pesanteur

Nouvelles preuves : les ondes sonores transporteraient réellement de la masse

En général, lorsque nous pensons aux ondes sonores, nous imaginons des vibrations invisibles se déplaçant en apesanteur dans les airs, et sans masse. Mais cela pourrait bien être sur le point de changer. Des physiciens viennent de fournir une preuve supplémentaire que les"particules" sonores peuvent réellement transporter des petites quantités de masse. Ces preuves impliquent donc également que les ondes sonores peuvent produire leurs propres champs gravitationnels, ou un équivalent se comportant comme tel.

Mais avant d’approfondir le sujet, reprenons tout d’abord la base. Par exemple, si vous frappez un ballon avec votre pied, vous y transmettez de l’énergie. Einstein ajouterait que vous avez également contribué un peu à la masse du ballon, en l’accélérant. Mais si ce ballon est une particule minuscule et que le coup de pied est une onde sonore, vous pouvez imaginer la même chose. Pourtant, depuis des décennies, les physiciens se disputent pour savoir si l’élan d’une vague de particules représente une masse nette, ou pas.

L’année dernière, le physicien Alberto Nicolis de l’Université Columbia à New York a travaillé avec un collègue de l’Université de Pennsylvanie à Philadelphie pour étudier la manière dont différentes ondes se désintègrent et se dispersent dans un fluide à l’hélium extrêmement froid. Non seulement l’équipe de chercheurs a montré que les sons peuvent en réalité générer une valeur non nulle concernant la masse, mais cette dernière pourrait également"flotter" de manière étrange, le long des champs gravitationnels, dans un sens anti-gravitationnel.

Bien que les chercheurs aient affirmé cette possibilité, leur étude était tout de même limitée à un ensemble spécifique de conditions. De ce fait, Nicolis a utilisé un ensemble de techniques différentes pour montrer que les sons ont une masse dans les fluides et les solides ordinaires, et qu’ils peuvent même créer leur propre champ gravitationnel faible.

Leur nouvelle conclusion contredit les affirmations selon lesquelles les phonons sont sans masse. À présent, selon cette nouvelle recherche, nous savons que ces derniers ne répondent pas simplement à un champ de gravitation, mais qu’ils sont également une source de champ gravitationnel.

Dans un sens newtonien, telle est la définition même de la masse. Alors pourquoi y a-t-il tant de confusion sur cette question ? En fait, le problème réside dans la manière dont les ondes se déplacent dans un milieu donné. Tout comme une onde lumineuse est appelée un photon, une onde vibratoire (du son) peut être considérée comme une unité appelée"phonon".

Imaginez-vous immobile lors d’un concert, et que vous profitez du spectacle. La masse de votre corps est la même que lorsque vous vous êtes levés le matin. Puis vient une musique plus entraînante et votre voisin vous pousse, accélérant de ce fait votre corps. Selon la loi d’Einstein, qui dit que l’énergie est égale à la masse multipliée par la vitesse de la lumière au carré : le peu d’énergie que vous gagnez avec la poussée, est également de la masse.

Donc, en entrant en collision avec une autre personne, l’énergie y est transférée avec un peu de masse, de manière imperceptible. (Dans cet exemple imagé, les corps se heurtant à d’autres corps, représentent les phonons). Dans ces conditions simples, le mouvement de va-et-vient parfait des corps et le transfert direct de la quantité de mouvement peuvent être décrits comme une forme de dispersion linéaire. Tandis que les niveaux d’énergie peuvent fluctuer pendant ledit va-et-vient, votre corps se réinitialise pour ne pas donner de masse au cycle de phonons complet.

Mais la réalité n’est pas toujours aussi simple… Les ondes lumineuses se déplaçant dans le vide et les phonons dans un matériau théoriquement parfait pourraient bien être linéaires, mais les solides et les fluides se bousculant obéissent à diverses autres lois en fonction de certains champs et influences. Et ces conditions sont bien complexes : ainsi, à l’aide d’approximations connues sous le nom de théorie des champs effectifs, Angelo Esposito et Rafael Krichevsk, de l’Université Columbia et collègues de Nicoli, ont pu comprendre comment le phonon se déplace à travers de tels supports et comment calculer leur réponse à un champ gravitationnel.

Ces derniers ont pu démontrer que, même dans des conditions dites désordonnées du"monde réel", les ondes sonores pouvaient effectivement transporter une certaine masse. Bien entendu, cette masse n’est pas vraiment conséquente et reste minime, comme on peut s’y attendre. Nous parlons plutôt d’une quantité d’énergie contenue dans le phonon, mais divisée par le carré de la vitesse de la lumière. C’est donc une masse… minuscule.

Avec cette étude, il est également important de garder à l’esprit que les mathématiques sur lesquelles repose l’allégation n’ont pas encore été mises à l’épreuve. À présent, les scientifiques devront mesurer les changements gravitationnels d’atomes refroidis à une température proche du zéro absolu, ce qui pourrait être possible si nous explorons de tels condensats dans l’espace.

Mais grâce à ces découvertes, les chercheurs suggèrent qu’il serait également, et notamment, plus simple de "peser" un séisme. En effet, le son généré par un grand tremblement de terre pourrait représenter une masse conséquente.

Dans tous les cas, nous attendons les résultats des prochaines recherches dans ce domaine avec grande impatience !

Auteur: Internet

Info: Stéphanie Schmidt 7 mars 2019, https://trustmyscience.com

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visionnaire

Initiateur de l'astronautique, Constantin Tsiolkolvski était un grand rêveur. Un peu fou, un peu naïf, il s'est souvent égaré et a commis beaucoup d'erreurs. Mais il a eu le courage de rêver à ce à quoi d'autres n'auraient même pas osé penser. Qui, au temps de la Première Guerre mondiale, aurait pu rêver à des vols sur la Lune, au génie génétique, à la résurrection des morts ? Un seul, Tsiolkovski.

Sa vie débuta dans la tragédie. Encore jeune enfant, Tsiolkovski fut atteint de la scarlatine. Sa maladie fut suivie de complication et il devint sourd. C'est la raison pour laquelle il n'a pas reçu d'éducation traditionnelle. Le grand savant fut autodidacte. Il apprit très tôt à lire. Plus que tout au monde, il aimait lire et inventer. Il pouvait lire et inventer des jours entiers. Tour à charioter, petites maisons, horloges à pendant, automobiles miniatures…

En dépit de sa surdité, il ne se considérait en aucune façon diminué. Au contraire. Quand Tsiolkovski est tombé amoureux pour la première fois, il écrivit à la jeune fille en question la lettre suivante : "Je suis un grand homme qu'il n'y avait pas encore eu et qu'il n'y aura plus ". Pour ce qui est de l'opinion qu'il avait de lui-même, il n'avait pas de problème.

A 16 ans, il partit étudier à Moscou. Il passait des heures dans les bibliothèques, ne mangeait pas. Il vivait avec 10 roubles pour le mois. Enfin il passa avec succès ses examens pour être professeur d’arithmétique. Il ne cessa pourtant pas d'inventer. Il travaillait sur des quantités innombrables de théories et les envoyait à des magazines. Au début, il inventa une étrange théorie de "zéro agité" qui prouvait l'inutilité de la vie humaine.

Puis il travailla sur une théorie des gaz et l'envoya à Mendeleev. Celui-ci félicita le jeune savant mais lui écrivit qu'en réalité, la théorie des gaz avait déjà été découverte 25 ans auparavant.

Cinq idées de Constantin Tsiolkovski qui anticipèrent la conquête spatiale

Il travaillait à ses inventions presque quotidiennement. Dans un court laps de temps, il inventa : l'aérostat, les échasses, la signalisation interplanétaire, le chauffage solaire, un rafraîchisseur de chambre, la machine à écrire, son propre système de mesures et même un alphabet commun à tous. Il parvint même a déposer un brevet pour quelques unes de ces inventions, mais Tsiolkovski ne perçut jamais d'argent. Une fois quelqu'un voulut le payer 500 roubles mais le facteur ne put trouver son adresse. On ne l'a donc pas payé. A 30 ans, Tsiolkovski devint, à sa grande surprise, écrivain. Il se mit à écrire un récit de science-fiction à propos de la Lune. Avec des détails tels qu'on croirait qu'il y était allé. Gagarine racontera plus tard que ce qu'il a vu dans le cosmos ressemblait beaucoup aux descriptions de Tsiolkovski. Il a aussi décrit avec force détails l'apesanteur dans ses livres. Mais d'où a-t-il bien pu le tenir ?

Personne ne le prenait au sérieux. On le prenait pour un citadin fou. Et lui-même se comportait comme un original. Il dépensait tout son salaire dans les livres et les réactifs. Avec les enfants il faisait voler des serpents en papier, faisait du patin avec un parapluie. Avec celui-ci, il prenait de la vitesse avec le vent arrière. Les chevaux de ferme fuyaient ses parapluies, les paysans juraient. Mais Tsiolkovski n'en avait cure. Il était sourd et n'entendait pas les jurons.

Tsiolkovski croyait que la matière inanimée avait une âme. Le vivant et le non-vivant, c'est une chose. Il n'y a pas de mort, il n'y a qu'un seul univers, il n'y a pas de frontière entre les mondes... La philosophie étonnante de Tsiolkovski frôle quelques fois le délire et quelques fois est proche d'une vison géniale. Par exemple, il découvrit que la forme géométrique idéale pour l'homme est la sphère. C'est pourquoi tout le monde aura, dans l'avenir, la forme d'une sphère. Il croyait aussi au clonage. Le génie vers le génie, le talent vers le talent, c'est comme cela que l'on peut améliorer la race humaine.

Mais qui se serait souvenu de Tsiolkovski s'il n'avait consacré son temps qu'à ses folies et à sa philosophie de chambre ? Il a donné naissance à plusieurs idées réellement fondamentales. Le satellite artificiel de la Terre, la fusée multiple, le moteur nucléaire... Étonnamment, tout cela fut fait avec désintéressement. Aucune base scientifique, aucun espoir de réaliser ces idées... Les premiers avions se sont écrasés les uns après les autres, et il écrivit : "je suis sûr que les voyages interplanétaires deviendront réalité. Les héros et les braves poseront les premières routes aériennes : la Terre est l'orbite de la lune, la Terre est l'orbite de Mars et pour aller plus loin, Moscou est la Lune et Kalouga est Mars..."

Tsiolkovski a avoué une fois à ses élèves qu'il conversait avec les anges. Les anges, selon sa conception, sont des êtres raisonnables supérieurs, bien plus parfaits que les gens. Les gens , dans l'avenir, devront se transformer en anges. Viendra le jour où l'humanité s'unira au cosmos, deviendra immortelle et se transformera en énergie cosmique.

Il marchait dans les rues de Kalouga avec un air attristé. De temps en temps il s'asseyait par terre et réfléchissait longuement, le dos contre le tronc d'un arbre … De l'extérieur, il ressemblait à un messager d'autres mondes. Ou bien à un homme venu du futur qui se serait retrouvé par erreur dans la Russie des années 1920.

Après sa mort, on commença à l'appeler père de l'aéronautique soviétique. Le grand constructeur Sergueï Korolev s'empara de ses idées et les développa. Bien sûr, il s'en serait sorti même sans l'aide de Tsiolkovski. Tous les calculs furent vérifiés par des savants. Mais ce n'étaient des savants, alors que lui était un rêveur. Sans lui ils ne seraient arrivés à rien. Il existe beaucoup de savants, mais il n'y a que très peu de rêveurs géniaux. De gens capables de converser avec les anges dans leur propre langue.

Auteur: Shenkman Yan

Info: Tsiolkovski : le savant qui conversait avec les anges, 4 avril 2014

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