Matiere-Physique | Dr. Goulu

Existe-t-il des astres d'anti matière et si, oui, comment les reconnaître ?

Mon, 24 Feb 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Il n’en existe probablement pas, parce qu’on verrait des rayons gamma produits par l’ au contact de l’hydrogène et des autres particules “normales” de l’espace.

C’est comme ça qu’on a détecté quelques nuages de positrons (anti électrons, donc pas vraiment de l’antimatière au sens “matière”…) dans la Voie Lactée

L’ , le fait qu’il existe nettement plus de matière que d’antimatière est l’un des grands problèmes ouverts de la physique.

Notes de bas de page

Est-on sûr qu'il y avait bien de la matière dans l'Univers avant l'inflation cosmique ?

Sun, 09 Feb 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

De la au sens actuel du terme, certainement pas. Les quarks se sont formés à la fin de l’inflation, et les protons 90 secondes plus tard, un temps astronomique à cette échelle.

L’ est encore largement hypothétique (donc contestée…) et existe en plusieurs variantes, dont au moins une “froide et vide”, mais on admet généralement que l’Univers était alors peuplé de photons extraordinairement énergétiques qui donnaient à l’Univers une masse volumique de l’ordre de 10^{86, voire 10}94 kg/m3

Si les atomes de toute matière sont en mouvement perpétuel, comment peut-il exister des objets de forme permanente, comme les empreintes fossiles ?

Thu, 16 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Nous qui vivons 100 ans si tout va bien avons tendance à appeler “permanent” ce qui dépasse un peu cette durée, mais tout est relatif …

Les empreintes fossiles s’usent assez vite une fois qu’elles sont à l’air libre, sous l’effet de l’érosion par l’eau, le vent, et la bêtise humaine.

Mais pendant quelques milliers ou millions d’années elles ont été protégées en étant recouvertes de sédiments qui ont durci avec la pression des couches qui se sont superposées. Entre solides, la est très lente.

A-t-on une idée de la proportion de matière baryonique emprisonnée dans les trous noirs par rapport à celle qui ne l'est pas ?

Wed, 01 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Il n’y a pas de matière baryonique dans les trous noirs. Les baryons sont “écrabouillés” en dépassant la . On a aucune idée sur l’état de la matière à l’intérieur des trous noirs, ni même si la question a un sens.

Cela dit, la masse totale des trous noirs est estimée à 11 millionièmes de la masse baryonique .

L hypothèse citée dans l’article selon laquelle la matière noire serait formée de trous noirs à été réfutée depuis

Notes de bas de page

Y-a-t-il une autre matière similaire au feu sur cette planète ?

Wed, 18 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

le n’est pas une matière spécifique mais l’effet visible de l’oxydation rapide d’un combustible, qui produit un gaz suffisamment chaud pour rayonner dans le domaine du visible.

Exemple : je prends du papier, et pour ne pas tricher avec des allumettes, je le chauffe à son qui est, comme chacun sait , soit 233 degrés centrigrades.

A cette température, certaines molécules du papier, principalement constituées d’atomes de carbone commencent à se combiner avec l’oxygène de l’air selon la réaction tellement bien connue qu’elle commence à nous causer des problèmes:

$C+O_2 -> CO_2 + \acute{e}nergie$

Le “+ énergie” signifie en pratique que le CO2 produit est plus chaud que 233 degrés et émet de la lumière, en l’occurrence des infrarouges autour de 10um de longueur d’onde.

Les autres éléments du papier, notamment l’hydrogène brûlent aussi, dans ce cas en produisant de la vapeur d’eau si chaude qu’elle rayonne aussi, et le tout chauffe même l’azote de l’air qui rayonne aussi.

Bref “le feu” d’un bête papier est en fait constitué de dizaines, voire de centaines de “feux” spécifiques à la matière qui brûle. Beaucoup sont invisibles mais nous chauffent car ils émettent dans l’infrarouge, mais certains sont visibles et font des flammes de différentes couleurs.

D’ailleurs en séparant ces couleurs avec un prisme, on peut retrouver de quoi est constituée la matière qui brûle, ou tout simplement la composition chimique d’un gaz chaud. C’est le principe de la .

Qu'est-ce qui est expulsé dans l'espace par le trou noir géant (200 millions de masses solaires) au cœur de la galaxie active Centaurus A, à 13 millions d'années lumière de la Terre, au point qu'on le surnomme trou noir fumant ?

Tue, 10 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

La émis par l’environnement des trous noirs est encore sujette à discussion. Tout le monde est d’accord qu’ils contiennent des électrons et de positons, mais la question de savoir si des protons et autres noyaux sont émis par le même phénomène ou “juste” entrainés par le flux d’électrons/positons est encore ouverte.

Image composite de / Centaurus A dans le visible, le radio (en orange) et le X (bleu). On distingue bien le jet “bleu” en direction du coin haut/gauche, l’onde de choc de celui du bas avec le gaz interstellaire, et les zones de gaz chauffé en orange.

Comment expliquer la conscience sachant que la physique nous dit que le monde est uniquement composé de déplacement de matière ?

Fri, 11 Oct 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

la physique ne dit pas ça, il y a aussi des ondes, des champs et autres trucs pas matériels, mais bon…

La conscience est liée à votre cerveau, pour ne pas (encore) dire qu’elle est produite dedans : quand vous êtes inconscient, que vous dormez, que vous êtes dans le coma ou mort, ça se voit à l’activité de votre cerveau, qui effectivement fonctionne avec des molécules chimiques et des courants électriques.

Votre cerveau est une fantastique machine à traiter de l’information (pour ne pas dire un ordinateur…). Il vous permet notamment de “voyager dans le temps” en imaginant des futurs possibles en fonction de vos souvenirs du passé , ce qui semble être une faculté que les animaux n’ont pas, ou beaucoup moins.

Pour ce faire, le cerveau doit être capable de nous “simuler nous-mêmes”, donc d’avoir une sorte de représentation informatique de nous mêmes qui peut dire “si je fais ceci, il va se passer cela, c’est pas bien, alors je vais plutot faire autrement, c’est mieux”. Voilà, j’ai utilisé ma conscience.

Notes de bas de page

Un trou noir est une étoile qui s'est effondrée sur elle-même en compressant sa matière. Comment peut-elle être autant compressée ? Il doit bien y avoir au centre un "tas" de matière de masse et de taille croissantes ?

Sat, 24 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Lors d’un , si la masse dépasse la (1.4 masses solairesł, la pression est telle que les électrons des atomes fusionnent avec les protons et les transforment en neutrons. Il n’y a alors plus de répulsion entre les ex-atomes, les neutrons peuvent se serrer les uns contre les autres dans une

Si la masse dépasse la (environ 3 masses solaires) la pression est plus forte pour que la cohésion des quarks dans les neutrons : ils sont broyés. On ne sait pas à quoi ressemble la matière alors, ni ou “va” la masse puisque les 3 quarks d’un neutron ne représentent que 1% de sa masse. En plus, l’intérieur de l’horizon des événements d’un trou noir, s’il existe, obéit à des lois très étranges.

De l’extérieur, tout se passe comme si le trou noir se résumait à une cachée par un , d’un rayon de 3km par masse solaire .

A quoi sert l'antimatière ?

Tue, 20 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

L’ ne “sert” à rien directement dans l’Univers, parce qu’il y en a extrêmement peu. Elle existe sous forme de quelques antiparticules par-ci par là, en quantités microscopiques par rapport à la matière. On a jamais vu un seul atome d’antimatière naturel, on a tout juste réussi à produire quelques atomes d’ depuis 1995.

L’antimatière “sert” surtout à faire réfléchir les physiciens à pourquoi il y en a si peu. Parce qu’en principe, le Big Bang aurait du en produire autant que de la matière, puis les deux auraient du s’annihiler, et il ne devrait rester que des photons.

Sinon, peut-être que l’antimatière “sert” pendant un très court moment à faire péter les très fort.

Est-ce que, dans un trou noir, les atomes se "touchent". Ou restent-il séparés par un certain vide ?

Sun, 04 Aug 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Il n’y a plus d’atomes dans un trou noir.

Déjà dans une la densité est telle que les protons et les électrons se combinent pour former des neutrons qui se touchent. Il n’y a plus d’atomes.

Dans un trou noir, la densité est encore plus forte : les neutrons sont écrabouillés en quarks et peut-être plus élémentaire encore, on en a aucune idée. Ça pose d’ailleurs un problème intéressant, c’est que la masse des quarks ne représente qu’environ 1% de la masse des neutrons. Le reste est dans l’énergie des gluons qui les lient en se déplaçant à la vitesse de la lumière d’un Quark à l’autre. Mais si ils ne peuvent plus se déplacer, sous quelle forme se retrouve cette masse/énergie ? Mystère…

Les astres dans lesquels " les atomes se touchent" presque sont les Les atomes se rapprochent de plus en plus lors de leur refroidissement jusqu’aux , mais il n’y en a pas encore.

L'attraction terrestre attire-t-elle toutes sortes de matériaux avec la même force ?

Sun, 07 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Oui, seule la masse compte. La dit que la force exercée sur le corps $B$ par le corps $A$ est donnée par :

$F_{A/B}=F_{B/A}=G{\frac {M_{A}M_{B}}{d^{2}}}$

$M_{A}$ et $M_{B}$ en kilogramme (kg); d en mètre (m); $F_{A/B}$ et $F_{B/A}$ en newton (N)

où G est la .

On voit que la force est proportionnelle à la masse du corps A (la Terre en l’occurrence) et à celle du corps B.

Vous allez donc immédiatement demander : mais alors pourquoi un objet d’une tonne tombe avec la même vitesse qu’un objet d’un kilo ?

Et ben c’est parce que la force ci-dessus fait accélérer l’objet B, et que son accélération a est proportionnelle à la force, mais inversément proportionnelle à sa masse, appellée dans ce contexte.

Donc la force sur la tonne est 1000x plus forte que sur le kilo, mais comme le kilo accélère “1000x plus facilement”, ils tombent tous les deux avec exactement la même accélération, qui sur Terre vaut les fameux $g=9.81 m/s^2$

voir aussi

Existe-t-il des étoiles d'antimatière ?

Tue, 28 May 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

S’il existait des étoiles d’antimatière, on devrait capter des rayons gamma à des énergies précises (511 keV et 2 GeV) résultant de l’ de leur “vent solaire” ( et ) avec le gaz interstellaire formé de matière “normale”, notamment à leur

C’est ainsi qu’on a détecté un nuage de positrons au centre de notre galaxie, probablement produit par le trou noir central , mais on ne voit rien de semblable autour d’étoiles, et encore moins à l’énergie correspondant aux antiprotons (= antihydrogène)

Donc “jusqu’à preuve du contraire”, il n’existe pas d’étoiles d’antimatière, ni de galaxies d’antimatière pour les mêmes raisons, tout au plus des nuages de positrons produits par des accélérateurs de particules naturels comme les trous noirs

Notes de bas de page

Que se passerait-il si c'était l'anti-matière qui avait pris le dessus sur la matière ? Aurions-nous un univers quand même identique au nôtre ?

Mon, 29 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

L’univers serait identique, à un tout petit détail près : la brisure de .

Elle fait entre autres que la transformation d’un kaon en antikaon est 1 milliardième de fois plus rare que la transformation d’un antikaon en kaon.

Et on pense que c’est une des raisons pour lesquelles la matière a “pris le dessus” sur l’antimatière. Autrement dit, si l’antimatière était l’exacte symétrique de la matière, il n’y aurait probablement ni l’une ni l’autre.

Comment un trou noir peut-il avoir une densité infinie ? Cela ne signifie-t-il pas qu’il contient également une masse infinie et une matière infinie ?

Mon, 15 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

La densité d’un trou noir vu de l’extérieur est celle de son horizon des événements et n’est jamais infinie, elle peut même être étonnamment faible .

a une masse de l’ordre de 6,5 × 10^{9 masses solaires , soit 1.3× 10}40 kg et un rayon de 19 milliards de kilomètres, soit un volume de 2.9× 10^{40 m}3 : sa densité est donc de 0.45, inférieure à celle de l’eau !

La densité éventuelle de ce qu’il y a à l’intérieur du trou noir:

est totalement inconnue (voir le dernier paragraphe)
on ne sait même pas si la question a un sens. Selon qui me semble avoir des bases fort intéressantes , la question n’a pas de sens.
on s’en fiche. Rien de ce qu’il pourrait éventuellement avoir à l’intérieur de l’horizon ne peut nous influencer en quoi que ce soit, et il n’existe aucun moyen de vérifier quelque théorie que ce soit.

Cela dit, mathématiquement une densité infinie n’a pas besoin d’une “matière infinie” : il suffirait que toute la masse soit concentrée en un seul point. Mais on a aucune idée d’un tel état de la matière, ni même si la notion de “masse” a encore un sens dans ce contexte.

Pour rappel , les protons et les neutrons qui composent 99.999% de la masse d’une étoile sont chacun composés de 3 quarks qui n’ont qu’1% de la masse des protons et neutrons, le reste étant formé de l’énergie de liaison des qui les lient, et qui ont une masse au repos nulle. Aucune théorie à ma connaissance ne dit comment la masse se conserve lors de l’effondrement en trou noir (à part le principe holographique).

Notes de bas de page

Y a-t-il suffisamment de matière dans le système solaire pour construire une sphère de Dyson ?

Wed, 03 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Pour compléter les autres (excellentes) réponses, voici un calcul, et même deux:

Volume de la Terre : V=1,083×10^{12 km}3

Surface d’une de rayon égal à celui de l’orbite de Mercure, avec un trou pour continuer à bronzer sur Terre):

R = 57,91×10^6 km

S = 4.pi.R^{2 = 42,142×10}15 km^2

Epaisseur de la Sphère de Dyson construite avec toute la matière de la Terre transmutée en :

e=V/S = 0.00002569882 km, soit 2.5 centimètres.

C’est plus que je ne pensais, mais il faudrait pas la faire beaucoup plus grande. Ou alors utiliser la matière de Jupiter (transmutée en …) sur l’orbite de Jupiter:

V=1,431×10^{15 km}3

R= 778,5×10^6 km

S = 4.pi.R^{2 = 7,61×10}18 km^2

e = V/S = 0.00018804204 km, soit 18 centimètres.

C’est encore plus que je ne pensais, mais Jupiter, c’est gros…

Cela dit, il y a une grosse incohérence logique dans ce qui précède, saurez-vous trouver laquelle ?