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Téléchargerla vidéo libre de droit Le trou noir absorbe la matière tourbillonnante dans l'espace. Le vortex dans la galaxie est centré autour d'un objet massif sombre. Gravitation, recherche astronomique, univers, science, cosmos profond, astrophysique et concept abstrait de science-fiction ., 339277010, parmi la collection de Depositphotos, des millions de photos, d'images
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Deschercheurs du MIT créent par accident le matériau le plus noir au monde. Le matériau le plus noir mis au point à ce jour absorbe 99,995% de la lumière. Il est composé de nanotubes de
Photonspeuvent se propager librement dans l'espace pendant que les gluons n'existent pas comme les particules libres , à l'exception du plasma quark-gluon. Les deux n'ont pas de masse mais ce qui les distinguent c'est que un photon ne porte aucune charge pendant que les gluons portent différentes combinaisons de charges fortes , 8 au total. C'est cette charge forte de
Réponse: plus rien, pas même la lumière, ne peut s’en échapper. L’objet est donc noir. Et toute matière qui s’approche trop près tombe dans ce gouffre-piège au centre duquel se
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labsorber : l’objet absorbe la lumière ; la diffuser : l’objet renvoie la lumière dans toutes les directions. Dans la majorité des cas, les trois phénomènes se produisent simultanément. En effet, une partie de la lumière peut être
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Lalumière « absorbée » par un trou noir. On dit souvent que les trous noirs « absorbent » la lumière, au même titre que la matière, j’ai un souci de compréhension sur ce phénomène. Je vais comparer le parcourt de la lumière au voisinage d’un trou noir et au voisinage d’une étoile à neutron. Tout comme un trou noir, l
Toutd’abord, le pilote n’y verrait pas grand-chose, à cause de la compression et la dilatation simultanée de l’espace-temps : toute la lumière de l’Univers alentour se réunirait en un
c4ca. Article Tour d'horizon des diffusions de la lumière sur les matériaux. Quand la réflexion par la matière se traduit de mille et une façons en éclairage. Il serait tentant de représenter la réflexion de la lumière par la matière comme le rebond d’une balle sur un sol. Si l’analogie n’est pas dénuée de sens – le rebond peut être plus ou moins fort ; il peut avoir de l’effet – elle ne traduit pas toute la diversité des interactions entre une onde électromagnétique la lumière et un ensemble de charges électriques la matière. Nous essayons ici de classifier ces interactions. Les schémas accompagnant les illustrations indiquent les propriétés de réflexion pour une lumière arrivant avec une direction incidente notée i. Reflet métallique et reflet vitreux Malgré la grande variété d’effets visuels que nous observons dans la vie quotidienne, nous ne distinguons, par leurs propriétés optiques, que deux grandes familles de matériaux les métaux et les autres. Les métaux, tels qu’une plaque d’argent ou d’aluminium, réfléchissent une très grande partie de la lumière quelle que soit l’orientation de celle-ci dans la direction miroir. Réflexion miroir – coupe de principe, extrait du livre, Quand la lumière diffuse la matière © Pierre Boulenguez, Lionel Simonot La plupart des autres matériaux se comporte comme du verre. Pour une illumination frontale, ils sont très peu réfléchissants 4% seulement de la lumière est réfléchie et donc 96% transmise par une interface air/verre. Les proportions s’inversent pour des orientations très rasantes de la lumière incidente. Entre les deux configurations, il peut y avoir une confusion entre ce qui est réfléchi et ce qui est transmis comme illustré sur la figure suivante. Réflexion et transmission sur le vitrage – Pyramide du Louvre, Musée du Louvre, Paris, France – Architecte Ieoh Ming Pei – Ingénieur Roger Nicolet © Vincent Laganier Géométrie de la loi de Sahl-Snell-Descartes – coupe de principe, extrait du livre, Quand la lumière diffuse la matière © Pierre Boulenguez, Lionel Simonot Effets de surface de la matière Plus une surface devient rugueuse, plus la lumière réfléchie est diffusée autour de la direction miroir. Le matériau est moins brillant et l’image réfléchie plus floue. Réflexion sur une surface rugueuse de métal inoxydable – Folded Light, 8, Finsbury Circus, Londres – Concepteur de la sculpture Carpenter Lowing © Timothy Soar Réflexion sur une surface rugueuse – coupe de principe, extrait du livre, Quand la lumière diffuse la matière © Pierre Boulenguez, Lionel Simonot Quand l’état de surface présente des directions de rugosité privilégiées, la lumière diffusée est modifiée par rotation de la surface. Pour une surface rayée par exemple, la lumière est fortement diffusée lorsqu’elle arrive dans un plan perpendiculaire aux rayures, et réfléchie dans la direction miroir lorsqu’elle arrive dans un plan parallèle aux rayures. Réflexion anisotrope sur les toiles – Musée Soulages, Rodez, France © Rodez agglomération, musée Soulages, donation Pierre et Colette Soulages Réflexion anisotrope plans perpendiculaire et parallèle aux rayures – coupe de principe, extrait du livre, Quand la lumière diffuse la matière © Pierre Boulenguez, Lionel Simonot Il est possible de structurer la surface de telle sorte que la lumière revienne vers la direction incidente. Cette rétro-réflexion est obtenue par des revêtements constitués de micro-prismes ou micro-billes. Elle est utilisée sur des vêtements ou des panneaux de sécurité routière pour être vu de nuit par un conducteur utilisant ses phares. Bandes de tissu rétro-réfléchissant sur un vêtement © Lamiot, Wikipedia Rétro-réflexion – coupe de principe, extrait du livre, Quand la lumière diffuse la matière © Pierre Boulenguez, Lionel Simonot Matière mate, satinée, brillante C’est donc essentiellement la rugosité de l’interface supérieure d’un matériau qui impacte son aspect brillant. L’aspect mat d’un matériau provient de la diffusion de la lumière soit par une interface très rugueuse, soit après pénétration à l’intérieur du substrat. Les matériaux les plus mats sont d’ailleurs souvent poreux. Un matériau lambertien du nom de Johann Heinrich Lambert qui formalisa la photométrie au XVIIIe siècle modélise un matériau mat qui diffuserait la lumière de manière égale dans toutes les directions. Ce comportement idéal est quasi-systématiquement utilisé par les logiciels de simulation d’éclairage pour modéliser la diffusion de la lumière sur les parois d’une salle. C’est aussi le cas pour un revêtement blanc très diffusant d’une sphère d’intégration utilisée pour la mesure du flux lumineux émis par une lampe. Réflexion diffuse – Crossing Jordan, Wedgework à l’exposition See Colour de Järna, Suède © James Turrell – Photo Florian Holzherr Réflexion diffuse lambertienne – coupe de principe, extrait du livre, Quand la lumière diffuse la matière © Pierre Boulenguez, Lionel Simonot La réflexion sur des matériaux satinés ou brillants présente deux composantes le reflet, généralement incolore, sur l’interface supérieure du matériau, et la partie diffuse qui peut être colorée liée à l’absorption et la diffusion de la lumière par des particules dans le volume du matériau. Réflexion mixte diffuse et brillante – Fidget Spinner © Florian Schäffer – Wikipédia Réflexion mixte diffuse et spéculaire – coupe de principe, extrait du livre, Quand la lumière diffuse la matière © Pierre Boulenguez, Lionel Simonot Origines des couleurs La lumière blanche se colore rarement par diffusion à l’exception notable de la diffusion par les particules atmosphériques à l’origine du bleu du ciel. Ce régime de diffusion se produit quand les particules diffusantes sont de l’ordre du nanomètre. Cette propriété se retrouve avec l’aérogel, matériau solide poreux présentant une très faible densité. La couleur bleue de l’aérogel est visible par diffusion. L’origine des couleurs d’un matériau est plus souvent due à ses propriétés d’absorption. La couleur correspond aux rayonnements non absorbés, et donc diffusés par le matériau. On parle alors de couleurs pigmentaires. Pigments en vente sur un marché de Goa, Inde © Dan Brad, Wikipédia La lumière absorbée par la matière est généralement perdue » dans des effets thermiques. Ce n’est pas le cas pour la photoluminescence où le rayonnement absorbé typiquement dans l’ultraviolet peut être converti en un rayonnement visible. Exemple d’objet phosphorescent © Lưu Ly, Wikipédia Des couleurs peuvent aussi être produites par des matériaux non absorbants et incolores. Des structures périodiques présentant des périodes d’une centaine de nanomètres peuvent en effet créer de la coloration par interférence ou diffraction. C’est le cas de la nacre, superposition de couches minces de carbonate de calcium. Objet décoratif en nacre © Ewa Jastrzębska, Wikipédia Transparent, translucide, opaque Outre le brillant et la couleur, la translucidité est un autre attribut d’apparence lié aux propriétés de diffusion du matériau. Elle est liée à la pénétration de la lumière dans la matière et sa réémergence dans le voisinage de la position d’entrée. Porcelaine translucide © Klausbo, Wikipédia Diffusion transluminescente – coupe de principe, extrait du livre, Quand la lumière diffuse la matière © Pierre Boulenguez, Lionel Simonot Cet effet de translucidité des matériaux peut se manifester aussi dans le cas d’un revêtement transparent telle une couche de vernis sur un fond opaque. Matériau en bois vernis – Sifflets colorés de Channapatna, Inde © Rajesh Dangi – English Wikipédia Diffusion de couche mince sur une surface vernie – coupe de principe, extrait du livre, Quand la lumière diffuse la matière © Pierre Boulenguez, Lionel Simonot Etats de translucidité des matériaux Il est commun de représenter les états de translucidité sur une échelle unidimensionnelle entre les deux situations extrêmes que sont la transparence et l’opacité. Nous estimons que cette représentation ne distingue pas les natures différentes des oppositions transparence/translucidité et translucidité/opacité. Un matériau est translucide/non transparent quand il diffuse la lumière. Un matériau est translucide/non opaque quand il laisse passer une partie de la lumière par transmission. L’opacité d’un matériau dépend donc également de son épaisseur. Représentation schématique des états de translucidité – extrait du livre, Quand la lumière diffuse la matière © Pierre Boulenguez, Lionel Simonot Pour traduire toute la richesse des états de translucidité, nous en proposons une représentation tridimensionnelle, par exemple sous forme cubique. Les trois dimensions correspondent à des propriétés optiques du matériau l’absorption, la diffusion de surface et la diffusion de volume. La figure précédente représente schématiquement le système proposé et des rendus en synthèse d’images correspondant à des états de translucidité le long des trois axes. Approfondir le sujet Profondeur de la couleur jusqu’à la perspective aérienne Spectre visible et la colorimétrie Miss Sunshine, matières d’ambiances, ENSA Nantes Vanceva World of Color Awards™ 2022 de Eastman Hyperespace, matières d’ambiances à l’ENSA Nantes ARTE la lumière sculpte la matière – Avatars de lumière 40 livres lumière sur l’art, l’architecture et le design à partager Photo en tête de l’article réflexion miroir – Géode, Cité des Sciences et de l’Industrie, Parc de la Villette, Paris, France – Architectes Adrien Fainsilber, Gerard Chamayou © Chris Mueller, iStock Poursuivez votre recherche Enseignant-chercheur, Lionel Simonot enseigne l’éclairagisme depuis 2003 à l’École nationale supérieure d’ingénieurs de Poitiers – ENSI Poitiers cours magistraux et pratiques en photométrie, technologie des sources de lumière, dimensionnement électrique et interactions lumière matière. Ses activités de recherche portent sur les propriétés optiques et l’apparence des matériaux, notamment via le GDR APPAMAT. Applications films minces nanocomposites, couches de peinture en glacis ou vernis et objets obtenus par impression 3D. Il est auteur de la transposition du livre de Pierre Bougueur, Essai d’optique sur la gradation de la lumière, du livre rétrospectif et prospectif, Éclairage et lumière du IIIe millénaire, 2000-2050, aux éditions Light ZOOM Lumière en 2021. Livres Quand la matière diffuse la lumière, aux Presses des Mines Sous la direction de Lionel Simonot et Pierre Boulenguez, quand la matière diffuse la lumière, aux Presses des Mines, parle des sciences de la matière.→ En savoir plus... Matières et matériaux, Architecture, Design et Mode Les nombreux et prestigieux projets montrés dans ce livre nous entraînent au cœur des process innovants du design actuel, autour des matières et matériaux.→ En savoir plus... Light for Visual Artists, de Richard Yot, 2e éd. Une introduction à la lumière pour les étudiants et les artistes. Light for Visual Artists, de Richard Yot est une ressource indispensable sur l'éclairage.→ En savoir plus... La conception lumière, appréhender le contexte, les enjeux et les acteurs Coordonné par l’ACE et rédigé par 57 contributeurs représentatifs du projet d'éclairage, nouvel ouvrage de référence pour la conception lumière au Moniteur.→ En savoir plus... Lexique de l’éclairage professionnel, de Sophie Caclin La traduction facile français-anglais en architecture, urbanisme, lumière, éclairage et communication. Découvrez le Lexique de l’éclairage professionnel.→ En savoir plus... Ambivalences de la lumière Sous la direction de Charlotte Beaufort et de Marylène Lebrère, actes du colloque interdisciplinaire et international, ambivalences de la lumière.→ En savoir plus...
L’univers est un environnement pas très très clair et très très hostile. Il s’y passe des trucs qu’on ne comprend pas, en permanence, tout le temps, et nous voilà en train d’observer des phénomènes phénoméner pour essayer de saisir ce qu’on fout là. Matière noire, énergie noire, étranges signaux radios et rayons cosmiques… Les scientifiques ont beau être bardés de diplômes, ils ne comprennent pas tout. Alors on cherche, on cherche, et peut-être qu’un jour on aura la réponse. 1. Des ondes radios venues d'une galaxie très très lointaine Des astronomes sont parvenus à localiser la source de ce qu’ils appellent un sursaut radio rapide, autrement dit une onde radio, laquelle aurait été émise depuis une galaxie distante d’environ 3 milliards d’années lumière de la Terre. Mais qu’est-ce qui a émis ces ondes ? Avant d’arriver à la conclusion que des extraterrestres écoutent Nova peinards, il y a une foule d’explications possibles il pourrait s’agir d’étoiles à neutrons qui génèrent ces FRB, très puissants mais très brefs, ou encore des restes d’une guerre galactique… Bref on n’en sait rien. 2. La nature de l'énergie noire L’énergie noire a été découverte au début des années 2000 et a constitué une révolution pour les astrophysiciens. En gros, cette énergie est libérée lors de la fusion de supernovae ; alors qu’en pareil cas, on devrait s’attendre à une rétractation de l’univers, on assiste à son expansion accélérée, comme si une énergie était libérée. Cette énergie, c’est l’énergie noire et sa compréhension pourrait permettre de comprendre ce qu’il se passe, exactement, quand l’univers s’étend. En gros, il existe plusieurs théories la première voudrait que l’énergie noire soit une constante de l’espace-temps, comme le prévoit la théorie de la relativité. Autre explication possible, il pourrait s’agir d’un genre de champ de force occupant tout l’espace, partout, tout le temps, comme l’air sur terre, sorte de quintessence constituante de l’espace et donc variable. Pour statuer sur la question, il faut savoir si la densité de l’énergie noire varie, car, si elle varie, elle ne peut être une constante. 3. Pourquoi la matière est-elle plus abondante que l'antimatière ? Bon en gros pour simplifier un truc que je ne comprends pas tout à fait moi-même, voilà le topo toute matière est assortie d’anti-matière, c’est-à-dire que, comme le plus et le moins, pour toute matière qui existe, il existe la même quantité d’anti-matière. Leur rencontre produit leur destruction mutuelle et du coup, il ne devrait rien y avoir. On se pose une seconde et on essaie d’imaginer le néant. On n’y arrive pas, on reprend la lecture. Sauf qu’apparemment, il y a quand même suffisamment de matière encore pour fabriquer les galaxies, les planètes, les étoiles, tout le bouzin. L’explication actuelle voudrait que la matière mette plus de temps à être détruite que l’anti-matière et que donc tout ce que l’on voit soit en réalité le reliquat d’une chose détruite préalablement. Mais on n’en est pas sûr et personne ne comprend vraiment. 4. Qu'est ce que la matière noire ? La matière noire est une matière hypothétique inventée par les physiciens dans les années 1930 pour expliquer des phénomènes gravitationnels. En gros, on observe des planètes en orbite autour de rien et on se dit qu’il existe donc une chose d’une masse suffisante pour les faire graviter autour d’elle mais qu’on ne décèle pas. Cette chose serait donc constituée de matière noire. Mais la matière noire, c’est quoi exactement ? Bah on sait pas. Du gaz ? Un trou noir ? Une étoile morte ? En l’état actuel, on pense que cette matière noire est constituée de molécules qu’on ne connaît pas trop. Ce qui est sûr, c’est que cette matière constituerait environ un quart de la masse totale de l’univers, ce qui n’est pas rien, puisque cela signifie qu’elle est plus abondante et plus représentative que la matière dite baryonique, c’est-à-dire la matière que l’on connaît. 5. D'où émanent les rayons cosmiques ? Dans les années 1960, les physiciens ont pour la première fois détecté un rayon cosmique d’une énergie tellement puissante qu’elle ne pouvait être libérée par rien de connu. La particule détectée voyageait à la vitesse de la lumière avec une énergie cinétique de dingue. Ces rayons cosmiques sont constitués de protons, de noyaux d’hélium, d’électrons et d’antimatière. Le problème, c’est qu’on ne sait pas d’où ça vient, car leur provenance est extérieure à notre galaxie. Plusieurs théories sont à l’épreuve, mais aucune ne permet de statuer sur la question. 6. Où est passé le lithium ? Selon tous les modèles, l’univers devrait être bardé de lithium depuis le Big Bang. Mais l’univers n’est pas bardé de lithium. L’observation d’étoiles très anciennes a permis de constater que la quantité de lithium en elle était trois ou quatre fois inférieure aux standards attendus. On pense que le lithium a été absorbé par des trucs, mais on n’en est pas sûr et on ne sait pas exactement par quoi. 7. L'univers est-il une projection en 3D d'une réalité en 2D ? C’est une théorie répandue et très sérieuse qui permettrait de réconcilier des théories peu enclines à s’entendre, comme la relativité et la mécanique quantique. Les lois de l’univers, telles que nous les expliquons à l’heure actuelle, marchent mieux quand on pense l’univers en 2 dimensions. Dès lors, notre réalité serait holographique. Pour prouver cette théorie, il faudrait pouvoir affirmer que les informations contenues dans l’espace-temps sont limitées par la réalité en 2 dimensions dans laquelle elles sont plongées. Ces recherches se font au niveau subatomique et n’ont pas permis d’aboutir à des conclusions. Mais l’explication est très sérieuse.
Un disque de gaz froid a été observé pour la première fois autour du trou noir de la Voie lactée. Il permet aux scientifiques de mieux comprendre l’environnement agité de Sagittarius A*. C’est une occasion de mieux cerner le processus de l’accrétion. Le cœur de notre galaxie se dévoile un peu plus. Des scientifiques ont révélé la présence d’un anneau de gaz froid autour du trou noir de la Voie lactée, Sagittarius A* Sgr A*. Leur découverte fait l’objet d’une étude, publiée dans la revue Nature le 5 juin 2019. De nouvelles observations en haute résolution de Sgr A* et de son environnement sont en train de transformer notre vision de l’interaction de ce trou noir massif », expliquent les auteurs de cette étude. La découverte de ces zones de gaz froid peut permettre de comprendre comment les trous noirs absorbent la matière. C’est l’occasion d’en savoir un peu plus sur les interactions entre un trou noir et son environnement. Cette première observation pourrait s’avérer importante pour mieux comprendre le processus de l’accrétion. Au centre de notre galaxie se trouve un noyau. Il est fortement soupçonné d’être formé d’un trou noir supermassif, Sgr A* 4 millions de fois la masse du Soleil ainsi que d’un disque d’accrétion qui l’encercle. Ce dernier expulse de la matière à une vitesse proche de celle de la lumière. La présence d’un disque théorisée depuis des années Les chercheurs qui s’intéressent à l’environnement de Sgr A* savaient déjà que le trou noir devait être entouré d’étoiles en mouvement et de gaz chaud et froid. Depuis presque 50 ans, certains soutiennent la théorie qu’un disque d’accrétion se trouve dans cette zone. Ils pensent qu’il est situé à quelques dixièmes d’une année-lumière de l’horizon des événements du trou noir la surface du trou noir, au sens géométrique. Pour rappel, une année-lumière représente la distance que la lumière parcourt dans le vie pendant un an, soit 9 460 milliards de kilomètres. Seul le gaz chaud de ce disque 10 millions de degrés Celsius avait été observé jusqu’à présent, à l’aide de télescopes à rayons X. Cela n’était cependant pas suffisant pour constater une rotation. L’observation du gaz froid de l’hydrogène à 10 000°C a été rendue possible par le grand réseau millimétrique/submillimétrique de l’Atacama ALMA, un radiotélescope installé au Chili et exploité par l’Europe ESO, les États-Unis NRAO et le Japon NAOJ. L’instrument permet d’étudier des objets froids dans l’univers. Comment sont répartis les gaz chaud et froid ? L’observation du disque autour de Sgr A* permet désormais de mieux s’imaginer à quoi il ressemble et comment sont répartis les gaz. Le gaz chaud a la forme d’une boule de bowling, le disque froid est comme une grosse alliance à l’intérieur », décrit Lena Murchikova, astrophysicienne à l’Institut d’étude avancée de Priceton et co-autrice de l’étude dans un communiqué. D’autres observations viendront probablement compléter la connaissance que les astronomes ont de ce disque d’accrétion autour de Sgr A*. Des instruments comme l’Event Horizon Telescope, qui a immortalisé la première image d’un trou noir, pourraient servir à comprendre les possibles dépendances entre les zones de gaz chaud et froid. Regardez le monde depuis l'espace
On connaissait l'effet de poussée de la lumière, avec les voiles solaires qui avancent dans l'espace mues par la lumière du soleil. Mais la mécanique quantique prévoyait que la lumière pouvait aussi tirer la matière dans certains cas... c'est désormais prouvé, grâce à des physiciens allemands qui en ont fait l'expérience. Aux grandes longueurs d’onde, un faisceau lumineux peut pousser une surface réfléchissante c’est le principe des voiles solaires qui, un jour, pourraient propulser des mini-satellites dans le Système solaire. Mais pour de très faibles longueurs d’onde, la mécanique quantique prévoit un effet inverse… qu’une équipe de l’université Goethe Allemagne vient de mesurer pour la première fois. Les physiciens ont dirigé un rayonnement synchrotron sur des atomes d’hélium et des molécules d’azote. Ils ont choisi des longueurs d’onde très petites 0,03 à 3 nm, du même ordre de grandeur que les atomes ciblés 0,03 nm. Dans cette configuration, le rayon incident n’est plus simplement absorbé par la matière, mais les photons arrachent des électrons aux atomes, formant des ions. Les ions vont le plus souvent vers le rayon lumineux La théorie prévoit que dans ce cas, les particules émises ions et électrons ne partent pas forcément dans la direction impulsée par les photons. Pour le démontrer, il fallait des mesures d’une précision impressionnante, et c’est ce qu’ils ont fait », salue Yann Mairesse, du laboratoire Celia Bordeaux. L’expérience montre effectivement que l’ion est même en moyenne plus souvent éjecté en direction de la source du rayon lumineux. L’électron, lui, partant dans la direction opposée, la somme des quantités de mouvement des éléments éjectés reste égale à celle du photon incident. Même si le résultat est contre-intuitif, les principes de mécanique sont saufs… A lire aussi – Voile solaire l’art de s’orienter dans l’espace
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