties paraboliques de chute libre qui durent une vingtaine de secondes, et puis des parties où le ressource, où là, la gravité est un peu plus élevée, enfin, la gravité apparente est un peu plus élevée, et on se retourne dans une situation d'impesanteur pendant 20 secondes. L'autre situation, où on est en impesanteur...
C'est être en orbite autour de la Terre, ça c'est le nom dont nous avions parlé dans la conférence sur Gravity. Et là, en orbite autour de la Terre, ça veut dire que vous êtes en chute libre permanente, vous tombez vers la Terre, mais vous la ratez en permanence. Ce qui est non vu d'ici n'est pas très facile, si je dois tomber vers la Terre et la rater vu d'ici, c'est pas facile. Sauf si vous mettez un grand mouvement sur le côté, alors avec une très grande vitesse, alors il faut oublier les murs, les montagnes et tout ça, on va imaginer que la Terre est parfaitement sphérique. Si vous tombez, vous êtes à un mètre au-dessus de la Terre et vous allez...
Vous allez tomber vers la Terre, donc 1 mètre, vous allez les parcourir en une fraction de seconde. Et puis si en même temps, vous avez un mouvement sur le côté à peu près 7900 mètres par seconde, donc ça veut dire quand même beaucoup de milliers de kilomètres par heure, une trentaine, plus de 30 000 kilomètres par heure sur le côté, la Terre est courbée, vous allez tomber... Et vous déplacez sur le côté. Mais comme la Terre est courbée, vous vous êtes déplacé en mettant une seconde, si c'était une seconde votre chute.
Alors du coup, ce n'est pas un mètre, c'est un petit peu plus qu'un mètre, évidemment, si c'est une seconde votre chute. Vous tombez en une seconde de sa longueur, en gros 5 mètres, vous tombez de 5 mètres, et à 7900 mètres par seconde, vous partourez 7900 mètres. Mais comme la Terre est courbée, elle a disparu sous vos pieds de 5 mètres.
Et comme vous êtes déplacé suffisamment vite sur le côté, la Terre, elle s'est penchée, elle est courbée, donc elle a disparu sous vos pieds de 5 mètres, et vous tombez de 5 mètres, vous vous retrouvez au même endroit. Et si vous enchaînez ça tout le temps, si vous réitérez le processus, vous n'avez rien d'autre à faire qu'à être dans le vide, vous oubliez les montagnes, les maisons, les bateaux, tout ça, il y a une Terre parfaitement sphérique, et vous êtes en orbite autour de la Terre à 5 mètres d'altitude, en gros. Donc voilà, l'impesanteur, c'est non pas la disparition de la pesante, de la... pesanteur, c'est la disparition de ces effets parce que vous êtes pleinement soumis aux champs de gravité de la planète par exemple, vous êtes en chute libre, c'est le cas particulièrement frappant quand on est dans l'airbus à 0 G, quand on est en chute sur un mètre ou deux, ou quand on est évidemment en orbite autour de la Terre. Alors de cette première chose qu'a imaginée Einstein, le fait que les objets chutent de la même façon dans les champs de pesanteur, Ça veut dire que quand je suis en chute libre, j'ai l'impression que la pesanteur a disparu, que j'ai pu effacer d'une certaine façon la pesanteur.
Il y a l'autre situation, c'est qu'en fait on ne vous a rien dit, mais depuis le début de la conférence, on était sur Terre, donc vous sentiez la pesanteur naturellement, mais en fait, le directeur du centre a discrètement branché les fusées qui propulsent l'amphithéâtre vers cette direction-là, qu'on appellera le haut, avec une accélération qui est exactement égale à celle de la pesanteur. Et dans cette pièce, sans aller voir à l'extérieur si vous êtes effectivement dans l'espace ou si vous êtes bien resté sur Terre à sa clé, vous n'avez aucun moyen, il y a des petits guillemets, mais il n'y a aucun moyen de se rendre compte que vous êtes effectivement sur Terre subissant une gravité de 1 g dû à la présence de la Terre ou dans une fusée qui accélère exactement vers le haut, avec une gravité, une accélération, excusez-moi, exactement égale à une gravité terrestre. Et donc cette équivalence entre impesanteur et chute libre...
Elle a une traduction qui est là dite très bien par Tournesol. Le moteur atomique qui propulse la fusée de Tintin crée à l'intérieur, parce que la fusée est accélérée par le moteur, une manière de pesanteur artificielle. Et quand le moteur est coupé, cette pesanteur artificielle disparaît et ils sont au cul par-dessus tête, ils sont en impesanteur.
Ils redeviennent en chute libre. Et donc ça, c'est d'autres conséquences qu'on appelle aussi principe d'équivalence d'Einstein, qui dit que localement, dans l'espace et dans le temps, c'est-à-dire... pas sur une trop grande zone et pas pendant trop longtemps. En pratique, comme je disais tout à l'heure, cette pièce-là, si vous étiez assez malin avec des appareils suffisamment sensibles, vous pourriez vous rendre compte que vous êtes bien sur la Terre plutôt que sur une fusée qui accélère vers l'eau avec un jet. Mais c'est plutôt subtil, la différence ne sera pas facile à faire avec des moyens rudimentaires.
Donc localement, dans l'espace et dans le temps, les effets d'un champ de gravité sont identiques à celui d'une accélération. C'est l'autre conséquence, gravité. et accélération, c'est la même chose, au moins localement. Alors, pour remontrer ça, voilà un astronaute dans l'ISS, dans la Station Spatiale Internationale, et lui, il est évidemment en impesanteur. Et ce qui va se passer dans cette séquence qui est extrêmement intéressante, c'est qu'au bout d'une quarantaine de secondes du film, la station orbitale va être propulsée pendant quelques secondes, quelques dizaines de secondes, pour la faire changer d'orbite.
Cette station spatiale, bien qu'elle soit à peu près 400 km d'altitude, elle frotte sur les hautes couches de l'atmosphère. Et comme elle frotte un peu sur les hautes couches de l'atmosphère, même très ténue, ça la fait descendre un peu. Donc de temps en temps, il faut la remonter. Et puis il y a aussi parfois des débris orbitaux, on en a parlé dans Gravity, dans la conférence sur Gravity, il y a des débris orbitaux qui, pour être plus sûr, doivent être évités.
Évidemment, il ne faut pas que la station percute un débris, sinon il y a vraiment des problèmes. Et donc parfois, on modifie un peu l'altitude de la station pour être certain qu'elle ne percutera pas tel débris qui est suivi. Donc là, qu'est-ce qui se passe au début ? Regardez bien ce qui se passe. Donc là, il est en impesanteur.
Là, les feuilles volettent, c'est à cause du souffle d'air, de l'aération. Donc ce n'est pas ça. Il a un appareil photo un peu chic, il le lâche, il tient tout seul. C'est normal, l'appareil photo est en chute libre, l'astronaute est en chute libre, la station spatiale est en chute libre, ça veut dire qu'ils sont en orbite, en fait, ils sont en chute libre permanente. Donc là, il nous met l'appareil photo parfaitement immobile, et à un moment, la station va être propulsée, va être propulsée.
Et regardez bien ce qui va se passer quand elle va être propulsée. Là, pour l'instant, tout le monde est en chute libre. Donc tout le monde tombe exactement au même rythme et regardez là, elle est propulsée la station spatiale internationale. Et l'appareil photo se déplace tout seul comme s'il y avait une gravité artificielle qui le tire dans ce sens là parce que la station est accélérée de l'autre côté. L'accélération est toute petite, elle vaut à peu près deux millième de G, deux millième de gravité terrestre.
Regardez là, ça va être super, ça va faire Star Wars. Regardez bien, il a remis son gros appareil photo, il a bien visé la caméra et regardez, ça fait chouette. Il n'y a plus besoin de se prendre la tête à faire Star Wars en vrai. Regardez, wow, Star Wars.
Et vous avez vu que le truc bouge tout seul, alors que ça restait fixe dans l'air, parce que tout le monde était en chute limo-mendrite, les objets tombent de la même façon dans les champs de pesanteur. Et dès que la station est propulsée, ça donne l'illusion à l'intérieur de la station d'être dans un champ de pesanteur très faible, dont la valeur est environ 2 000 ièmes de g, et pendant la durée de la propulsion de la station, on gagne 2 à 3 mètres par seconde, ce qui permet de changer l'altitude de vitesse orbitale sur presque 7 700 mètres. par seconde, donc c'est une toute petite augmentation de vitesse qui permet de changer l'orbite de la station. Donc c'est vraiment important. Il y a des expériences qui montrent ça avec une précision remarquable, l'équivalence entre impesanteur et chute libre et puis entre accélération et gravité.
Alors, une première application de cette affaire-là, c'est le vaisseau qui s'appelle Endurance dans Interstellar. Ce vaisseau, voilà sa forme, il y a son plan, il y a des tas de choses qui sont indiquées. On le voit très bien dans le film, il va se mettre en rotation sur lui-même, ce vaisseau. Alors là, vous avez pigé pourquoi il va se mettre en rotation. S'il se met en rotation autour de son axe, mettons ici, son axe de symétrie, alors pas tout à fait parce qu'il manque un bout, mais enfin, mettons autour de ce point-là, ça veut dire qu'il va tourner dans ce sens-là, par exemple, dans le sens inverse des aigus d'une onde, par exemple.
Et donc, ces endroits qui sont ici, celui-là, celui-là, celui-là, peuvent être considérés comme des planchers. à cause de quoi ? De la force centrifuge qui va s'exercer sur les personnes et les objets qui sont à l'intérieur des blocs qui sont là. Et donc, quand on voit ce vaisseau tourner, on se dit c'est normal, il va tourner Pourquoi ?
Ça va créer à l'intérieur de chaque petit bloc ici, sur ce plancher-là, sur ce plancher-là, sur ce plancher-là, etc., ça va créer une pesanteur artificielle qui résulte de l'accélération centrifuge. Et donc ça c'est bien, les passagers qui sont à l'intérieur, ils vont pouvoir comme ça... Sentir une pesanteur agréable, ils ne seront pas en train de flotter, ils vont faire un grand voyage, c'est agréable d'avoir une pesanteur pour boire un coup, pour aller aux toilettes, penser aux toilettes en pesanteur, je vous laisse réfléchir à ça, ce n'est pas facile, etc. Donc, c'est pratique. Et quelle va être la pesanteur qu'ils vont choisir ?
Assez naturellement, on va dire la pesanteur de la Terre. Donc l'accélération centrifuge va être égale à une gravité terrestre. Et du coup, les dingues comme moi, ils font une chose, ils mesurent la période de rotation, ils regardent bien le film, Et puis, regarde, en combien de temps l'endurance fait un tour ?
Et en ayant cette période de rotation, on peut déduire... Qu'est-ce qu'on peut déduire ? Le rayon de l'endurance, de sorte que l'accélération centrifuge, qui dépend à la fois du rayon et de la période de rotation, de sorte que là, je ne dis pas comment, ceux qui savent, c'est bien, les autres, ce n'est pas grave, ce n'est pas très important, ça dépend du rayon, de l'éloignement à l'axe de rotation, et ça dépend de la période de rotation, disons, de la vitesse, entre guillemets, à laquelle vous tournez, de la fréquence à laquelle vous tournez, ou de la période. la période, c'est l'inverse de la fréquence, eh bien, avec un tour en 12 secondes, pour que ça fasse une gravité terrestre ici, on peut déduire que l'endurance fait 35 mètres.
Voilà le genre de choses que j'aime bien faire. Vous pouvez écouter le film en détail. Nulle part, on vous donnera les plans de l'endurance.
Ça, c'est trouvé sur le site du film, sur le site internet du film. Et nulle part, on vous dira la taille de l'endurance. Vous pouvez bien l'écouter, il n'y aura pas.
Donc ça, j'aime bien faire ça, des enquêtes scientifiques qui consistent à trouver de l'information qui n'est pas donnée dans le film, mais que l'on peut déduire par la physique et par l'observation du film. La prochaine enquête va nous amener à déterminer la masse du trou noir Gargantua. Et après, un truc encore plus dément. Pour l'instant, la masse, deuxième objectif, la masse du trou noir. Donc, là, ils utilisent pleinement l'équivalence entre gravité et accélération pour que l'accélération centrifuge donne une manière de gravité artificielle à l'intérieur.
Alors, de ces conséquences, de cette constatation, aussi simple que ça, c'est-à-dire réaliser à quel point c'est important que l'équivalence de la chute libre, c'est-à-dire le principe d'équivalence d'Einstein, le... L'universalité de la chute libre, Einstein a compris que c'est un point si fondamental qu'il en a fait la pierre angulaire de sa théorie de la gravitation. Et ça lui a permis, là je ne rentre pas dans les détails, dans tous les détails, ça lui a permis de remplacer la vision de Newton, où il y a la gravitation, c'est une force qui existe entre deux corps matériels, une force à distance, les corps n'ont pas besoin de se toucher, et qui s'exerce instantanément.
Ça c'est un vrai problème pour M. Einstein, et notamment qui a forgé une théorie dite de la relativité restreinte, qui montre qu'il existe une vitesse limite que l'on ne peut pas dépasser et que cette vitesse est la vitesse de propagation de la causalité. Quand j'en vois, quand je veux agir sur quelque chose, eh bien ça prend toujours un certain temps et ça ne peut pas se faire plus vite qu'une certaine vitesse, qui se trouve être la vitesse de la lumière.
Donc une attraction gravitationnelle instantanée, ça pose des problèmes. C'est pour ça qu'il avait dans un premier temps mis de côté la gravitation et qu'il y est revenu ensuite avec la relativité générale. Il a remplacé ça, une vision d'une force entre deux objets, par autre chose.
La gravitation n'est plus une force. La gravitation est la manifestation de la courbure de l'espace-temps, courbure qui est imposée par la matière qu'il contient. Donc c'est comme si l'espace-temps était, disons, une scène de théâtre. Pour Newton, l'espace-temps est une scène de théâtre qui est absolument figée, la même pour tout le monde, et les acteurs, les particules, interagissent entre eux, par la manière de force, sur cette scène.
Pour Einstein, c'est tout à fait différent. La scène de théâtre, qui est l'espace et le temps, est déformée par la présence des acteurs, des particules, qui interagissent entre elles, les particules, par l'interaction électromagnétique, par toutes les interactions autres que la gravitation, d'une part. Et d'autre part, interagissent entre elles par la gravitation, parce qu'en déformant l'espace-temps, elles s'imposent des mouvements les unes les autres, mais la gravitation n'est plus cette fois-ci une force, c'est simplement la déformation de la structure, finalement du théâtre, de la scène, dans laquelle évolue la matière. Donc la gravitation n'est plus une force. Et il a écrit une équation, ceci n'est pas une équation d'ailleurs, ceci est une locomotive qui est dans le cimetière de train dans une ville de Bolivie.
Voilà, je suis désolé, donc ceci n'est pas une équation. Il a écrit une équation qui va relier la façon dont l'espace est déformé à son contenu matériel. Je ne vais pas détailler cette équation, mais en gros, il y a une égalité ici, il y a égal, il y a écrit égal, et à gauche, il y a quelque chose qui est la géométrie de l'espace, qui va dire comment l'espace est déformé. D'accord ? Ça, c'est de la mathématique, c'est la géométrie de l'espace.
Vous mettez ce que vous voulez quand vous voulez jouer avec n'importe quelle géométrie, mais en physique, vous ne mettez pas ce que vous voulez, vous mettez quelque chose qui dépend de... Le contenu matériel et énergétique, mais le contenu matériel de l'univers qui est ce truc-là. Puis là, il y a des constantes fondamentales.
Donc, il y a la géométrie, enfin, on s'en fout pas, mais disons que c'est pas grave si on n'en parle pas. La géométrie est égale au contenu de matière-énergie et matière se déplace dans la géométrie qu'elle déforme. Donc, il y a une espèce de chose qui se mort la queue qui rétroagit sur le contenu.
Donc, l'espace est courbé, l'espace-temps est courbé par la présence de matière. Et c'est ce qu'on appelle la gravité. Et maintenant, beaucoup de choses vont commencer à être sensibles à la gravité. La matière ordinaire, ça comme d'habitude, mais des choses qui ne l'étaient pas dans la vision de Newton.
La lumière. La lumière va se déplacer dans un espace déformé. Et bien elle va suivre ce qu'on appelle une ligne de plus court chemin, une géodésique. Et cette géodésique est une ligne droite, entre guillemets, c'est une ligne de plus court chemin.
Dans l'espace plat de la surface de la table, cette géodésique est une ligne droite. Par entre deux points. On peut tracer une unique ligne droite, à condition qu'elle soit bien l'un en face de l'autre, et une ligne droite, c'est la ligne de plus court chemin.
Si c'est déformé, la ligne de plus court chemin, c'est une ligne droite. On ne l'appelle plus ligne droite, on l'appelle géodésique, et puis c'est une ligne qui a une forme spéciale qui dépend de la géométrie. Donc maintenant, la lumière va être aussi sensible, on va le revenir tout à l'heure, va être aussi sensible à la gravité, qui est maintenant la déformation de l'espace-temps.
Alors, une question qui se pose, c'est que se passe-t-il ? Là, il faut le... On va le discuter tout de suite pour comprendre Gargantua ensuite. Qu'est-ce qui se passe dans des régions courbées au point que la lumière même ne peut pas s'en échapper ?
Vous avez un bloc de matière qui a des propriétés particulières, on va voir lesquelles dans un instant. Et ce bloc de matière, mettons cette sphère pour faire simple, a des propriétés qui font que la courbure qu'elle impose, cette sphère de matière, est énorme. En fait, elle tend vers l'infini, elle diverge en un point central.
Elle est énorme au point que la lumière même ne peut pas s'en échapper. Un objet comme ça, ça va s'appeler un trou noir. Je ne rentre pas dans toute l'histoire des trous noirs, ils ont été imaginés bien avant, dès le 19e siècle, le 18e siècle même. Et bon, il y a un monsieur qui s'appelle Karl Schwarzschild qui a, un des premiers, pu résoudre l'équation, en fait, quand je dis l'équation qu'on a vue tout à l'heure sur le train, en fait, c'est 16 équations.
Il y a 16 équations, mais il y en a qui se ressemblent, il y a des symétries, en fait, il n'y a que 10 équations. Donc ce n'est pas une équation, en fait, cachée là, il y en avait dix. Schwarzschild résout dans des cas particuliers, par exemple pour une sphère de rayon r et de masse m, il a résolu l'équation d'Einstein, ce qui a été considéré par Einstein à l'époque où Schwarzschild a publié sa solution comme un tour de force mathématique.
Einstein pensait qu'on n'arriverait peut-être jamais à trouver de solution à ces équations qu'il avait écrites, mais dont il voyait bien aussi la complexité. Et M. Schwarzschild a montré qu'un objet qui a un rayon qu'on appelle maintenant le rayon de Schwarzschild, si toute la matière d'un astre de masse m est contenue dans un rayon plus petit que... Le rayon de Schwarzschild, qui vaut pour le Soleil 3 km, c'est un tout petit rayon.
Le Soleil, je rappelle, pèse d'abord 2 000 milliards de milliards de milliards de kilogrammes. C'est beaucoup. Et il est contenu dans une sphère...
Son rayon, c'est à peu près 700 000 km. Je rappelle, la Terre, c'est à peu près 330 000 fois moins massif que le Soleil. Et son rayon est à peu près 109 fois plus petit.
La Terre, c'est rien du tout. C'est une poussière au regard du Soleil. Eh bien, si le Soleil, vous réussissez à mettre toute sa masse dans un rayon qui vaut 3 km, ça c'est la masse divisée par la masse du Soleil, si la masse là-haut vaut une fois la masse du Soleil, si m vaut 1 et en dessous en unité de masse du Soleil, eh bien, vous avez un objet, un trou noir, un objet qui courbe tellement l'espace-temps entendu que même la lumière ne peut s'en échapper. Alors, qu'est-ce que ça veut dire en termes de courbure ?
Comment on le comprend ? Parce qu'évidemment, en termes de gravité newtonienne, on est bien embêté. La lumière n'est pas sensible à la gravité newtonienne.
Comment on le comprend en termes de courbure ? Alors, c'est une gageure, aujourd'hui j'ai fait plusieurs tentatives, pour être sûr que, là vous allez normalement, vous devriez sentir que vous vous soulevez légèrement au milieu de la conférence, normalement, si tout se passe bien. Donc là il y a un diagramme ici qui est le temps, en bon anglais, et l'espace ici.
Le tournoi il est là-bas mais pour l'instant il ne nous intéresse pas. On va regarder ce qui se passe ici. Il faut commencer à penser relativiste. Si vous voulez progresser en physique relativiste, il faut penser relativiste.
Ça veut dire penser l'espace et le temps en même temps. alors que d'habitude, vous le pensez séparément. Vous dites, quand vous êtes ici en train d'attendre, vous êtes quelque part, et vous pensez le temps, parce que vous dites, la conférence s'éternise un peu, au contraire, je ne comprends rien, ça va trop vite. Vous pensez le temps, parce que vous ne bougez pas. Quand vous commencez à bouger en voiture, vous pensez l'espace, vite, il faut que j'arrive, il y a une idée de temps, vous êtes pressé éventuellement, mais vous pensez soit l'espace, soit le temps, mais vous les pensez souvent séparément.
Essayez de penser les deux en même temps. Un objet qui ne bouge pas, par exemple, moi, qui ne bouge pas, je suis quoi dans l'espace-temps ? Je ne bouge pas dans l'espace, et je bouge dans le temps, forcément le temps s'écoule. Donc je suis, si je prends l'espace horizontalement, et le temps verticalement, comme ça je ne prends qu'une seule dimension d'espace, alors qu'il y en a trois, c'est plus compliqué à visualiser, je suis une ligne verticale.
Quel est l'aspect spatio-temporel de la salle ? Pourvu que personne ne bouge. Personne ne bouge ?
Vous êtes des spaghettis spatio-temporels. Vous êtes tous parallèles les uns aux autres, à des endroits bien posés dans la salle. Et vous vous développez...
Enfin, des boudins spatio-temporels. Vous n'êtes pas strictement ponctuels. Moi non plus, d'ailleurs. Nous sommes tous donc des boudins spatio-temporels.
Alors maintenant, vous, vous ne bougez pas. Vous êtes donc toujours les boudins spatio-temporaux. C'est-à-dire que vous ne vous bougez pas dans l'espace.
Et je fais vers le haut pour dire que c'est comme si la troisième dimension voulait donner le rôle du temps. Notre troisième dimension d'espace. Mais vous, vous ne bougez pas.
Vous êtes toujours des boudins spatio-temporels. Et moi, maintenant, je bouge. Je fais ça, moi, maintenant.
Qu'est-ce que je suis, moi, maintenant ? Je suis une ligne inclinée. Parce que moi, je me déplace dans l'espace et dans le temps, en même temps. Je suis une ligne inclinée comme celle-ci, qui se déplace à la fois dans l'espace et dans le temps.
Et puis si je vais de l'autre côté, je suis une ligne inclinée de l'autre côté. Ce qui veut dire que ça, c'est quelque chose qui se déplace vers la droite, quelque chose qui se déplace vers la gauche à vitesse constante. Ce quelque chose qui est ici, c'est la lumière. Prendre de la lumière, car c'est la chose qui se déplace le plus vite possible.
Il est impossible d'aller plus vite que la lumière, donc toute chose qui se déplacera dans l'espace et dans le temps aura sa trajectoire comprise entre ces deux limites, la lumière qui part vers la droite ou la lumière qui part vers la gauche. Cette chose-là, on l'appelle le cône de lumière. Et puis les autres, vous, moi, les objets, les particules matérielles, sont à l'intérieur de ce cône de lumière.
Ça, on est loin, on est quelque part dans l'espace, au milieu de rien. Il n'y a pas de matière, il n'y a rien. Si maintenant on s'approche de matière, et singulièrement éventuellement d'un trou noir, donc si on arrive dans une zone d'espace-temps qui va être courbée, comment ça va se traduire ?
Eh bien ça va se traduire par le fait que le cône de lumière va faire deux choses. D'abord, il va se resserrer, et il va éventuellement s'incliner vers l'objet massif. Et si l'objet est massif au point... qu'il devienne un trou noir, au point que la lumière ne puisse s'en échapper. Ça veut dire que quand je suis à l'intérieur, le cône de lumière est encore plus resserré, et il est tellement incliné que même un rayon qui part vers la gauche, même un rayon qui part vers la gauche reste à l'intérieur de l'objet, à l'intérieur du trou noir.
Ce n'est pas facile à imaginer d'ici, quand la lumière part, ça, il est parti par là. Mais dans un trou noir, la lumière qui part à gauche, elle reste dans le trou noir. Cette limite qu'il y a entre l'extérieur, où on peut faire des tas de choses amusantes, Et l'intérieur, on pourrait essentiellement rester à l'intérieur, ça s'appelle l'horizon des événements. La taille de cet horizon, c'est justement le rayon de Schwarzschild.
Donc, si vous prenez le Soleil et que vous le mettez dans une sphère, c'est un gros effort quand même, parce qu'il fait 500 000 km de rayon, et vous l'écrabouillez dans une sphère qui fait 3 km de rayon, donc il faut faire un certain effort, eh bien, vous obtenez un objet qui est un trou noir, qui va courber tellement l'espace-temps, qu'à l'extérieur, essentiellement, vous faites ce que vous voulez, et à l'intérieur, vous ne pouvez que rester à l'intérieur, vous ne pouvez pas sortir de cet endroit-là. Ça s'appelle horizon. Parce que ça sépare finalement tout l'univers en deux zones. L'intérieur, du trou noir, où on ne peut que rester.
Toute chose doit y rester. Et l'extérieur, qui est, faites ce que vous voulez. Et il faut mieux viser, il faut faire attention de ne pas tomber dedans, sinon c'est foutu. Vous ne ressortirez pas, puis vous arriverez à d'autres problèmes.
On va y voir tout à l'heure. Donc les trous noirs sont des objets qui existent quand même. Voici une vue de la région centrale de la Voie lactée, de notre galaxie. Cette région centrale... Ici, elle est entre ces deux flèches qui est ici.
Là, l'échelle, c'est une année-lumière à la distance de 26 000 années-lumière, qui est la distance du centre de la galaxie. Donc la distance parcourue par la lumière en un an à l'échelle du dessin, de l'image qui est ici. C'est une image qui a été faite par le Very Large Telescope Européen en infrarouge.
Et puis on s'est amusé même à zoomer cette zone-là. Donc voilà le zoom. Et voilà ce qui se passe.
Regardez, le temps qui défile là-haut, ce sont des années qui défilent. Et on voit des objets qui bougent. Ce sont des étoiles individuelles qui sont vues en infrarouge dans la zone centrale, la croix représentant... le centre de notre galaxie, le centre dynamique de notre galaxie.
Regardez cette étoile ici, regardez ce qu'elle fait. Elle fait un mouvement autour de cette zone-là, il n'y a rien, il n'y a rien de visible, il n'y a pas de lumière qui vient de la zone où il y a la croix, et on a une étoile qui fait une orbite elliptique, qui se déplace comme les planètes autour du Soleil, en suivant une ellipse dont le Soleil est un foyer et qui respecte deux autres lois dites lois de Kepler. Eh bien cette étoile, cette fois-ci, se déplace autour d'un objet dont on ne voit pas, qui ne brille pas, elle se déplace en suivant une orbite elliptique qui nous permet de déterminer que la masse de cet objet que l'on ne voit pas, qui ne brille pas, est à peu près 3,6 millions de masses solaires. Donc il y a un objet non brillant qu'on ne voit pas. Quand je dis qu'on ne voit pas, on peut regarder en radio ce qui se passe, on voit des choses, mais ce qui se passe est dans une taille qui est plus petite que la taille du système solaire, et cet objet qui est plus petit que la taille du système solaire, il fait 3,6 millions de masses solaires.
On pense qu'à cet endroit-là, il y a un trou noir qu'on appelle supermassif, 3 millions de masses solaires. Donc les trous noirs, ça existe, il y a aussi un certain nombre de candidats trous noirs, d'objets, dont on observe les manifestations, je ne vais pas tout détailler là, dont on pense qu'à l'œuvre, dans ces objets, à l'œuvre, il y a un trou noir. Pas toujours aussi gros, mais il y a un trou noir. Donc les trous noirs sont des objets qui maintenant, c'était une théorie sans objet pendant longtemps, et maintenant, le trou noir, ou la relativité générale, est une théorie avec objet. qu'est la gravitation, mais la gravitation dans des cas extrêmes, dont les trous noirs.
Alors, est-ce qu'on peut voir un trou noir ? Alors, il n'y a pas de trou noir qui se cache dans cette image, je vous rassure. C'est une image du ciel, une image synthétique du ciel, avec les vraies étoiles.
Sur cette image-là, on voit plein de choses. On voit, par exemple, les nuages de Magellan. Là, on est dans l'hémisphère sud, on voit les deux nuages de Magellan qui sont ici.
On va voir aussi la croix du sud, c'est cette constellation qui est là. On va voir aussi d'autres étoiles, Alpha et Beta du Centaure, on va voir Sirius, on voit Canopus, on voit Achernar, et puis on voit ici, enfin on ne la voit pas en fait, elle est tellement minable qu'elle est au centre là, au centre de ce truc il y a une étoile minable, on ne la voit pas, mais elle est là. Donc voilà, ça c'est le ciel normal, plutôt vu de l'hémisphère sud, bien sûr, mais c'est le ciel normal.
Si maintenant on met un trou noir entre nous, observateurs sur Terre, et ce ciel lointain, un objet... Et quand on est à 10 fois son rayon de Schwarzschild, qu'est-ce qui se passe ? Cette image, la voilà, elle a été simulée par un collègue astrophysicien à l'Institut d'astrophysique de Paris, Alain Riazuelo.
Donc voilà le trou noir, il a un certain rayon de Schwarzschild, et vous êtes à 10 fois ce rayon de Schwarzschild du trou noir, et vous regardez le ciel qui vous apparaît, c'est le même ciel, mais regardez l'aspect qu'il a. Bon d'abord, il y a un truc bizarre au milieu, c'est une première chose, mais regardez, il y a deux étoiles brillantes là, elles n'étaient pas là tout à l'heure, ces deux-là. Et puis je ne parle même pas de cette espèce de truc déformé, de ça, enfin c'est un peu carnaval maintenant cette image-là. Alors en fait, quand on regarde bien, on peut reconnaître des choses.
D'abord, on voit qu'il y a une espèce de structure circulaire qu'on appelle l'anneau d'Einstein. Une espèce de cercle-là sur lequel il y a des choses qui s'alignent, c'est-à-dire ça qui a l'air de tomber. Ces deux étoiles-là sont symétriques par rapport au centre-là.
Et ces deux étoiles-là, qu'est-ce que c'est ? Ces deux-là, eh bien c'est l'image déformée, déviée. et amplifier de la minable étoile qui était juste derrière le trou noir. Cette étoile-là, on la voyait comme une petite étoile toute minable, mais parce qu'il y a le trou noir devant nous, la lumière qui vient de cette étoile va nous arriver par des chemins déviés.
L'objet trou noir déforme l'espace-temps considérablement dans son voisinage et va dévier la lumière, ce qui fait que ça va d'une part provoquer ces images multiples, d'autre part montrer des images amplifiées lumineusement. Donc des étoiles très brillantes pour une étoile qui était normalement très faible. Si on regarde bien, On va voir aussi plein de petites choses.
Ici, on voit le petit nuage de Magellan qu'on voyait tout à l'heure. Ici, on voit la croix du Sud, mais qui n'a pas tout à fait la même forme. Vous voyez qu'elles sont un petit peu déformées. On voit encore ici Alpha et Beta du Centaure, c'est plus facile. On voit ici Canopus qui est ici.
Et là, regardez, ce truc-là, c'est le petit nuage de Magellan encore. Ce grand bazar qui est là, et ce grand bazar qui est là, c'est le grand nuage de Magellan. Donc on voit que là, on a des images.
Le petit nuage de Magellan, il est là, et il est aussi une fois à l'intérieur. Et puis on peut continuer. On va... Ah zut, qu'est-ce que j'ai fait ? Encore une bêtise.
C'est arrivé. Le petit nuage de Magellan. Là, on voit la croix du Sud qui est ici. Et vous voyez qu'à chaque fois, c'est diamétralement opposé. Pas tout à fait symétrique.
C'est pas symétrique, mais c'est diamétralement opposé. Cette chose, le centre et l'image sont alignés. On voit aussi ces deux choses-là, ces deux étoiles qui sont l'alpha-bêta du centaure. Et ce que l'on constate, on voit Canopus, je ne sais pas où il est, Canopus qui est ici.
Donc ce que l'on constate, c'est qu'il y a tout le ciel habituel qui est à l'extérieur d'un anneau qui s'appelle l'anneau d'Einstein. Dans l'anneau d'Einstein, il y a une copie du ciel entier. Dans l'anneau qui est ici, il y a une copie du ciel entier.
Et en fait, si on regarde bien dans le détail, en regardant tout près ici, mais ce n'est pas visible sur l'image, on voit une autre copie, et encore plus près, une autre copie du ciel. Donc il y a de multiples copies du ciel dans des anneaux concentriques autour du trou noir. Ça, c'est dû au fait que la lumière va être déviée très intensément, très efficacement. par la présence du trou noir.
Donc l'effet du trou noir, c'est distorsion des images, amplification des images éventuellement, un objet peu lumineux peut devenir très lumineux, et puis éventuellement des images multiples, un objet unique va donner de multiples images. Ça, on en voit des effets, pas par des trous noirs, mais ces effets qu'on appelle dits de lentilles gravitationnelles, on le voit cet effet, vous devriez voir normalement très bien, qu'il y a des espèces de choses qui sont des petits arcs, comme ça, circulaires, qui sont dues au fait que ces gros objets, ces objets brillants, sont des galaxies d'un amas de galaxies, et la masse de l'amas de galaxies, qui lui n'est pas un trou noir, mais cette masse est quand même suffisante pour déformer l'espace-temps, et déformer quoi ? La direction des rayons lumineux d'objets qui sont plus lointains que l'amas de galaxies.
Ce qui fait que les objets qui sont plus lointains, on va les voir déformés, alors là, sous forme de petits arcs, qui devraient apparaître pour vous, quand on en prend un peu de recul, on doit très bien voir cette petite structure en arc d'objets plus lointains que l'amas qui déforme. Voilà un autre cas encore plus... manifeste, où là on voit presque parfaitement fermé l'anneau d'Einstein.
Il y a une galaxie, la source bleue qui est ici, qui est située derrière, presque parfaitement alignée avec cet objet-là, qui est une galaxie qui est plus proche de nous, et qui va dévier la lumière de l'objet qui est en arrière-plan. Donc, la gravité, parce que c'est une manifestation de la courbure, c'est quelque chose qui est la déformation de l'espace-temps, va dévier la lumière. Quand c'est un trou noir, il y a des déviations extrêmes, mais ça dévie la lumière tout le temps.
Alors, vous vous rappelez de la première image du trou noir qu'on a vue tout à l'heure ? Je vais vous en montrer d'abord une avant de revenir à cette image du trou noir dans le film. Voilà une image qui est en fait la première image d'un trou noir, première image calculée, une image synthétique d'un trou noir. Le trou noir est là, entouré par un disque d'accrétion, un disque de matière.
Donc on a vu que si le trou noir est devant le fond d'étoile, le fond d'étoile va être déformé. Mais il y a aussi une autre possibilité de voir le trou noir, de détecter sa présence, c'est qu'il soit entouré de matière. qui tombe sur ce trou noir. Et cette matière, en tombant sur le trou noir, va prendre la forme d'un disque, et ce disque, il va rayonner, il va être brillant, il va être lumineux, mais la lumière qui nous en vient va être elle-même déviée par la déformation imposée par le trou noir.
Et du coup, le disque, il apparaît de façon bizarre. Cette image-là, elle est de 1979, elle est due à Jean-Pierre Luminé. C'est la première image d'un trou noir entouré d'un disque d'accrétion. Alors, qu'est-ce qui se passe ?
Le disque, le dessin, voilà un petit dessin qui explique un peu l'idée. Vous avez le trou noir qui est ici, vous avez un morceau du disque là, l'autre morceau là. Et quand vous regardez, vous êtes dans cette direction à regarder, vous allez voir en lumière directe la partie avant du disque, vous allez voir l'arrière du disque que vous n'auriez pas dû voir, mais dont la lumière vous parvient quand même parce qu'elle est déviée par la présence du trou noir, par la déformation de l'espace-temps imposée par le trou noir.
Et même... le dessous de la partie arrière du disque va être dévié, vous arrivez, et voilà ce que vous voyez, le trou noir, ça c'est l'image secondaire de la partie arrière du disque, et ça c'est l'avant du disque, et ça c'est l'arrière, la partie supérieure de l'arrière du disque. C'est ce qui est représenté ici. Sauf ce petit morceau-là, parce que là, le disque qu'avait représenté Jean-Pierre était un disque opaque, on ne voyait pas à travers.
Une image comme celle-ci, encore les Français, Jean-Alain Marc, un physicien de Meudon, décédé prématurément il y a une bonne dizaine d'années, qui avait représenté aussi ça. Ça, vous trouvez ce film-là sur YouTube. C'était la deuxième fois qu'on représentait de manière réaliste un objet qui est un trou noir, le voilà.
Le fond d'étoile était là juste pour faire joli, il n'y avait pas de déviation particulière comme on les a vus avec les simulations de Rivas Velo. Et là, on voit le disque de matière qui entoure le trou noir. Comment nous apparaîtrait-il si nous étions un observateur extérieur au trou noir qui regarde ce disque ? Et donc, quand le film Interstellar produit ça, d'une part, il produit une image qu'on reconnaît.
D'autre part, il se vante un peu en disant que ce sont les premiers à faire ça. Il se vante même beaucoup. Il y a deux Français qui ont fait ça bien avant eux, pratiquement 40 ans avant eux. Cette image qui est ici, maintenant, on la comprend.
Il y a le trou noir qui est ici. Il y a la planète Miller. Donc ça, on va en discuter. Et puis il y a autour le disque d'accrétion, et qu'est-ce qu'on détecte ?
Qu'est-ce qu'on voit plutôt ? On voit le brise d'accrétion qui brille en lumière visible, je vais y revenir. On voit ici donc la partie avant du disque.
On voit au-dessus, c'est la partie arrière du disque qui est d'une certaine façon redressée, entre guillemets, à cause de la déformation de l'espace-temps imposée par le trou noir. Et puis qu'est-ce qu'on voit en dessous ? On voit la partie inférieure de l'arrière du disque. Donc ça c'est absolument impeccable.
Ce qui est représenté là, du point de vue visuel, c'est... Disons quasiment impeccable. Il y a des petits défauts, vous allez voir pourquoi.
Le premier d'abord, c'est que ce disque-là, je le vois avec mes yeux, les astronautes le voient avec leurs yeux. Donc il brille en lumière visible. Si ce disque brille en lumière visible, ça veut dire que sa température est de l'ordre de 4000, 5000 degrés.
Ce qui n'est absolument pas la température qu'on attend pour un disque d'accrétion tonitronoire. On attend plutôt des millions de degrés, quelque chose qui brille en rayons X. Inutile de vous dire que si ce disque brillait en rayons X, la planète qui est ici, c'est même pas la peine d'y aller.
Elle est irradiée complètement en rayons X de façon si intense que ce n'est même pas la peine d'aller voir si c'est possible d'y vivre. Ce n'est pas possible. Ne vous approchez pas d'un disque d'accrétion de trou noir, c'est très dangereux.
Si jamais vous avez l'envie, vous prenez. Donc là, on nous montre un disque visible qui correspond à une température qui est une température de milliers de degrés, qui n'est pas la température réaliste d'un disque d'accrétion. Ensuite, on voit que la luminosité du disque est, je ne vais pas dire uniforme, mais disons relativement uniforme.
On voit bien qu'elle est un peu plus faible ici. un peu plus brillante là, mais il y a un effet supplémentaire que j'ai appelé À Hollywood, même les trous noirs se maquillent Et la raison est la suivante, voilà le disque tel qu'il est représenté dans le film encore, une autre vue du disque du film. En réalité, ce qu'il faut imaginer, c'est que ce disque d'accrétion, il n'est pas là à ne pas bouger, il tourne autour du trou noir. C'est de la matière en orbite qui éventuellement va dissiper de l'énergie orbitale par friction interne, ce qui va le chauffer, et il va finir éventuellement par tomber sur le trou noir. Cette matière finit par tomber sur le trou noir.
Mais elle tourne d'abord. en spirale autour du trou noir. Et donc, il y a une partie de la matière qui vient vers vous, et une partie de la matière qui s'éloigne de vous.
Par exemple, cette partie-là vient vers vous, cette partie-là s'éloigne de vous. Et vous savez que de la matière brillante qui s'approche de vous ne va pas apparaître de la couleur qu'elle a si vous étiez au repos par rapport à elle. Ça, c'est le même effet que quand on écoute une moto passer. Qu'est-ce qu'elle fait, une moto qui passe ? Waouh !
D'accord ? Elle va de l'aigu au grave. Quand elle s'approche, elle est aiguë, puis elle passe, puis après, elle est grave. Pour la lumière, c'est pareil. La lumière qui s'approche, elle est aiguë, plus bleue.
Et la lumière qui s'éloigne, plus exactement, une source de lumière qui s'approche, on va la voir plus aiguë en termes de son. Ça veut dire en termes de lumière, ça va être plus bleu. Et une source de lumière qui s'éloigne, on va la voir plus grave.
En termes de lumière, on dit plus rouge. Donc ça va changer la couleur de la source de lumière. Et ce qu'on devrait voir, c'est plutôt quelque chose comme ça déjà.
Plus bleu ici et plus rouge là. Ces images-là, ils les ont calculées, c'est pour voir qu'il les ait faites à leur place. Donc ils le savaient évidemment.
Le physicien Kip Thorne, qui est un spécialiste de l'articité générale, a bien dit à Nolan, attention, c'est ça les vrais trucs. Il y a ça. Mais Nolan a dit, non, non, ils sont des techniques, il a dit, non, non, mais moi ça ne me plaît pas, c'est trop compliqué, les spectateurs ne vont rien comprendre, d'ailleurs moi je n'y comprends rien.
Et puis c'est plus joli quand je ne mets pas ça. Mais on devrait déjà voir ça. Et puis il y a un deuxième effet, c'est que non seulement ce disque, il s'approche de vous, il y a une partie qui s'approche et qui s'éloigne, ça c'est vrai, mais les vitesses à laquelle il s'approche et s'éloigne de vous sont très importantes.
Donc l'effet Doppler, cet effet de décalage vers le bleu quand on s'approche, ou vers le rouge quand on s'éloigne pour la lumière, il y a aussi un effet qu'on appelle de focalisation relativiste. Un objet lumineux qui s'approche de vous à des vitesses comparables à celles de la lumière, cet objet va paraître plus brillant qu'il n'est en réalité. Plus bleu et plus brillant.
Et s'il s'éloigne, Il va paraître plus rouge, l'effet Doppler, et moins brillant que s'il était au repos par rapport à vous. Et donc le véritable aspect, c'est celui-là. Voilà comment aurait dû apparaître Gargantua.
Donc ils le savent, ils l'ont publié, ça c'est des photos qui ont été publiées dans un article scientifique qui a expliqué tout ce qui s'est passé dans la partie simulation des images du trou noir, et c'est Nolan qui a dit non, non, ça c'est trop compliqué, ils sont trop bêtes, ils payent 10 euros pour aller voir mes films, donc c'est une preuve qu'il faut que j'enlève des trucs trop compliqués pour que ça ne les épuise pas. Donc il a gardé l'image que vous connaissez tous, celle-là, alors qu'elle aurait dû être assez différente si on avait tenu compte de tous les effets. Donc les images de Luminé et Jean-Alain Marc, non seulement sont les premières, mais sont réalistes, elles. C'est des images à vertu scientifique. Celle-ci n'est que plausible, parce qu'elle tient compte des effets.
Ils savent ce qu'ils ont jeté, mais ils ont jeté des choses qui auraient dû être là et qui n'y sont pas. Donc elles ne sont que plausibles. Et elles sont évidemment de qualité visuelle.
Alors évidemment, les stations de calcul maintenant, c'est autre chose qu'à l'époque de Jean-Alain Marc ou de Luminé, qui lui faisait ça, je ne vais pas dire à la main, mais son dessin, ce n'est pas de l'impression. C'est du crayon. L'illuminé, qui est un très bon dessinateur aussi, a représenté au crayon les densités qui sortaient de ces calculs, des colonnes de chiffres. Maintenant, la question qu'on va se poser, c'est quelle est la masse de Gargantua ? Parce que c'est un trou noir, d'accord, mais les trous noirs, on en a dit de toutes les masses.
Il y a les trous noirs qu'on appelle stellaires, qui vont faire quelques masses solaires, 3, 4, 5, 10 masses solaires, et puis les trous noirs supermassifs, massifs, supermassifs, comme celui qui est au centre de notre galaxie. Celui-ci, de quelle catégorie est-il ? Pour ça, il faut comprendre une autre chose qui résulte de la gravité, c'est ce qu'on appelle l'effet de marée. L'effet de marée, on peut le comprendre comme ça. Si on le pense en termes de Newton, la Terre tombe sur la Lune, la Terre est attirée par la Lune, la Terre tombe sur la Lune, mais les parties de la Terre qui sont la plus proche de la Lune vont être tirées plus fort par la Lune que les parties de la Terre qui sont plus éloignées de la Lune.
Parce que la gravité, dans le terme de Newton, est une force qui dépend de la distance. Plus vous êtes loin, plus cette force est faible. Donc là, la partie de la Terre qui est la plus proche va être tirée plus fort que la partie de la Terre qui est la plus lointaine.
Puis celle sur les côtés, elle est tirée entre les deux, puis en plus en biais, pour viser la Lune. Ce qui fait que, quand on est dans le référentiel de la Terre, quand on se met du point de vue de la Terre, elle va avoir l'impression d'être étirée. Si on vous tire fort d'un côté, et on vous tire moins fort dans le même sens de l'autre côté, vous, vous avez l'impression d'être étiré. En plus d'être déplacé, vous aurez l'impression d'être étiré. Et cet étirement, ce qu'on appelle les forces de marée, et qui sont responsables de la déformation des choses facilement déformables sur Terre, qui sont par exemple les océans.
La masse océanique se déforme, la Terre tourne en 24 heures, deux marées hautes par 24 heures, 23h56. Donc la Terre est étirée selon l'axe Terre-Lune et compressée dans l'axe perpendiculaire. Ça, c'est la vision newtonienne.
Dans la vision... relativiste, d'Einstein, de déformation de l'espace-temps, il y a des lignes le long desquelles la Terre va être comprimée. Ce sont des lignes qui font le tour de la Lune.
Et puis, il y a des lignes radiales vers la Lune le long de laquelle la Terre va être étirée. Je vous rassure, c'est vrai aussi pour la Lune. La Lune, elle aussi, est dans le champ de gravité de la Terre, pour le coup, et elle aussi est étirée et comprimée selon qu'on est perpendiculaire à l'axe Terre-Lune ou parallèle à l'axe Terre-Lune, ou radial sur l'axe Terre-Lune. La différence, c'est que la Terre étant beaucoup plus massive, les effets de marée de la Terre sur la Lune sont plus importants.
Il n'y a pas d'océan sur la Lune, mais il faut quand même savoir que quand la marée est haute à Brest, Brest et toute la croûte continentale sous Brest, c'est-à-dire toute la France, se soulève d'une trentaine de centimètres. Donc on peut voir la marée haute à Paris, tout le monde se soulève de 30 centimètres. 30 centimètres, la croûte terrestre. Sur la Lune, la croûte de la Lune, par les marées terrestres, se soulève de 1 mètre.
Et dans le cas de Jupiter sur son satellite Io, la croûte de Io se soulève de 100 mètres. Je peux vous dire, sur Io, ça ne rigole pas. Bon, je rentre pas dans les thèmes, mais ça rigole pas.
Donc, ces forces de marée vont déformer la planète, mais imaginez que les forces de marée, donc déformer ce qui est déformable, les océans, et puis ce qui n'est pas déformable, ou plus difficilement, la partie solide. Mais la partie solide, qu'est-ce qui lui donne sa cohésion ? C'est précisément la gravité de la planète.
Donc pensez à la planète mineure dans le champ de pesanteur du trou noir. Pensons-le newtonien, ça va être un peu plus faible au début. Il y a cette force de marée qui se traduit en fait, en termes d'Einstein, comme des différences de rayons de courbure. La courbure ici.
Et la courbure là, c'est pas la même. Et moi, je comprends que dans un coin, la gravité est plus forte, et dans l'autre cas, la gravité est plus faible. Et donc du coup, je me sens étiré. Quand c'est moi qui subis ça, je me sens étiré.
Et bien, imaginez la planète Miller étirée par la force de marée du trou noir. Si l'étirement, le trou noir, bonne masse, c'est un truc, ça rigole pas, c'est petit en plus, et bien si la force de marée est importante, elle pourrait briser la planète. Si vous avez suivi l'actualité scientifique ces derniers temps, vous avez peut-être vu des photos spectaculaires du satellite Phobos qui ont été prises par la sonde Mars Reconnaissance Orbiter.
Des photos magnifiques où on voit des failles parallèles entre elles qui résultent des forces de marée de Mars sur son satellite Phobos qui, en l'étirant, le craquel... radialement, par étirement, et Phobos, qui est à seulement 6000 km d'altitude au-dessus de la surface de Mars, on estime que dans 30 millions d'années, il va se briser en morceaux sous l'effet des forces de marée, et dont des parties vont tomber sur Mars. Ça veut dire que Phobos, il est foutu, dans 30 millions d'années, il n'y a plus Phobos. Étiré par les forces de Mars.
Donc ça a des effets, et c'est quoi ? C'est la gravité de Mars, les forces de marée de Mars contre la gravité propre de Phobos. C'est une lutte entre deux forces, une force de cohésion du satellite, et une force d'étirement qui est due... à l'objet extérieur, donc en l'occurrence au trou noir.
Donc qu'est-ce qu'il faut faire ? Il faut comprendre à partir de quelle masse de gargantua la planète Miller ne sera pas détruite par les forces de marée. Et on a des informations sur la planète Miller, parce que dans le film, on nous dit, ça c'est dit explicitement, que la gravité de la planète Miller, c'est 130% de la gravité de la Terre. Donc ça donne tout de suite des informations sur la planète Miller, notamment sa gravité, bien sûr, mais on peut en déduire aussi sa masse et son rayon. La gravité dépend de la masse et du rayon.
Et si on dit que la planète Miller a une composition voisine de celle de la Terre, eh bien, ça donne l'idée de la place, de la masse et du rayon de la planète Miller. Et donc, du coup, il faut que la gravité de Gargantua ne soit pas suffisante pour briser Miller. Alors, pour un trou noir près de l'horizon, un trou noir... Alors, on s'en fout, ça, c'est pour ceux qui savent. La réponse qui est importante, c'est là.
Un trou noir qui fait une masse solaire, si vous êtes au voisinage de son horizon, pas trop loin du trou noir, près de l'horizon, là où ça commence à devenir vraiment pénible, La force de marée, c'est 8 milliards de gravité terrestre par mètre. Vous vous faites environ 2 mètres, ce qui est généreux pour vous. Ce n'est pas très généreux parce que 2 fois 8 milliards, ça fait 16 milliards. Ça veut dire que si vous faites 2 mètres et que vous avez les pieds orientés vers le trou noir d'une masse solaire et la tête à l'opposé, vous êtes tiré par une force qui représente 16 milliards de fois votre poids actuel.
Ça s'appelle spaghettification. Vous êtes pulvérisé par les forces de marée. Au voisinage de l'horizon, si vous en êtes très très très très loin, tout va bien.
Mais quand vous vous en approchez, et si vous en approchez un peu trop près, et vous voyez qu'on peut montrer que le un peu trop près c'est quand même déjà assez loin, vous êtes écrabouillé, étiré, déchiré par les forces de marée. Pour un trou noir de une masse solaire. Mais regardez, ça dépend, pour ceux qui savent, de l'inverse du carré de la masse. Plus le trou noir est massif, plus les forces de marée sont faibles. Incroyable !
Plus le trou noir est massif, plus les forces de marée sont faibles. On peut faire le petit calcul derrière, je vous fais grâce de ça. Pour le cas de Planète Miller, dont on a des informations, et du trou noir Gargantua, quelle est la masse qu'il faut donner au trou noir pour que ces forces de marée ne détruisent Planète Miller ? Il faut que le trou noir fasse au moins 225 millions de masses solaires.
Un trou noir supermassif. Qui existe ? Enfin, ça existe. 3 millions dans notre centre, dans notre galaxie.
Il y a des galaxies, comme la galaxie Messier 87. qui a un trou noir dont on pense qu'il dépasse le milliard de masses solaires. Et les trous noirs supermassifs les plus massifs qu'on ait jamais imaginés au centre d'une galaxie, avec quelques informations, avec quelques observations, c'est pas juste une lubie, eh bien c'est des choses qui peuvent atteindre jusqu'à 10 milliards de masses solaires. Donc 225 millions de masses solaires, disons qu'on se doute, on pense, même avec une grande certitude, une grande probabilité plutôt, que ça existe dans l'univers.
Donc Gargantua est un trou noir supermassif. Ce qui est curieux, c'est qu'est-ce qu'il fout au milieu de rien ? Les tondeurs supermassives qu'on connaît, ils sont tous au centre d'une galaxie, et éventuellement d'une galaxie qu'on appelle active, qui est très émettrice en rayonnement radio, par exemple.
Donc, 225 millions de masses solaires. Alors du coup, maintenant, on comprend pourquoi il y a une grande vague. Il y a des masses océaniques sur la planète mineure, il y a une énorme force de marée, qui n'est pas suffisante pour briser la planète, mais quand même, ça fait une grosse vague.
Elle fait à peu près un kilomètre de haut, cette vague, donc c'est une belle vague. Bon, alors le 1 km, on peut le calculer, si on avait une idée plus précise. de la masse du trou noir.
Ce n'est pas ça qui m'intéresse dans cette discussion. C'est de réaliser une chose. Et quand ils arrivent, vous vous rappelez, ils se posent sur cette planète qui a l'air d'être recouverte par un océan. En tout cas, qui est largement recouverte par un océan.
Ils se posent au milieu de l'océan. En fait, ils ont pied. C'est assez curieux.
Ils marchent dans 40 cm d'eau. Et puis, à un moment donné, ils voient la vague arriver au lointain. La vague, un kilomètre de haut. D'où elle vient, l'eau de la vague ? De l'océan, vous allez me dire.
Évidemment, vous avez raison. Mais elle n'apparaît pas de rien. Il faut bien qu'elle soit prise quelque part.
Elle est prise à l'eau qui est autour, qui va être rassemblée pour faire la grande vague. Donc normalement, même s'ils se sont posés là, il y avait 40 cm d'eau, si la vague apparaît même très loin là-bas, on imagine quand même que vu sa taille absolument hallucinante, l'eau, elle doit se retirer de leurs pieds. Ils doivent voir l'eau qui, entre guillemets, disparaît, se retire, et ils doivent marcher sur le sol, et il devrait y avoir plus d'eau à leurs pieds. Si un jour vous êtes au bord de la mer, et que vous voyez la mer qui recule, barrez-vous, vite ! perpendiculairement à la surface de la mer, alors pour être le plus loin possible de la mer.
Si l'eau de la mer recule, si elle recule lentement, ça s'appelle la marée basse, d'accord. Mais si elle recule vite, c'est-à-dire que vous étiez peinard, et 5 minutes plus tard, l'eau est à 100 mètres ou à 50 mètres, Barrez-vous ! Ça veut dire qu'il y a une énorme vague qui arrive, ça s'appelle un tsunami, qui arrive et qui est en train de ramasser toute l'eau pour conserver la masse.
La vague, elle n'apparaît pas de nulle part. L'eau de la vague, elle est de quelque part. Et si cette vague est vraiment énorme, elle ramasse l'eau qui est autour d'elle. D'abord, on voit un recul du bord de la mer.
Puis après, la vague, elle arrive et boum, tsunami. Donc là, c'est une manière de tsunami. Et on devrait voir l'eau.
Là, l'eau, elle ne bouge pas. Elle est bête. Elle ne bouge pas. Elle devrait se retirer.
La marée haute, marée basse, ça se fait... Au rythme lent de la rotation de la Terre sur elle-même, on voit l'eau se retirer, puis l'eau revenir. C'est ça qu'on devrait voir, la marée, le flux et le reflux, avec une vague de 1 km et une période de 1 heure.
Ce n'est pas le même effet. Ce n'est pas tout à fait ce qu'on voit dans le film. On va maintenant aborder, pour conclure, je pense que je vais un peu dépasser l'heure, le temps élastique, le fait que sur la planète Miller, c'est ce que nous dit un des personnages, Romilly, sur la planète Miller, Une heure placée sur la planète Miller équivaut à 7 ans passés sur la Terre.
Une heure, 7 ans. C'est vrai que Cooper, qui passe 2-3 heures, 3 heures en gros sur la planète Miller, il faut dire que les gars c'est des dingues. Ils arrivent sur une planète qui est en orbite autour d'un trou noir et ils sont surpris qu'il y ait une énorme vague qui leur arrive dans la gueule. C'est juste, il ne faut pas déconner quand même. C'est un trou noir, une planète.
On fait trois calculs à l'avance, on réfléchit, on n'y va pas. On sait qu'il y aura des problèmes. Ce n'est pas la peine avec des grandes vagues comme ça. Ça ne va pas être facile d'habiter là-dessus.
Bon, enfin bref. Donc il nous dit ça. Alors d'abord, deux choses sur cette image.
Je reviens d'abord un peu sur l'image avant de poursuivre. On voit le trou noir dans le ciel, là. Il est joli. On voit la planète, on voit le trou noir, il est joli dans le ciel. Vous voyez que là, la planète, elle a l'air très en-delà du disque d'accrétion.
Alors quand on la voyait tout à l'heure, elle avait l'air juste un petit peu au-dessus du disque d'accrétion. Et là, elle a l'air bien au-delà du disque d'accrétion, bien avant, bien plus loin. Donc ça, c'est pas cohérent avec l'image d'avant.
C'est absolument pas cohérent. Là, ils ont mis... Ils ont voulu mettre un joli trou noir dans le ciel, tranquille.
Si la planète Miller était beaucoup plus près comme elle l'est représentée d'abord, le trou noir devrait représenter au moins les trois quarts, peut-être la moitié du ciel. Pas les trois quarts, mais la moitié jusqu'aux trois quarts du ciel. Donc un énorme trou noir.
Donc en fait, le fond de ciel devrait être tout noir et on ne devrait pas voir le trou noir. Donc là, c'est pareil. La remarque a été faite à Nolan. Oui, mais c'est parce que c'est pas joli ici. Non, évidemment, c'est plus joli de voir le trou noir comme ça.
Bon, OK. Mais en tout cas, la planète n'est pas à la position, une position cohérente et la vision du trou noir n'est pas cohérente à ce qu'elle devrait être. Et puis là, il y a une petite navette, vous voyez, qui descend vers la planète.
Vous vous rappelez comment ils sont partis de la Terre ? Avec une grosse fusée. Ils ont envoyé tout le monde dans l'espace avec une grosse fusée, genre les fusées qui ont envoyé les humains sur la Lune. Bon, très bien, il n'y a pas de problème, la gravité de la Terre, c'est beaucoup, il faut sortir, c'est compliqué. Et puis là, les gars, ils descendent avec une petite navette à la con, si j'ose dire.
Ils se déposent sur la planète mineure, qui, je rappelle, la gravité fait 130% de la gravité terrestre, et ils redécollent de la planète mineure avec la même petite chose qu'elle a, sans aucun problème. Alors que la Terre, elle a fait une grosse fusée. Il y a un petit problème aussi de cohérence là.
Simplement, maintenant, on a un engin qui est capable de décoller tout seul de 130% de la gravité terrestre, donc beaucoup plus forte, plus forte en tout cas, que la Terre. Si elle était plus faible, on dirait, bon, elle est plus faible. Mais là, elle est plus forte.
Donc là, il y a une cohérence aussi. Alors, effectivement, le fait que les durées dépendent de la position que vous avez par rapport à un objet massif, ça s'est avéré dans la relativité générale. Les horloges au sol, une horloge au sol, retardent par rapport à une horloge située en altitude. Si les gens qui sont en bas n'ont pas la même répercussion de la durée de cette conférence que les gens qui sont en haut, c'est normal. Vous n'êtes pas à la même altitude.
Donc si vous vous embêtez ici, c'est normal. C'est que simplement vous êtes trop bas, trop près du centre de la Terre, et que le temps vous retardait, vos horloges retardent par rapport aux gens qui sont là-haut. Évidemment, sur des écarts de 4-5 mètres d'altitude, 3-4 mètres d'altitude, les effets sont très faibles.
Ils sont très faibles, mais maintenant on sait les mesurer avec des horloges atomiques. Des horloges qui ont des précisions relatives de 1 seconde en 300 millions d'années. Ça veut dire des horloges qui battent la seconde. Et en 300 millions d'années, elles ont perdu 1 seconde. C'est des horloges précises, ça rigole pas.
Bonnes horloges. C'est celles qu'on met par exemple en orbite autour de la Terre, ou au sol aussi d'ailleurs, mais en orbite autour de la Terre pour faire le réseau GPS. Et dans le réseau GPS, ces horloges qui sont en orbite autour de la Terre, non seulement elles se déplacent vite par rapport à vous, en gros 7,7 ou 7,8 km par seconde, la vitesse orbitale. Donc il y a un décalage dû à leur vitesse relative, qu'on appelle dilatation des durées. Et il y a un autre décalage temporel qui est dû au fait qu'elles sont beaucoup plus hautes que nous et qu'une horloge au sol retarde par rapport à une horloge en altitude.
Et que si une horloge au sol retarde, il faut tenir compte de ce retard si vous voulez vous repérer par le réseau GPS qui consiste en un échange de signaux lumineux. Si vos horloges au sol et les horloges en haut ne sont pas synchronisés, Vous n'allez pas avoir la précision du mètre que vous attendez, vous allez plus souvent avoir la précision d'une dizaine de kilomètres. de dizaines de kilomètres. Donc cette correction gravitationnelle, ce n'est pas un effet de gamin. Si on ne le fait pas, le GPS, ça ne fonctionne pas du tout.
Donc si quelqu'un dit, ah oui, mais les horloges, la relativité générale et ça, ça ne marche pas, les horloges au sol retardent par rapport aux horloges en altitude, eh bien, si on pense que c'est faux, on ne croit pas au GPS. Du moins, le GPS ne fonctionnerait pas comme on le pense. Alors quand je dis retard, ça veut dire que vous pouvez faire aussi l'expérience, ça a été fait.
Vous prenez deux horloges absolument identiques, absolument synchronisées côte à côte. Vous en prenez une, vous la déplacez, elle revient. Celle-ci, elle a mesuré une durée du voyage, entre le moment où l'horloge autre est partie et l'heure venue, a mesuré une durée qui est différente de celle-là.
Et la différence, on sait la calculer selon les variations d'altitude de l'horloge qui a bougé, selon ses variations de vitesse. Il y a ces deux choses qui influencent, la variation de vitesse et la variation d'altitude. Et on sait les calculer, après on les compare, et on trouve exactement la valeur attendue selon la relativité générale. Donc cet effet de dilatation ou de retard des horloges qui sont dans les champs de gravité élevés, disons de dilatation gravitationnelle des durées, c'est un effet qui est avéré. Et donc quand on nous parle de ça, c'est plausible.
Ils sont dans le champ de pesanteur du trou noir. Ce n'est pas celui de la planète dont il est question le 1h07, c'est le champ du trou noir. On est dans le champ du trou noir et c'est possible qu'il y ait 1h07, on va voir à quelles conditions.
Si on prend un trou noir qu'on appelle statique, c'est-à-dire un trou noir qui est là comme une sphère, l'horizon de l'ombre est une sphère. Et puis c'est un objet qui ne tourne pas sur lui-même, c'est ça que ça veut dire essentiellement statique. Voilà la formule, bon on s'en fout, ça veut juste dire que, pour montrer qu'il y a des formules, ça se calcule tout ça, là il y a une heure, on appelle ça le temps propre, c'est le temps passé sur la planète, ça c'est 7 ans, c'est le temps passé pas sur la planète, ça c'est le rayon de Schwarzschild du trou noir qui vous concerne, et ça c'est la distance, bon on va dire la distance, c'est pas tout à fait la distance, enfin on va dire la distance qui vous sépare du trou noir. Équation, vous connaissez ça, parce que comment on le connaît maintenant ?
Eh bien je sais combien ça vaut, moi, le rayon de Schwarzschild de Gargantua, parce que la masse de Gargantua, c'est 225 millions de masses solaires. Et je sais que le rayon de Schwarzschild, c'est 3 km par masse solaire. Et donc du coup, ça fait 775 millions de kilomètres. Voilà le rayon de Schwarzschild. Donc je connais le rayon de Schwarzschild.
Et puis maintenant, je veux trouver ça, mais je connais ça, ça vaut une heure, ça, ça vaut beaucoup d'heures. Et je veux trouver l'heure. Petite équation à résoudre.
Quand on fait ça, on obtient que le rayon, il vaut 1,000 000 000 000 3 fois... l'orignon de Schwarzschild. Autrement dit, la planète Miller devrait être collée au trou noir, mais littéralement collée, à 0,3 milliardième de son rayon, donc vraiment à 300 mètres, quelque chose comme 300 mètres de l'horizon du trou noir, si on veut avoir cet effet de distorsion gravitationnelle. Et ça, c'est absolument pas ce qu'on voit dans le film, et puis ça n'est pas plausible non plus, parce que si la planète Miller est très proche, à ce point proche de Gargantua, elle est sous une orbite qui est instable. Un objet qui tourne, on peut tourner autour d'un trou noir sans aucun problème.
On peut avoir une orbite autour d'un trou noir. Si le Soleil se transforme instantanément en trou noir, pour la Terre, il ne se passe rien, à part le fait qu'il fait nuit tout le temps. Mais au point de vue orbital, aucun problème.
On est à 150 millions de kilomètres, très très très très loin du rayon de Schwarzschild, et là, l'approximation newtonienne, la description newtonienne convient très bien. Les effets vont commencer à se manifester de manière sensible quand on est proche de l'horizon du trou noir. Et donc, on peut être en orbite autour d'un trou noir, n'empêche qu'il y a une orbite, au-delà de laquelle, si on est plus proche que cette orbite, alors on est instable.
On ne peut pas rester en orbite de façon stable. La plus petite perturbation vous fait tomber, soit tomber vers le trou noir, soit vous échapper. Pour être en orbite stable, il faut être plus loin que 3 fois le rayon de Schwarzschild.
Et là, il ne faut être pas 3 fois 1,... Donc l'orbite en question, non seulement elle est vraiment collée au trou noir, si on n'y croit pas, mais en plus de ça, elle est instable. Donc ça ne marche pas.
Il semble qu'il n'y ait pas de solution. Alors en fait, la solution vient d'une constatation, c'est que des trous noirs peuvent être en rotation. Alors un trou noir en rotation, pour essayer d'imaginer ce que ça implique sur l'espace-temps, dit en termes rapides, c'est cette rotation va entraîner l'espace-temps avec lui.
Cet entraînement a été mesuré dans le cas de la rotation de la Terre, qui n'est pas un trou noir, mais qui déforme l'espace-temps très modestement, parce qu'elle n'est pas très massive finalement, elle n'est pas très compacte. autour d'elle-même, ça déforme l'espace-temps autour d'elle-même, et comme elle est en rotation, ça entraîne légèrement. Ça a été mesuré par un satellite qui s'appelle Gravity Probe B, et ça a mesuré exactement ce qu'on attendait, la valeur qu'on attendait pour la masse de la Terre avec sa vitesse de rotation.
Donc ce n'est pas un effet, en tout cas dans les champs faibles, on sait le vérifier. Qu'est-ce que ça veut dire ? Imaginez-vous le trou noir, cette fois-ci en rotation, comme cette espèce-là.
Le trou noir, c'est la déformation de l'espace-temps qu'on voit ici, et puis ça tourne, ça entraîne l'espace-temps avec vous. Ça veut dire que, imaginez-vous là, Vous êtes vous le point qui est ici, et là le cercle, on va appeler ça le cercle de navigation. Ça veut dire que c'est l'ensemble des points que vous pouvez atteindre en une seconde par exemple, avec votre vaisseau. On pourrait faire la même imagination, imaginez que vous avez une sorte de bonde géante qui se vidange, vous avez un lac immense, quelqu'un enlève la bonde du lac, ça se vidange, et ça se met à tourner comme une sorte d'énorme tourbillon.
Vous êtes très très très loin du tourbillon, avec votre petit bateau, votre bateau il peut aller par exemple à 5 mètres par seconde. Voilà sa vitesse limite, c'est entre guillemets la vitesse de la lumière du bateau. Il ne peut pas dépasser 5 mètres par seconde avec son moteur.
Vous êtes très très très très loin, en une seconde, vous pouvez vous retrouver sur un cercle de rayon 5 mètres. Vous pouvez être 5 mètres par seconde, donc en une seconde, vous pouvez faire jusqu'à 5 mètres dans toutes les directions. Il n'y a aucun problème, vous êtes loin du trou de la vidange, tout va bien.
C'est cette situation-là. Si maintenant vous vous approchez de la vidange, qu'est-ce qu'il va se passer ? Vous allez commencer à sentir que l'eau, elle tourne. Elle se met en rotation parce qu'elle va finir... par tomber dans la bande, elle va finir par se vidanger.
Votre bateau, s'il ne fait rien, si le moteur est coupé, il va commencer à suivre le mouvement de l'eau. Donc si vous mettez votre moteur dans le sens du courant, vous allez faire un peu plus que 5 mètres en une seconde. Et si vous le mettez dans le sens contraire, vous allez faire un peu moins que 5 mètres en une seconde, parce qu'il y a la vitesse du courant. Et vous allez vous retrouver à pouvoir faire quelque chose où vous pouvez aller dans le sens du courant un peu plus loin et dans le sens opposé du courant un peu moins loin.
Et puis il va venir un moment qu'on va appeler la limite statique, il va venir un moment où la vitesse de rotation de l'eau, elle est égale à 5 mètres par seconde. À ce moment-là, en mettant votre moteur plein pot à l'envers de l'eau, vous restez sur place par rapport à l'arrivée. Et puis en le mettant dans le sens, vous allez faire 10 mètres cette fois-ci, par exemple, en une seconde.
Et donc c'est cette situation-là. Et puis quand on est maintenant à l'intérieur, vous n'avez plus le choix que d'être entraîné par un mouvement de rotation qui dépasse votre vitesse limite, et en même temps vous êtes... Il y a aussi la vitesse qui vous fait tomber à l'intérieur, qu'on appelle la vitesse radiale.
Et puis, vous tombez, quand vous êtes là, vous ne pouvez aller que là. Vous voyez que ça commence à se gâter. Vous n'avez plus le choix de vos mouvements.
Vous pouvez encore vous échapper, toujours vers la droite, toujours vers l'extérieur, viser toujours à l'extérieur. Mais si vous ne faites pas cet effort-là, vous vous faites entraîner, et à un moment donné va arriver l'horizon du trou noir, l'endroit où la vitesse de chute de l'eau, dans notre analogie avec l'eau, où la vitesse de chute de l'eau est égale à 5 mètres par seconde. À ce moment-là, vous mettez votre metteur.
plein pot radialement, et vous restez sur place. Et puis c'est fini, vous ne pouvez pas aller plus vite, donc vous êtes là. Et vous vous dites, ouais, c'est mal foutu.
Puis il se suit que le moteur a une panne, boum, et vous tombez. D'accord ? Donc il y a deux moments maintenant, la limite statique et toujours l'horizon, le truc qui vous capture définitivement votre vitesse, et insuffisante pour vous extraire, l'horizon qui est toujours défini avec la vitesse de la lumière. Enfin, classiquement, défini avec la vitesse de la lumière. Un trou noir en rotation peut montrer qu'il ne peut pas tourner à n'importe quelle vitesse.
Il peut ne pas tourner si ça lui fait plaisir, mais en termes newtoniens, on va le penser en termes newtoniens, ce sera plus simple, imaginez qu'il tourne sur lui-même, imaginez qu'il y a un objet qui tourne sur lui-même, la vitesse de rotation au bord de l'objet, elle est d'autant plus grande que la période de rotation est courte. Donc la fréquence de rotation est grande. Il ne faut pas que la vitesse du bord dépasse la vitesse de la lumière, en gros.
J'ai dit ça en termes classiques newtoniens pour vous faire saisir un peu l'ambiance, ça veut dire que... Il existe une vitesse limite de rotation d'un trou noir sur lui-même, au-delà duquel il se passe des trucs, je ne rentre même pas dans les détails. Il existe une vitesse limite.
Donc, en unité appropriée, la vitesse de rotation d'un trou noir varie entre 0, il ne tourne pas, et 1. 1, ça veut dire la vitesse limite. La vitesse de rotation d'un trou noir est complète entre ces deux bornes, 0, il ne tourne pas, et 1, il tourne à la vitesse limite. On peut calculer cette fois-ci la même dilatation.
le temps sur la planète, le temps loin de la planète, en fonction de ce paramètre qui varie entre 0 et 1. Voilà comment il varie, proportionnel à ce truc-là. On peut calculer pour Gargantua, pour que ça fasse 1h07, combien il faut que ça fasse, donc là, il y a toujours 1h07, le calcul dit que votre trou noir Gargantua, il fait 225 millions de masse solaire et il tourne à 10 puissance moins 14 près, ça veut dire rien du tout, il tourne à quasiment la vitesse limite. Donc le trou noir Gargantua...
pour rendre compte de ce qu'on voit dans le film, c'est un tournoi très massif et qui tourne pratiquement à la vitesse maximum que peut avoir un tournoi en rotation. Donc c'est quand même un truc un peu spécial. Il faut reconnaître. Voilà, je vous espère. Là, normalement, vous êtes complètement épuisés.
Mais je ne vous lâche pas. Avant d'avoir dit des choses sur la station de Cooper, la voilà, la station de Cooper. Vous vous rappelez, cette station ? Alors, c'est à la fin, il y a Murphy, la fille de Cooper, qui a compris des tartouilles sur la gravité et qui est capable maintenant de... qui a fait on ne sait pas comment, mais qui a une machine maintenant qui manipule la gravité, au point que très rapidement, les humains sont capables de mettre en orbite, autour de Saturne, cette station est en orbite autour de Saturne, une station dans laquelle, regardez la station, c'est juste un truc de fou.
C'est une énorme station, ce n'est pas la station spatiale internationale. Le rayon qui est là, on peut l'estimer, on peut jouer un peu l'estimer, en comparant avec les bâtiments, là c'est des bâtiments de ferme qui sont là, ce truc-là, ça doit faire genre 200 mètres, peut-être 250 ou 180, je ne sais pas, mais enfin c'est un truc énorme cette station, et elle fait des kilomètres de long. Alors... Cette station, elle tourne sur elle-même, il marche naturellement, il y a une gravité artificielle dans la station. Pourquoi ?
Parce que la station, on va l'imaginer comme un grand cylindre qui tourne sur lui-même, et comme tout à l'heure avec l'endurance, il tourne sur lui-même de sorte à créer une pesanteur artificielle par la force centrifuge. Si c'est 200 mètres de rayon, par exemple, il faut que la station tourne en 30 secondes sur elle-même. C'est-à-dire pas mal, elle fait un tour en 30 secondes. Les gars, ils sont dans un tambour de lessiveuse, qui tourne, alors les tambours de lessiveuse, ils vont plus vite, mais ils sont plus petits aussi, ils ne font pas 200 mètres, sauf les grandes lessiveuses. Donc 30 secondes.
Remarquez quand même, là il y a des trucs, c'est un peu agaçant. Là, c'est du maïs. Bon très bien, ça me va du maïs, c'est bon le maïs.
Mais le maïs, c'est la céréale, une des céréales qui nécessite le plus d'eau. Vous êtes dans une station orbitale autour de Saturne. Elle est où l'eau ?
Dans la station. Et vous ne mettez pas du maïs, la monoculture de maïs, dans un endroit où il n'y a pas d'eau. Enfin, où ce n'est pas facile, c'est dans l'espace quand même. L'espace, il n'y a pas d'air, il n'y a pas d'eau, c'est compliqué.
Donc vous ne mettez pas d'eau, vous ne mettez pas des machins qui ont besoin de beaucoup d'eau. Ça c'est vraiment idiot. C'est comme au début du film, quand on voit la catastrophe climatique, il n'y a plus d'eau apparemment, il y a des grands nuages de poussière, c'est une catastrophe climatique, et ils font de la monoculture de maïs quand même.
En Afrique où il n'y a pas beaucoup d'eau, ils ne cultivent pas du maïs les gars, ils ne sont pas cons. Ils cultivent un truc qui n'a pas besoin de beaucoup d'eau, par exemple du sorgho, mais pas du maïs. Bon, donc là c'est débile de mettre du maïs, c'est encore les américains dans l'espace. Donc les deux se baladent, la station elle tourne en 30 secondes. Alors, un autre effet qui est important, parce que ça, c'est la force centrifuge, c'est la gravité artificielle.
Il y a aussi une autre force qu'on constate sur Terre très bien, qui donne... La Terre tourne sur elle-même. Donc la gravité, ce n'est pas juste l'attraction de la Terre, c'est aussi la force centrifuge.
C'est un mélange des deux, parce que la Terre tourne quand même sur elle-même. Donc ce qu'on ressent comme attraction, c'est la véritable attraction de la masse de la Terre, de laquelle il faut ajouter ou soustraire, enfin plutôt soustraire la... Le fait qu'il y a la force centrifuge qui a tendance à vous éjecter de la surface de la Terre, c'est plus faible, beaucoup plus faible, mais il faut en tenir compte.
Il y a aussi une autre force qu'on appelle la force de Coriolis. Cette force qui s'exerce quand on jette un objet et qu'il va se déplacer. Par exemple, si vous jetez un objet qui s'appelle le vent, et le vent, dans l'hémisphère nord, les vents vont avoir tendance à s'écarter de l'équateur pour aller s'enrouler dans le sens inverse de l'aiguille de monte vers le pôle. Ils vont monter vers le pôle.
Et dans l'hémisphère sud, ils vont faire exactement le mouvement inverse. C'est dû à cette force de Coriolis qui résulte. de la rotation de la Terre et qui s'applique à un corps en mouvement dans un référentiel en rotation, dans un système en rotation comme celui de la Terre.
Ceci est un endroit qui est en rotation, ça crée la pesanteur artificielle, mais il y a une conséquence, c'est que on ne joue pas au baseball. Parce que si on joue au baseball, les balles ne vont pas aller tout droit comme sur Terre où il y a la vraie gravité, plus un peu de Ford de Curious mais qui est très modeste parce que la Terre tourne en 23h56, donc ça fait, avec des vitesses de balles de baseball, c'est complètement négligeable. mais c'est sensible sur le vent, c'est sensible quand on fait tomber... Si vous faites tomber un objet du sommet de la tour Eiffel, l'objet ne va pas tomber exactement à la verticale, il va être légèrement décalé vers l'est, à peu près 3-4 mm, à cause de cette force de Coyotis.
Donc ce n'est pas énorme, mais on peut la mesurer évidemment très facilement. Et donc là, on ne joue pas au baseball, on ne joue pas au ballon, on ne joue pas à la raquette, on ne joue pas à tous les machins qui volent, parce qu'avec un tour en 30 secondes, la force de Coyotis, en fait, en intensité... elle vaut une fraction appréciable, en fait, quasiment, presque égale en intensité à la force de pesanteur. Donc ça veut dire que, quand vous envoyez, imaginez que le cylindre, il est comme ça, là, c'est vous, le cylindre, ça fait un truc comme ça, quand j'envoie une balle comme ça, là-bas, elle va faire hop, elle va tomber vers le sol, ou à l'inverse, si je tirais dans l'autre sens, elle va monter comme ça. Donc c'est pas facile de jouer au baseball comme ça.
Et puis on joue pas au baseball quand on est en orbite autour de Saturne. On est collé au hublot et on regarde Saturne. Juste, je ferais ça pendant un an, puis après, je dirais, bon, d'accord, j'ai vu Saturne, j'arrête.
Donc voilà, on joue pas au baseball. Encore une fois, un américanisme consternant. Regardez cet immeuble aussi qui est là. Petite maison tranquille, 1, 2, 3 étages, enfin 3 niveaux, donc 10 mètres de haut.
10 mètres de haut. Enfin, c'est ce qu'on peut estimer, 10 mètres de haut. Je rappelle que l'objet est en rotation pour que la force centrifuge crée la pesanteur artificielle.
Mais si vous vous rapprochez de l'axe de rotation, plus vous êtes près de l'axe de rotation, plus la force centrifuge est faible. Autrement dit, entre le premier étage, entre le rez-de-chaussée et le premier et le deuxième étage, la gravité n'est pas la même. Alors on se dit Ouais, mais ils te foutent de ma gueule C'est vrai chez vous. Ceux qui sont là, normalement, quand vous montrez, vous devriez vous sentir légèrement plus léger. Mais pas beaucoup, parce que vous avez varié de 5 mètres d'altitude, les rayons de la Terre, 6378 km.
Autrement dit, vous ne voyez absolument pas la différence. Et pourtant, la gravité dépend de l'altitude, évidemment. Et là aussi, elle va dépendre de l'altitude. Mais comme cette fois-ci, l'objet est en rotation... à 30 tours, enfin un tour de 30 secondes, la variation est plus importante et on peut calculer que sur 10 mètres, la variation c'est 5%, 5% de variation de gravité, c'est sensible.
C'est comme si vous passiez du sol à 160 km. Sur Terre, 5% de variation, c'est la différence qu'il y a entre le sol et 160 km d'altitude. Donc ce n'est pas négligeable. Donc là, évidemment, ça veut dire que quand vous baladez, quand vous montez au premier étage et que vous descendez, vous vous sentez un peu plus léger.
Donc si vous avez des problèmes de balance, vous vous pesez au troisième étage, après vous redescendez, c'est cool, tout va très bien. Bon, voilà, c'était les petites remarques sur la station de Cooper, qui sont encore dans le gravitationnel, entre guillemets, puisque là, c'est dans un référentiel tournant, dont la force centrifuge donne l'illusion d'une gravité. Pour conclure, voilà les 16 tableaux.
J'ai galéré pour les récupérer du professeur Brand. Il y a plein d'équations absolument incompréhensibles. Il y a des trucs justes, il y a des trucs qui font sens. Quand on a fait de la physique, il y a de la physique théorique. Même sans être un grand spécialiste, il y a des trucs qui font sens. Et puis ça, ça fait beaucoup de sens. C'est tout à fait ce qu'on appelle le diagramme de Carter Penrose, un tournoi en rotation. Donc ça, c'est juste très très bien.
Donc le reste, c'est du jargon scientifique. C'est propre, c'est bien fait, ça fait très crédible, même pour un scientifique, même si c'est des choses qui sont... ont été écrites par Kip Thorne, ce physicien américain qui a été conseiller scientifique du film.
Donc c'est normal que ça fasse sens, que ça a l'air plausible. Ensuite, ce n'est pas juste dans ce sens qu'on ne sait pas si ce qui est écrit sur le tableau est juste. D'ailleurs, Kip Thorne le reconnaît, il a écrit des choses qui ont le goût d'eux, qui ne sont pas du tout idiotes pour un physicien, mais qui ne sont pas la théorie à laquelle ils ont prétendument trouvé dans le film, la théorie de la gravitation quantique qu'on n'a pas établie encore actuellement.
Une union de la théorie de la gravitation et de la mécanique quantique qu'on ne sait pas écrire et qui est au fond de la recherche fondamentale, de la physique théorique fondamentale moderne. Donc voilà pour cette conférence. Avant de conclure, je vais faire une page de publicité, parce que je n'hésite jamais à faire un peu de publicité.
Regardez ça, c'est gratuit, c'est téléchargeable, et c'est Star Wars avec le hook. C'est la version augmentée, détaillée. N'hésitez pas à le télécharger. Avec la sortie Star Wars, il y aura de quoi faire.
C'est l'analyse complète des six films de Star Wars, comme je viens de le faire sur Interstellar, mais avec plus de choses, la force, les sabres laser, avec des questions, toujours une enquête scientifique, moi c'est ça qui m'intéresse. Quelle est la puissance d'un sabre laser ? Vous avez une heure, je reviens.
Voilà, c'est ça un peu le genre d'énoncé qu'on peut s'amuser à faire. Merci infiniment de votre attention et de votre patience, et puis on peut discuter maintenant, prendre des questions. Merci.
Merci beaucoup Roland pour cette conférence passionnante. Alors je ne vais pas t'assaillir de questions parce qu'on a cette salle, on a une salle qui est créée en soi, on a une autre salle qui est remplie. Donc je pense que des questions, on va en avoir. Moi j'en ai quand même une. On a parlé du trou noir, en long, en large et en travers.
Et il y a un autre candidat dans le film qui est assez intéressant, qui est le trou de verre. Donc celui-là, on n'en a pas encore parlé. Je voulais savoir si c'est un objet qui est prévu par la théorie. En tout cas, c'est un moyen très, très commode de voyager à travers l'hyperespace. Donc qu'en est-il ?
Est-ce que cet objet pourrait exister ? Alors, comme je disais au début... Une des raisons pour lesquelles la relativité générale n'a pas été une théorie beaucoup étudiée entre sa découverte ou sa publication par Einstein depuis les années 60, en gros, c'est que c'était une théorie dont les objets favoris... n'était pas observée. Par exemple, les trous noirs, ou du moins des conditions où cette théorie est si radicalement différente de celle de Newton qu'elle aurait vertu à être là.
Et tous les cas où elle a été appliquée, elle a rendu compte, on avait bien compris que la théorie de Newton était insatisfaisante, par exemple pour expliquer la déviation des rayons lumineux, qui, passant à rasibus du Soleil, sont déviés d'un tout petit angle. Ou par exemple, pour expliquer le fait que l'orbite de Mercure, elle a une position au plus près du Soleil, qui s'appelle le Peri-Héli, et que cette position se déplace dans le temps. Pour rendre compte de ce déplacement, il a fallu utiliser les calculs d'Einstein. Mais on pouvait se dire, en gros, bon, OK, Newton, ce n'est pas parfait, on prend les petites corrections d'Einstein, et puis ça roule, et puis on se fout du reste.
Et c'est ce qui s'est passé en pratique. C'est une théorie qui n'avait pas d'objet. Après, il y a eu les trous noirs. Les trous de verre, c'est une conséquence de la théorie aussi d'Einstein. Autrement dit, on pourrait se dire, ah oui, mais puisqu'on peut déformer l'espace-temps, alors on imagine l'espace-temps comme un truc mou, il y a un endroit, il y a l'autre endroit, je vais de là à là, au lieu d'aller comme ça, je vais faire un truc plus simple, je vais replier la feuille, clouc, puis je vais faire un tunnel, enfin quelque chose qui va me permettre d'aller plus vite de l'endroit du point A au point B, du point de départ au point d'arrivée.
Cette structure-là, qu'on appelle maintenant trou de verre, qu'on appelle aussi pont d'Einstein-Rosen, cet objet-là... Il est compatible avec la théorie de la relativité générale. Mais ce n'est pas facile. Ça veut dire que pour le fait...
Alors, il y a plusieurs niveaux. D'abord, un, première remarque d'abord historique, les personnes qui ont déjà commencé à étudier des objets s'appellent Einstein et Rosen, Nathan Rosen, un autre physicien. Deuxièmement, Kip Thorne, qui est précisément le gars qui était le conseiller scientifique de Nolan pour ce film, c'est lui qui a montré que l'on pouvait construire des trous de verre qu'on appelle traversables. En gros, le trou de verre d'Einstein-Rosen, c'est un trou noir et un autre...
un autre trou noir de l'autre côté avec deux pincements, puis on les raboute. Mais là, il y a un endroit, il y a une singularité, c'est-à-dire que si vous les passez à travers, vous êtes complètement pulvérisés par les forces de marée infinies, en gros, qui sont à l'endroit du pincement. Donc Tipton a montré qu'il existait des solutions de la réalité générale où il n'y avait pas de pincement, donc on pouvait passer à travers et survivre au passage, pour un humain, donc les forces de marée étaient toujours raisonnables pour un humain, on pouvait traverser l'objet, à condition d'utiliser, un, de la matière ordinaire, en grande quantité et très compacte, quelque chose comme un trou noir, et 2, l'équivalent d'une matière qu'on appelle exotique, dont l'énergie de masse est négative et dont on a vu nulle trace dans l'univers. Donc, pour faire un trou de verre, c'est compa...
Alors 1, pour résumer ça, c'est compatible avec la Réalité Générale. 2, une fois qu'on a fixé le cahier des charges, quelle déformation vous rappelez ? Courbure égale masse-énergie. Si vous fixez... le contenu en masse énergie, vous avez la courbure.
C'est en général ce qu'on fait. Je fous le soleil, c'est quoi la courbure ? Hop, j'ai l'orbite des planètes et tout va bien. Mais vous pouvez dire, maintenant, je veux cette forme-là, qu'est-ce qu'il me faut comme contenu en masse énergie ?
Bon, il y a plein de cas où on ne sait pas le résoudre, c'est compliqué. Dans le cas du trou de verre, traversable, c'est Kip Thorne qui a résolu ça. Mais, pour cela, il a fallu qu'il invoque une matière exotique dont on a nulle trace, nulle part.
Et donc il faut d'une part manipuler cette matière exotique dont on a l'ultra-sulpart, d'autre part manipuler de la matière normale, et de la manipuler dans des quantités et dans des compacités, que c'est en gros des trous noirs à chaque fois. Donc il faut manipuler des trous noirs de matière normale et de matière exotique. Ils ont beaucoup de chance d'avoir un beau trou de verre à côté comme ça. Donc il y a un trou de verre qui est apparu près de Saturne, c'est cool quoi, mais c'est pas eux qui l'ont fait, ça se saurait quoi.
Et ceux qui l'ont fait, ils sont assez balèzes, il vaut mieux pas les croiser parce qu'ils sont vraiment très très forts ceux-là. Ils ont vraiment des moyens qui nous dépassent. Donc voilà, ce n'est pas une solution impossible, c'est une solution qui, pour l'instant, n'a pas d'objet. On n'a jamais vu ça dans la vraie vie, et en plus de ça, il faut invoquer des matières dont on n'a jamais vu de traces.
Donc c'est doublement jamais vu. Il y a beaucoup de matières dont on ignore encore les propriétaires. Oui, oui, ça ne veut pas dire que c'est impossible par défaut.
C'est comme ces trous noirs à l'époque où on n'avait jamais vu de trous noirs. C'était un truc juste très bizarre, qu'on ne comprenait absolument pas, et dont on n'avait pas l'observation. Aucun objet ne ressemblait à ça.
Et ça a commencé, la relativité générale a redémarré, théoriquement, quand on a découvert les pulsars, d'abord les étoiles à neutrons, où là il commence à y avoir des effets, des objets qui font croire en gros une fois ou deux fois la masse du Soleil et qui ont une taille de 10 ou 15 km. Donc c'est encore un peu gros pour un trou noir, il faudrait que ça fasse plutôt 3, 4, 5 km que 10 ou 15, mais ça commençait des objets où la gravité était très sensiblement différente de ce qu'elle se produisait, de ce qu'elle était dans le cas de Newton. Le champ, l'équivalent du champ de gravité était très différent. Les effets de gravité étaient très différents. Donc, pour l'instant, les trous de verre, ce n'est pas impossible, mais ce n'est pas facile.
On va dire ça comme ça. Alors, est-ce que je prends tout de suite une question ? Vous en avez ?
Oui ? Alors, OK, on laisse tomber pour la matière de masse négative, c'est ça ? D'énergie de masse négative.
Mais, oui, des dimensions spatiales supplémentaires. Est-ce que c'est une réalité ? Est-ce que ça a du sens ? Est-ce que ça a été constaté ?
Notre espace a trois dimensions développées. On le constate avant, arrière, droite, gauche, au bas. Ça, tout va bien. Il se trouve qu'il y a des théories physiques qui nécessitent, pour des tas de raisons dans lesquelles on ne va pas rentrer, mais qui nécessitent l'introduction de dimensions spatiales supplémentaires qu'on ne constate pas comme développées, donc qui se produisent à très petite échelle, qui se referment sur elles-mêmes à toute petite échelle. toute petite échelle.
Ça peut être des choses microscopiques à l'échelle atomique ou subatomique, éventuellement subatomique. Donc cette chose-là, c'est une possibilité théorique. Donc on voit bien, c'est des dimensions spatiales toutes petites. C'est pas nous dire tiens, on va y aller tranquillement. Si ça se manifeste, ça se manifestera.
Par exemple, dans des collisions à très très haute énergie qu'on pourrait faire qui sait, au CERN, mais peut-être au CERN du futur, dont les énergies sont espérons encore bien plus grandes que celles qui se produisent actuellement. Donc, ce qu'on voit dans le film, où il y a manifestement des dimensions spatiales développées, supplémentaires, ça c'est aussi une chose qui est pensée, mais alors du coup, pourquoi on ne les voit pas ? Les petites, on ne les voit pas parce qu'elles sont toutes petites.
On ne les voit pas à notre échelle ordinaire. La physique ordinaire, ce n'est pas tout petit. On a mis la poussière sur le tapis.
Les très grandes, il y a aussi cette possibilité-là, ce qu'on appelle les univers branaires, les branes en anglais, les membranes. Donc, on peut faire l'analogie à deux dimensions. Imaginons notre monde à nous comme un monde à deux dimensions. Vous vivez à la surface d'une... quelque chose qui a deux dimensions, éventuellement déformée par le contenu matériel.
Vous faites comme ça là-dessus. Mais il se pourrait qu'il y ait une troisième dimension d'espace où il y ait une autre brane au-dessus, et vous dites, mais pourquoi je ne la vois pas ? Pourquoi je lève la tête, enfin, dans la quatrième dimension, pourquoi je ne la vois pas ? Alors, vous ne la verriez pas parce que l'idée est la suivante, il y a une astuce pour que vous ne la voyiez pas, sinon on la constaterait, ça poserait des problèmes, puisqu'on ne la constate pas, c'est que... La lumière et tout ce qui porte à formation, sauf la gravité, va s'exprimer seulement dans la brame.
Autrement dit, la lumière que vous envoyez, elle est toujours dans votre monde à deux dimensions. Jamais vous ne pouvez l'envoyer ailleurs que dans vos deux dimensions. Par contre, la gravité, donc l'objet qui pèse dans votre monde... Vous allez le sentir pesant dans votre monde, il va le déformer, mais il va aussi s'exprimer dans les dimensions extérieures.
Et cet argument-là a été invoqué, l'idée qu'il puisse y avoir des dimensions développées supplémentaires et qu'on ne perçoit pas avec nos instruments. Donc il faut d'une façon ou d'une autre les cacher. Cacher comment ? Parce que la lumière, essentiellement la lumière, les forces microscopiques, comme la force nucléaire forte et faible, s'expriment à des dimensions microscopiques, donc on s'en fout. Donc la lumière est piégée dans votre espace à deux dimensions, mais la gravité s'exprime dans...
toutes les dimensions développées supplémentaires, et ça a été invoqué pour rendre compte du fait que la gravité est une force qui est beaucoup, beaucoup, beaucoup plus faible que les autres forces électromagnétiques et les forces nucléaires. En gros, si la force nucléaire forte vaut 1, la force nucléaire faible vaut 1 centième, la force électromagnétique vaut 1 centième, la force nucléaire faible vaut 1 dix-millième, et la force gravitationnelle vaut 10 puissance moins 39. C'est beaucoup plus faible. Et pour expliquer ça, on se dit, si la gravité s'exprime dans plus de dimensions, moi, comme je constate ce qui se passe seulement dans mon monde à moi qui a deux, alors avec mon image à deux dimensions, mais à trois dimensions, c'est parce qu'il y a des fuites, entre guillemets, de la gravité dans des dimensions que je ne perçois pas. Que je ne perçois pas par la lumière, par l'électromagnétisme.
Ça, ça a été invoqué. Et ça, il y aurait... Alors, maintenant, pour s'en rendre compte, ce n'est pas facile, donc il faut trouver des conséquences observationnelles de ça.
Il y aurait la possibilité qu'il y ait aussi des dimensions développées auxquelles nous n'avons pas accès. parce que nous sommes, par nos sens, alors c'est pas que nos sens humains, mais par la lumière qui est piégée, qui se déplace seulement dans cet univers, notre univers, à trois dimensions développées, mais qu'il y aurait d'autres dimensions au-delà de ça, développées, dans lesquelles la gravité se développe. mais auxquelles nous n'avons pas accès.
Et nous, quand on voit la gravité, nous, on dit Ben, tout va bien. La gravité, elle varie en 1 sur R2 si on prend Newton. Enfin, elle marche comme on la voit dans notre surface à nous, dans notre branne à nous. Donc là, c'est l'autre possibilité. Et donc, dans la fin du film, ils surfent allègrement dans tous ces trucs-là.
Ce qu'on voit à la fin, c'est quelque chose qui est Cooper, quand il rentre dans le trou noir. D'abord, il peut y rentrer sans être déchiqueté, parce que les forces de marée d'un trou noir supermassif peuvent être très faibles. à l'extérieur, et on peut rentrer sans être détruit, sans être spaghettifié, dans un trou noir supermassif. Ça, ça pose... C'est pas problématique.
À un moment donné, il y a la courbure, comme elle va tendre vers l'infini, enfin, en tout cas, vers la région centrale, elle va croître considérablement. À un moment donné, il aura des problèmes, hein, Cooper. Bon, dans le film, ça se passe allègrement, il y a je sais pas qui qui le récupère.
Il est surtout, bling, dans un machin complètement délirant, où il y a plein de dimensions qui voient en même temps. Des dimensions d'espace et de temps qui voient en même temps. D'accord ? Donc c'est un peu... Cette chose-là qui a voulu être représentée dans le film, la possibilité qu'il y ait plus de dimensions d'espace, toujours une dimension d'eau, mais plus de dimensions d'espace, et dans le film, ils font référence, ils donnent un mot technique, ça s'appelle le tesseract pentadimensionnel.
Ça, c'est pas mal, je pense, avec ça, je crois qu'on peut faire un peu de fric auprès des gogos, faire de l'astrologie extra-galactique à partir du tesseract pentadimensionnel, je pense qu'avec ça, on peut envoyer un peu. Et donc le tesseract, c'est simplement l'équivalent d'un cube, mais dans des dimensions supplémentaires. Donc si vous prenez un point, vous le déplacez, ça fait une ligne, vous prenez la ligne, vous la déplacez perpendiculairement à elle-même, ça fait un carré, vous prenez le carré, vous le déplacez, ça fait un cube, vous prenez un cube, vous le démerdez comme vous voulez, mais vous le déplacez, ça fait un machin à quatre dimensions qui est un genre de cube, ça s'appelle un tesseract à quatre dimensions, à cinq dimensions, etc.
Et donc quand ils font référence au tesseract pentadimensionnel, c'est l'idée qu'il y aurait quatre dimensions d'espace et une de temps, ça ferait les cinq dimensions, et qu'on peut, si on est capable de sortir de cette brame, de cette... Trois dimensions d'espace et une de temps, on voit notre monde comme moi je vois la surface de la table et les bactéries qui grouillent, en dépit du ménage qui est bien fait au CEA, les bactéries qui grouillent à la surface de la table. J'ai le point de vue godlike, le point de vue de Dieu qui dit regardez, ça grouille, moi je vois les trois dimensions Les êtres dont il est question dans le film, ce sont des êtres hypothétiques qui vivraient dans ces quatre dimensions d'espace et une de temps et qui nous verraient, nous, grouillant sur notre bras, la trois dimensions et une de temps.
Et le fait qu'il rentre dans le trou noir pour des raisons absolument pas claires fait qu'il se retrouve là-dedans et tout va bien. Et c'est ça qu'il voit tout en même temps, il fait tout plein de trucs. Donc à la fin, ça devient plus spéculatif, pour dire le moins, voire imaginaire. Mais il y a, dans des théories physiques actuelles, la possibilité, sans que ça soit certain, qu'il y ait d'autres dimensions que les trois dimensions habituelles que nous percevons, spatiales, pour des raisons variées, enfin, pour deux raisons différentes.
Il y a une personne là-haut. Bonsoir, merci pour votre conférence, c'était passionnant. Je vous remercie d'avoir souligné le fait que justement, le Ranger, il a beaucoup de facilité à décoller de la planète de Miller, alors que vous, sur Terre, il faut quand même une ceinture de 5 ou l'équivalent.
Justement, en fait... Est-ce que vous pensez qu'il faudra absolument qu'on passe par une nouvelle théorie, quelque chose qu'on ne connaît pas encore, par rapport à la gravité, pour solutionner le problème que le film élude, à savoir monter en orbite sur une planète qui a une certaine gravité ? être obligé de trouver des moyens pragmatiques.
Visiblement, c'est compliqué, ascenseur spatial, il y a des choses qui ont l'air de marcher, mais il y a beaucoup d'arguments contre, apparemment. Exactement, ce n'est pas facile. Nous, on est collés à la surface de la Terre par cette pesanteur qui est bienvenue, finalement, ça nous rend service.
S'il n'y avait pas de pesanteur, on flotterait comme des idiots. Bref, ce ne serait pas facile pour nous. Mais ce n'est pas facile de sortir de ça, et il faut dépenser une énergie considérable, simplement pour être en orbite et éventuellement pour aller loin.
Donc ça, un accès facile à l'espace, pour l'instant on n'a pas d'autre solution que les gros fusées avec des gros moteurs qui font beaucoup de fumée et qui des fois explosent donc on n'a pas d'autre solution que ça pour l'instant vous parlez de l'ascenseur spatial pour ceux qui n'auraient pas entendu cette idée là c'est l'idée qu'on pourrait tendre un câble entre le sol et l'orbite loin le câble qui serait à la fois soumis à son poids et à la force centrifuge parce qu'il tournerait avec la Terre en un tour en 23 ans 56 minutes et donc le câble pour qu'il soit vraiment à l'équilibre entre son poids et la force centrifuge il faudrait qu'il fasse 144 000 km mètres de long, ça commence déjà à faire un beau câble, et que de surcroît, les tractions qui font que le câble ne sera pas brisé, simplement par les forces de traction internes, les forces internes, il faut que le câble soit dans un matériau qui n'est pas de l'acier, parce que si c'est de l'acier, par exemple, ou des fils de carbone, il faut que le câble soit évasé, un peu comme la tour Eiffel, vous voyez la tour Eiffel, comme elle est de la tour Eiffel ? Vous vous êtes demandé pourquoi il y avait cette forme, la tour Eiffel ? À part le fait que c'est joli, quoi.
C'est pas mal, c'est quand même pas con. C'est une forme qui est calculée. La forme de la tour Eiffel, elle est calculée de sorte que, quand vous prenez une tranche de tour Eiffel, vous faites une tranche de tour Eiffel, et vous calculez la pression que subit la tranche de tour Eiffel. Pression qui résulte de quoi ? Du poids de ce qui est au-dessus.
Le poids de ce qui est au-dessus divisé par la section, donc une force divisée par une section, ça s'appelle une pression. Donc, quand vous prenez une tranche de tour Eiffel, n'importe quelle tranche que vous preniez, ça fera la même pression. Et cette forme-là doit être évasée parce qu'au bas, vous subissez un poids qui est tout ce qui est au-dessus, donc il faut être plus large pour que la pression soit la même. Et on peut calculer, ça donne la forme de la tour Eiffel.
Si vous posez cette contrainte, ça donne... Ça veut dire que la tour Eiffel, vous la prenez par les pieds, vous la retournez, elle tient. Vous la tenez, évidemment, mais les poids étirés, elle ne se crabouille pas sur son propre poids. Qu'elle soit à l'endroit ou à l'envers, elle tient. Donc imaginez maintenant un câble qui est accroché à la Terre et qui est tendu entre son poids et la force centrifuge.
il faut que le câble soit évasé, un peu à la manière de la forme de la tour Eiffel. Et vous voyez comment ça va vite, la tour Eiffel, c'est de la ferraille. Donc imaginez un câble de 144 000 km qui s'évase au rythme où s'évase la tour Eiffel, vous voyez que ça ne va pas le faire.
Et pour que le câble fonctionne bien, il faut qu'il ait des caractéristiques physiques, qui soient un peu meilleures, enfin mécaniques, qui soient bien meilleures que celles de l'acier. Et la matière qui serait agréable pour ça, ça s'appelle des nanotubes de carbone, elle existe. Le seul défaut, c'est qu'on ne sait en faire que des petits bouts de quelques centimètres, là où il faudrait être capable d'en faire 144 000 kilomètres, puis de faire des allers-retours pour faire un carrément, pas un machin, juste un petit fil à la con.
Donc, pour l'instant, ce n'est pas facile, c'est pensable, il n'y a pas besoin de physique extraterrestre. Un accès facile à l'espace, ça pourrait être avec la... Il y a plein d'autres problèmes techniques avec l'ascenseur spatial, mais voilà, il y avait déjà le problème du matériau. Il y a une nouvelle d'Arthur Clarke, l'auteur de la nouvelle qui s'appelle La Sentinelle, qui a donné le 2001 lycée de l'espace.
qui s'appelle Les fontaines du paradis où il décrit la construction de la première ascenseur spatiale. Et c'est assez chouette. C'est un texte, un roman assez sympa. Donc, pour l'instant, l'accès facile à l'espace, il n'y en a pas. Je ne parle même pas d'aller vite.
Mettons que vous soyez en orbite, ça vous écoute les chars et les gros moteurs. Ensuite, vous voulez aller très vite, vous voulez aller sur Mars, non pas en six mois comme on le fait maintenant, mais en trois semaines, même en quinze jours ou en deux jours, on ne sait pas faire. Tintin, avec sa fusée, il met quatre heures.
Pour aller sur Mars, tournesol, 4 heures. Nous, on a mis 4 jours. La fusée de tournesol, elle est propulsée en permanence. Tout le temps, tout le temps, tout le temps propulsée. Elle se retourne, elle freine.
Bon, elle s'arrête un peu, mais bon, elle est propulsée, elle se retourne, puis elle freine. D'accord ? 4 heures.
Elle est propulsée tout le temps. Elle a un moteur atomique, comme ils disent dans Tintin. Elle a une source d'énergie énorme à bord.
qu'on n'a pas. Nous, on a des réservoirs et du carburant, puis il n'y a plus de carburant, c'est marre, ça s'arrête. Maintenant, vous êtes en vol balistique, et vous mettez six mois pour arriver sur Mars.
Donc voilà, on n'a pas assez d'énergie dans l'espace. La raison essentielle, j'ai toute une conférence sur le vol interstellaire, enfin le vol spatial, notamment le vol interstellaire, les voyages interstellaires. Là, une des raisons pour lesquelles ce n'est pas facile pour l'instant, c'est que ça demande vraiment beaucoup trop d'énergie. Typiquement, un vol interstellaire crédible...
avec pas beaucoup de charges utiles, quelques centaines de kilos, une tonne, quelques tonnes de charges utiles, avec un voyage Terre-Alpha du Centaure en une vie humaine, en 40 ans, ça demande 100 fois l'énergie que l'humanité consomme en un an. Donc on n'a pas les moyens. Vous n'avez pas les moyens d'acheter une maison à 2 millions d'euros, moi non plus, vous ne vivez pas dans une maison à 2 millions d'euros.
C'est un peu ça le bilan. L'humanité n'a pas l'énergie pour faire un vol interstellaire. ou même faire un vol interplanétaire rapide. Elle n'a pas l'énergie à mettre dans l'espace. En plus, il faut y aller facilement.
C'est un autre problème qui est un peu fâcheux. Mais il n'y a pas de physique extraterrestre à invoquer. C'est ça le malheur. C'est qu'on sait tout penser. Il y a juste, on sait ce qu'il faudrait faire, mais on ne sait pas le faire.
Pas encore. ITER, un réacteur à fusion, ça fait des mégawatts. Ça fait même 1000 mégawatts. ITER, on est en train de le construire sur Terre. On n'est pas sûr que ça fonctionne.
On va espérer que ça fonctionne. ITER dans l'espace, là, ça commence à... Là, ce serait bien, quoi. Mais on ne sait pas le faire sur Terre, encore.
Attendons d'abord. Donc voilà, c'est ça qu'il nous faudrait. ITER dans l'espace, là, c'est bon.
1 gigawatt dans l'espace, là, on y va. On peut faire des super trucs avec ça. Alors, on va peut-être prendre une question de la salle du dessous.
Est-ce qu'on a des questions, François ? Allô, allô ? Bon, est-ce que nous avons encore des questions dans la salle ? Ah, tout là-haut, d'accord.
C'est ma collègue qui arrive. Merci. Bonjour, merci pour la conférence. Je veux une question un petit peu différente. Je voulais savoir ce que vous pensiez de la vulgarisation scientifique à l'heure actuelle en France.
Si vous suivez quelque chose, vous avez des choses à recommander à ce niveau-là. Merci. Alors, il y a un gars assez bon, barbu et chauve, honnêtement. Je vous recommande. La vulgarisation scientifique en France, comment dire, qu'est-ce que je peux dire d'intelligent et surtout d'intéressant ?
S'il y a une chose qui me paraît extrêmement intéressante, qui se développe beaucoup en ce moment, et j'en suis à la fois content parce qu'il n'y a pas de concurrence et c'est très complémentaire, et en même temps content parce que ça veut dire qu'il y a des jeunes qui se bougent, c'est ce qu'on appelle les youtubeurs scientifiques. Il y a des youtubeurs genre Pipi Caca Prout Prout, ça il y en a plein, ils font 2 millions de vues, cool. Ou alors comment je me peine les cheveux, je mets du gloss, tout ça. Bon ça, ça marche. Il y a aussi des gens qui ont des chaînes YouTube, vous en connaissez peut-être, il y en a un qui s'appelle E-Penser, E-E-Penser.
Il y a Axolot, il y a Veritasium, il y a des anglo-saxons par wagon aussi, mais parlons des francophones. Il y a Florence Porcel, il y a Dirty Biology. Il y a un certain nombre de youtubeurs scientifiques, de sciences disons dures, physique, chimie, maths, il y a Mickaël Lhoné, il y a Mick.
Mick Matt, de Michael Loney. Il n'y a pas que des garçons, il y a aussi des filles. Il y a au moins deux filles. Et puis il y a aussi ceux qui font la même chose, mais en histoire, dans d'autres disciplines, disons littéraires. Et tous ceux-là font des choses qui sont plutôt bonnes.
Dirty biology en biologie, c'est assez remarquable. E-penser, c'est très bien. Tous les autres que j'ai cités sont très bien. Et je suis sidéré, mais alors moi, je fais... Là, on est super nombreux.
Moi, je suis vraiment ravi. J'ai l'impression d'être une vedette. Vous êtes, je ne sais pas, mettons, 400. Je fais sans rire.
60 conférences par an. 60 x 400, c'est combien ? 24 000. Je vais faire ça pendant 30 ans. 24 000 x 30, 720 000. Allez, arrondissons un million. S'il n'y a aucun redoublant dans mes conférences, il y a un million de personnes qui m'ont vu sur scène.
Putain, c'est ouais. Ces mecs-là, ils font 500 000 vues à chaque vidéo. Donc après, ça veut dire qu'il y a des gens qui voient ce qu'ils font, ils le font bien. Ils font autre chose, et évidemment, ils lisent mes bouquins, ils lisent les bouquins d'Étienne Klein, ils lisent les bouquins d'André Brahic, ils lisent les bouquins d'Uberis, ils lisent les bouquins de tous les scientifiques, j'en ai cité les plus célèbres, enfin, à part moi, Luminé et d'autres, ils lisent les bouquins des grandes vedettes de la science, de ceux qui publient des livres, ils se font de la seconde main, ils ne sont pas scientifiques professionnels, ils ont une formation scientifique très souvent, Dirty Melody, par exemple, le gars qui fait ça, il a une thèse en biologie, c'est clair, et il est passé à autre chose complètement maintenant, ils font un travail, je le trouve absolument remarquable. Essentiellement, je trouve, en tout cas pour ce que je vois en physique, Peu ou pas d'erreurs, peu d'erreurs, quelques approximations, c'est plutôt de bons niveaux, et ils ont un succès incroyable auprès de...
Voilà, chaque vidéo, e-penser, il a plus de 500 000 abonnés à sa chaîne YouTube, donc c'est assez remarquable. Donc je trouve que le sujet qui m'intéresse beaucoup en ce moment, c'est de suivre, je ne les ai rencontrés pas tous, mais j'essaie de les rencontrer tous pour voir un peu comment ils bossent et discuter avec eux. Voilà, il y a un truc qui se passe là, sur ces tutos. Mon fils, lui-même, regarde des tutos scientifiques. Il ne regarde pas que des tutos scientifiques, d'ailleurs.
Il regarde ces tutoriels, ces trucs qui expliquent en 3-4 minutes un truc. Et pour bosser, c'est cours de philo, et pour bosser, c'est cours de maths. Les maths, il va me voir encore, donc tout n'est pas perdu.
Donc il va voir tout ça. Et voilà, je trouve ça assez remarquable. Il n'y a pas de...
Il y a un petit peu à boire et à manger, en ce sens que, bon, je dis, tout n'est pas calibré comme c'était un scientifique pur jus qui aurait fait ça. Mais ils ont une patate incroyable et ils sont beaucoup plus vus. Donc ça, c'est quelque chose dont je trouve qu'il faut s'intéresser à ça. Il faut suivre ça et voir comment ça évolue.
C'est une autre veine, un truc que j'avais jamais vu, qui n'existait pas avant. Avant, c'était des barbuchos qui parlent sur des scènes en écrivant des bouquins de temps en temps. Maintenant, c'est des jeunes avec des cheveux et des t-shirts à la con qui disent des grosses vannes en parlant de biologie très sérieusement ou de physique très sérieusement, avec une volonté manifeste d'être sérieux et d'être correct. C'est ça que je trouve la chose la plus notable en ce moment. l'évolution la plus notable en vulgarisation scientifique.
Alors, on va prendre une dernière question parce que la liaison, normalement, avec la salle en bas est rétablie, pour ne frustrer personne. Et ce sera la dernière question pour ce soir. Après, c'est du dessous. Marie, Roland, vous m'entendez ? Ah, voilà, bonjour.
Donc oui, c'est parce qu'en plus bas, on pèse plus lourd. Évidemment, c'est-à-dire que, comme tu le sais, les photons qui sortent des puits de potentiel sont légèrement rougis. Donc un photon qui s'échappe de la Terre, il est légèrement plus rouge à cause du potentiel gravitasel de la Terre.
C'est pour ça qu'on ne t'entendait pas. Je vous en prie, posez votre question. Bonsoir.
Bonsoir. Alors, tout d'abord, petite parenthèse, je connais moi-même la chaîne Dirty Biology et e-penser, et justement, je trouve ça assez génial que vous vous intéressiez aussi à ça, parce que moi-même, je trouve ça vachement intéressant. Ça confirme ce que je disais, c'est pas mal.
J'aimerais poser une question sur les dimensions dont vous parliez tout à l'heure, et notamment un moment dans le film où, à la fin, on voit que Cooper arrive à communiquer avec sa fille à travers les dimensions, en faisant bouger les aiguilles d'une montre, etc. J'aimerais savoir s'il était réellement possible de communiquer de cette façon à travers les dimensions. Comme vous l'avez peut-être compris, cette sorte de dimension, ça reste très spéculatif.
Donc après, une fois que c'est spéculatif, on fait ce qu'on veut. D'une certaine façon, on est plus limité que par son imagination et l'envie de faire des choses, disons, plaisantes à voir ou divertissantes. Alors, juste quand même pour faire une réflexion. Ça veut dire que je n'ai pas grand-chose à dire de plus sur ça.
Après, ils font ce qu'ils veulent dans le film. D'une certaine mesure, c'est impossible, en tout cas, pas impossible, mais très spéculatif. On est tellement au-delà de ce que la science actuelle peut dire qu'on est un peu ennuyé pour discuter cette partie-là. En même temps, ce que l'on voit dans le film, ça m'a évoqué une chose qui est ce qu'on appelle l'univers bloc.
L'univers bloc, c'est quoi ? C'est l'idée que... Tous les événements de l'espace et du temps sont déjà présents en même temps, ça ne veut pas dire grand-chose, mais se forment une structure, et que ce que nous on appelle le passage du temps, c'est simplement le déplacement dans ce paysage qui s'appelle l'univers bloc.
Un peu comme, vous diriez que le déplacement... votre déplacement sur une route, ça provoque le voyage, le déplacement dans l'espace. L'illusion que les choses se déplacent par rapport à vous, c'est parce que vous, vous vous déplacez par rapport aux choses.
C'est une sorte de... Le temps qui s'écoule ne serait pas dû à le fait que le temps s'écoule et puis on se dit, ouais, c'est un peu mystérieux, mais au fait que vous vous déplaciez dans une structure où le temps, finalement, aurait un peu... serait un peu l'analogue d'une dimension spatiale et on se déplacerait spontanément dans cette dimension spatiale.
comme vous vous déplaceriez spontanément dans une dimension spatiale qui serait le long d'une ligne de plus grande pente, par exemple. Le long d'une montagne, si vous ne faites pas d'efforts particuliers, vous roulez jusqu'en bas de la ligne de plus grande pente. Donc cet univers bloque. Si vous êtes capable de vous sortir de cette ligne temporelle imposée par une sorte de je-ne-sais-quoi qui serait à définir, vous pourriez imaginer voir simultanément deux événements dans des temps différents, qui se produisent à des temps différents. Deux éléments qui sont consécutifs, mais qui ne se produisent pas en même temps.
Et c'est ce qu'on voit dans le film à la fin. C'est pour ça que ça m'évoque l'univers bloc. C'est comme si, quand Cooper rentre à la fin dans ce tesseract pintadimensionnel, il avait la possibilité de voir... Finalement, les lignes temporelles...
Tout à l'heure, je parlais de la salle comme d'un réseau de spaghettis, on va pas dire de boudins, c'est pas très gentil, mais de spaghettis spatio-temporels. Eh bien, c'est comme s'il y avait la possibilité de faire un pas de côté. Alors, évidemment, c'est pas facile à dire au vu d'ici, parce qu'un pas de côté vers où, c'est pas clair. Mais faire un pas de côté sur ça, dans la dimension de plus auxquelles ont axé les êtres hypothétiques, dont il est question dans le film aussi, et de voir, finalement, des lignes temporelles sur le côté, et donc de voir Cooper dans sa chambre, petite, en train de jouer de la guitare... De voir Cooper dans sa chambre petite en train de lire un livre sur la gravitation, et de voir Cooper dans sa chambre petite en train de regarder les anomalies dites gravitationnelles qu'elle voit dans sa chambre.
Et donc lui, après, il n'a plus qu'à choisir quel instant il a sur la ligne temporelle de Cooper, où elle est collée sur cette ligne temporelle, et après il y va, il fait des plans avec elle. Donc ça m'évoque ça, cette idée qu'on appelle univers-bloc. Bon, une fois qu'on a dit ça, on a l'impression d'être vachement intelligents, puis en fait, bon, c'est juste pour rigoler, parce que c'est pas... Ce qui se passe dans le film n'est quand même pas très clair et comme résulte d'une vision du monde qui, pour le moins, est très spéculative si on s'en rattache à la physique et très imaginative si on oublie qu'il y a de la physique derrière.
Voilà. Alors, la toute dernière question de la soirée. Ce n'est pas une question, c'est juste une remarque. Dites-moi.
Merci déjà pour la conférence très intéressante. Plus près. Merci pour la conférence très intéressante. Quand vous avez présenté la diapo sur le...
L'anneau d'Einstein où on voyait les différentes images des nuages de Magellan, Alpha du Centaure, etc. Ça m'a fait penser à un dessin d'Escher qui représentait aussi des dessins briqués et parfois avec certaines symétries, homothésies, etc. qui ressemblaient à ce genre de choses. Echer a fait des choses très intéressantes. Il a fait par exemple une série de dessins qui s'appelle Limite circulaire.
C'est exactement ce à quoi vous faites allusion, ça s'appelle Limite circulaire. Alors là, cette fois-ci, ce n'est pas... Le résultat d'une sorte de déformation d'origine gravitationnelle, ou qui mimerait quelque chose de gravitationnel, vous regardez dans le détail, vous trouverez des choses là-dessus très facilement, parce que ça a été analysé de nombreuses fois. La série qui s'appelle Limite circulaire, c'est en fait la représentation, c'est une représentation plane, et projetée dans un cercle, il y a des raisons à ça, de ce qu'on appelle le plan hyperbolique. Et voilà, une fois que vous avez fait ça...
Non, c'est pas l'énémate, mais... Entre guillemets, il y a des maths qui sont similaires derrière, parce que la géométrie du plan hyperbolique, on ne peut pas la représenter sur un truc euclidien. C'est un truc dont la courbure n'est pas nulle, comme le plan euclidien.
De la même façon qu'on ne peut pas représenter la géométrie d'une sphère sur un plan, ça s'appelle une carte. On projette la carte et on la déforme. Donc, de la même façon qu'on peut projeter la surface d'une sphère qui a une géométrie qui n'est pas la géométrie euclidienne sur un plan euclidien, au prix de déformation. Donc finalement, on joue sur la géométrie dans la zone de projection.
On peut choisir une projection pour que un méridien parallèle soit perpendiculaire. Par exemple, un truc qui va être conforme, qui va conserver les angles, deux choses perpendiculaires restent perpendiculaires dans la projection. Mais ça se fait au détriment de la forme des choses.
On peut décider qu'une chose qui faisait 1 km², et puis une autre qui faisait 1 km², Et bien quand elles seront projetées, elles auront la même surface. Donc là, c'est une projection d'aires égales. On va conserver l'air, mais du coup, on perd les angles.
Et donc du coup, les choses n'auront plus... Deux choses par rapport à l'électricité ne le sont plus. Donc au prix d'une déformation de la géométrie réelle de la sphère, on peut la mettre sur un plan.
On peut faire la même chose avec le plan hyperbolique. Ça s'appelle l'espace de Poincaré, enfin la projection de ces Poincaré qui a fait ça. Et il se trouve qu'Escher a réinventé, parce qu'il l'a fait presque indépendamment de Poincaré, cette projection du plan hyperbolique sur le plan euclidien.
Et donc, ça a... Comment dire ? Quand on parle de gravitation, on parle de déformation de l'espace-temps, donc on parle de géométrie non euclidienne.
Euclidien, c'est l'espace habituel qu'on connaît, trois dimensions d'abord. Et bien surtout, ce n'est pas les trois dimensions qui comptent, c'est surtout les triangles rectangles, le terme de Pythagore, la somme des angles de triangle fait 180 degrés, la surface d'un cercle c'est pi R2, etc. Un disque c'est pi R2, etc.
Mais à la surface d'une sphère ou sur une surface hyperbolique, ces formules-là sont fausses. Ces problèmes de géométrie qu'on voit dans Escher, c'est de la géométrie qui sert pour décrire des courbures, des espaces qui sont solutions éventuelles des équations d'Einstein. Donc il y a un lien. Le lien, c'est la gravité d'Einstein.
Elle nous raconte que la géométrie, la courbure, la géométrie dépend du contenu matériel. Mais pour être capable de décrire cette géométrie, il faut d'abord avoir bossé les maths. C'est Einstein qui a fait ça au début, mais il ne connaissait rien en maths. Il en a, comme on dit vulgairement, il en a chez des pendules.
Il a été voir ses copains mathématiciens, il a vu que les maths c'était dur et que c'était vraiment dur. Il a fallu qu'il apprenne toute cette géométrie non euclidienne qui venait, qui était en train d'être construite, qui venait d'être construite en fin du 19e, début du 20e. Il a eu besoin de cette géométrie non euclidienne pour construire ces équations. Et cette géométrie non euclidienne, une façon, mais là complètement indépendante de la gravité, c'est par exemple limite circulaire des chaires.
Bon, un grand, grand merci Roland, je vous propose la plus grande info. Alors juste une petite chose avant de vous souhaiter un bon retour, n'oubliez pas que ces conférences sont visibles sur Youtube, donc pour tous vos amis qui n'ont pas pu venir ce soir, n'hésitez pas à leur dire, elle sera mise en ligne dans quelques jours. Voilà, bonne soirée, bon retour !