Techniques-Scientifiques | Dr. Goulu

En quoi les différentes spécialités scientifiques ont contribué à préciser l’âge de la Terre ?

Thu, 08 Jun 2023 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Question intéressante (= j’ai appris quelque chose en cherchant la réponse….)

Selon , les premières estimations scientifiques datent du XVIIIème siècle (j’ai mis en gras les “spécialités scientifiques”

L’astronome propose une méthode scientifique : en estimant la quantité de sels des océans et le débit total des fleuves (en tonnes de sel par année), on peut déduire que la Terre est beaucoup plus vieille qu’on ne le pense. , dans son Hydrogéologiede 1802, à l’aide d’un modèle physique des océans et de la révolution des points polaires, aboutit à la nécessité que la Terre ait au moins plusieurs milliards d’années.

Scientifiquement, les estimations les plus solides se basent sur le temps de refroidissement d’une Terre initialement très chaude, comme le fait qui expérimente le refroidissement de sphères métalliques de différents diamètres dans sa vers 1770 : il aboutit, par linéaire aux dimensions de la Terre, à un âge de 74 000 ans, datation qu’il ose publier mais dans ses carnets, il va jusqu’à envisager un chiffre de l’ordre de 10 millions d’années

Les estimations sont donc extrêmement larges, Ca se précise au XIXème :

reprend le modèle de Buffon en supposant que le globe est rigide et homogène. Il applique alors l’ de et, en prenant en compte uniquement la , estime l’âge entre 20 et 400 millions d’années. Son estimation est contestée par son assistant qui prend en compte la et propose un modèle de de 50 km d’épaisseur, ce qui rend les gradients thermiques compatibles avec plusieurs milliards d’années.

…

C’est la découverte de la par qui permet de repousser l’âge de la Terre jusqu’à l’âge qu’on lui attribue aujourd’hui : l’essentiel de la chaleur de la Terre ne provient pas de sa chaleur initiale (qui se serait perdue en moins de 400 millions d’années) mais est produit pour moitié par la désintégration radioactive d’éléments tels que le potassium, l’uranium et le thorium

C’est justement la compréhension de la radioactivité et les capacité de mesure au niveau isotopique qui ont permis des datation de grande précision depuis la moitié du XXème siècle :

En 1953, , associant ses connaissances en et , mesure la d’une météorite ( ) ayant le même âge que la terre. Il estime alors l’âge de la planète à 4,55 milliards d’années.

Le phénomène de est également utilisé pour estimer la durée d’accrétion de la Terre, notamment via la

Comment sont déterminés les constantes physiques ? Exemple : la constante gravitationnelle

Tue, 21 Mar 2023 00:00:00 +0000

Réponse publiée

D’abord par des mesures très précises.

Pour la constante gravitationnelle, l’ de 1798 avec une balance de torsion a donné une valeur de G à 1% de la valeur actuelle, un exploit fantastique avec les moyens de l’époque.

Surtout si on considère que ces “constantes universelles” sont exprimées dans des unités (mètres, kilo, seconde) qui sont elles-mêmes difficiles à mesurer avec prévision, nécessitant des étalons matériels etc.

Avec l’amélioraiton des systèmes de mesure, arrive un moment où la mesure des constantes est plus précises que les unités dans lesquelles on les exprime, alors on fait l’inverse : on fixe la constante, et on définit les unités à partir d’elles

C’est ce qui a été fait en 1983 pour le en le définissant comme la longueur du trajet parcouru par la dans le pendant une durée d’un 299 792 458e de ,

ce qui revient à fixer la vitesse de la lumière à 299792458 mètres par seconde. Depuis, on ne peut plus mesurer la vitesse de la lumière : elle est fixe

! Mais on peut ainsi mesurer le mètre n’importe où, sans mètre étalon.

En 2019 on a fait de même pour le kilogramme, en fixant la valeur numérique de la , h, à exactement $6,626 070 15 × 10^{−34} J s$

Pour l’instant, les dernières mesures de G sont considérées comme trop imprécises (20 ppm…) et on ne pourrait pas la figer sans créer de contradiction avec les définitions du mètre, du kg et de la seconde.

Une façon de résoudre tout ça proprement serait de re-définir complètement les unités en donnant aux constantes universelles la seule valeur qu’elles peuvent avoir : 1

C’est le cas du , dont il disait déjà en 1899 :

Elles gardent nécessairement leur signification pour tous les temps et toutes les civilisations, mêmes extraterrestres et non humaines, et peuvent donc être désignées « unités naturelles »

Notes de bas de page

Quelle est la technique la plus précise et moderne permettant de calculer la distance Terre-Soleil ?

Thu, 23 Jun 2022 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Avant de vous répondre, je vais vous donner la valeur de l’ la plus précise que nous ayons : 149'597'870'700 ± 3 m

On connait la distance moyenne entre la Terre et le Soleil avec une précision de deux milliardièmes de pourcent !

La technique de mesure “radiométrique” utilisée a été présentée pour la première fois en 1968 dans cet article :

Elle consiste à mesurer la vitesse de la Terre sur son orbite par l’effet Doppler de la émise par plusieurs nuages d’hydrogène. Comme on connait la de la Terre autour su Soleil avec une grande précision, on peut déterminer ainsi les grand axe, petit axe et rayon moyen de l’orbite sans même observer le Soleil ni connaître sa masse.

En fait on peut utiliser la troisième loi de Kepler “à l’envers” pour déterminer la masse du Soleil à partir de l’orbite terrestre : elle vaut (1988,47 ± 0.00007 ) × 10^30 kg , avec une précision de 0.0000035 % donc

Cette technique de mesure a été tellement améliorée qu’on sait depuis 2004 que la Terre s’éloigne du Soleil de 15m par siècle (par le même effet de marée qui fait que la Lune s’éloigne de la Terre)

Merci pour cette question qui:

m’a fait découvrir cette technique de mesure que je ne connaissais pas
me conforte dans l’idée que le gigantesque progrès des techniques de mesure ces dernières décennies est encore largement méconnu et sous-estimé.

Comment les scientifiques mesurent-ils l'inclinaison d'une planète ?

Wed, 10 Feb 2021 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Excellente question dont je n’ai pas trouvé la réponse, donc je l’ai posée ici : et je vous tiendrai au jus …

Edit 1 : suite à un commentaire, il semble que les rotations de Vénus et de Mercure ont été mesurées par radar en 1966

Dyce, B. R., Pettengill, G. H., & Shapiro, I. I. “Radar determination of the rotations of Venus and Mercury”, Astronomical Journal, Vol. 72, p. 351 (1967)

Quels sont les avantages des nouvelles techniques dans la cryptographie ?

Sun, 14 Jun 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Le grand défi actuel est la : mettre au point des méthodes de cryptage (et d’authentification, ça revient au même) qui résisteront à des ordinateurs quantiques qui seront capables dans un futur prévisible (“5 ans ± 5 ans” selon un spécialiste d’IBM qui s’exprimait à l’EPFL récemment) d’implanter l’ et de casser les algos actuels basés sur les nombres premiers.

Parmi les méthodes en course, la cryptographie basée sur les treillis ( n’a pas encore été traduit dans le Wikipedia francophone…) est une des favorites.