02/05/2016

Trois planètes potentiellement habitables ont été découvertes

trappist.jpegDepuis que les exoplanètes ont surgi du néant interstellaire, c’est-à-dire depuis que la communauté scientifique en a découvert une, puis deux, puis des centaines, et qu’elle s’est mise à les rechercher, à les inventorier, à les traquer et à les classer, le problème de leur habitabilité se pose. Pour qu’elles soient supposément habitables, ces exoplanètes doivent répondre à différents critères et présenter quelques similitudes avec la Terre, ne serait-ce que par leur proximité avec une étoile du type soleil. Ensuite, c’est affaire de statistiques et de probabilités, comme lorsqu’on se met à théoriser sur la possibilité de vie ailleurs dans l’univers, à coups d’équation de Drake ou de paradoxe de Fermi, sans vraiment répondre à une question dont la réponse n’est certainement pas négative. Chaque mois, la liste des exoplanètes s’enrichit. Une dépêche publiée ce 2 mai dans la toujours féconde revue Nature fait état de la découverte de trois planètes «potentiellement habitables». Selon des chercheurs belges, elles offrent la possibilité d’y trouver des traces chimiques de vie, en dehors du système solaire, cela va sans dire.

Elles se trouvent toutes trois en orbite autour d’une petite étoile, une naine ultra-froide baptisée TRAPPIST-1 (une vue d’artiste ci-dessus donne son échelle par rapport au soleil), située à environ 40 années-lumière de la terre, c’est-à-dire bien plus près que Kepler-452b, exoplanète la plus similaire à la Terre qu’on ait observé jusqu’alors. Cela dit, n’espérez pas qu’une sonde s’y pose un jour, il faudrait pour cela plusieurs milliers d’années terrestres. Mais cette proximité rend néanmoins ces trois planètes propices à des études atmosphériques détaillées susceptibles de nous en apprendre davantage. D’autant plus que la taille de ces trois exoplanètes est proche de celle de la Terre. Ce qui accrédite fortement leur degré d’habitabilité. Jusqu’alors, la quête d’exoplanètes dirigeait plutôt les scientifiques en direction d’étoiles plus massives, d’une taille comparable à celle du soleil. Les petites étoiles offrent donc un nouveau terrain de chasse, augmentant d’ailleurs les probabilités d’apparition de formes de vie ailleurs. D’ici cinq à dix ans, le télescope spatial James Webb, qui sera lancé en 2018, pourra sans doute nous en dire plus. On a hâte.

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16/03/2016

A-t-on découvert une loi ordonnant les nombres premiers?

premiers.jpgDepuis quelques jours, la communauté mathématique est en ébullition. Deux chercheurs de l’université de Stanford, en Californie – Kannan Soundararajan et Robert Lemke Oliver –, aidés d’énormes processeurs, ont découvert une propriété inédite concernant les nombres premiers (représentés ci-dessus dans un graphique circulaire), qui pour rappel, ne sont divisibles que par eux-mêmes et par 1. Le pire, c’est que cette découverte est d’une simplicité affolante, au point de se demander pourquoi personne n’y a songé avant. Elle consiste à observer les chiffres terminant les nombres premiers. Ceux-ci ne peuvent en effet se terminer que par 1, 3, 7 ou 9. Pour des raisons qu’il n’est nul besoin de démontrer, une terminaison par 2, 4, 6 ou 8 est exclue – tous les nombres de cette forme étant des multiples de 2. Raisonnement identique pour 5 ou 0 et les multiples de 5. Restent donc ces quatre chiffres, seule possibilité de terminaison pour un candidat à la primalité : 1, 3, 7 et 9. Nos deux chercheurs ont donc observé tous les nombres premiers jusqu’à un milliard et ont remarqué que la fréquence d’apparition de certaines terminaisons après d’autres n’était pas équiprobable. Prenons l’exemple d’un nombre premier se terminant par 1. En toute logique, la probabilité que le premier suivant, son successeur, se termine par 1, 3, 7 ou 9 devrait être la même. Or non, justement. Il n’en est rien. Ainsi, un premier se finissant par 1 n’a que 18% de chances d’être suivi par un premier de même forme. En revanche, il y a 30% de chances qu’il soit suivi par un premier se terminant par 3 ou 7. Et 22% par un premier se terminant par le chiffre 9. Et ainsi de suite.

Le problème, c’est que ces écarts probabilistes ne sont pas minimes. Ils sont importants, conséquents. Suffisamment en tout cas pour poser question et surtout remettre en cause l’ordre a priori aléatoire de l’apparition des premiers dans la suite des entiers. D’autant plus que l’écart se creuse encore plus lorsqu’on débute la chaîne par un premier se terminant par 9. Il a alors 65% de chances supplémentaires d’être suivi par un premier se terminant par 1 que par un autre se terminant par 9. La logique voudrait que toutes ces probabilités s’équilibrent, comme je l’ai dit avant. C’est loin d’être le cas, ce qui laisse supposer l’existence d’une loi cachée ordonnant la succession des nombres premiers et leur apparition selon un critère moins aléatoire qu’on le pensait. A moins de redéfinir la notion d’aléatoire, autrement dit de l’élargir. Nous en sommes loin.

Enfin, pour réfuter cette découverte, on pourrait affirmer que ces fréquences d’apparitions ne sont pas si illogiques lorsqu’on observe tous les nombres, premiers ou pas, se terminant par 1, 3, 7 ou 9. Prenons l’exemple de la chaîne 41, 43, 47 et 49. 41 est premier. Il est suivi par 43 (ce sont en l’occurrence des jumeaux), puis par 47. La probabilité qu’il soit suivi par un premier se terminant à son tour par 1 est donc plus faible que les autres. C’est empirique et imparable, et valable pour n’importe quelle chaîne analogue. Sauf que les deux chercheurs de Stanford (photo ci-dessous) ont envisagé ce cas de figure (raisonnement) et constaté qu’il ne tenait pas la route par rapport à la magnitude des biais découlant de leur observation des nombres dans d’autres bases (exemple en base 3, où tous les nombres se terminent par 1 ou 2). En d’autres termes, les mathématiciens ont du pain sur la planche pour plusieurs décennies.

stanford.jpg

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09/03/2016

Voici une galaxie née "peu de temps" après le Big Bang

galaxie.jpgScruter l’espace lointain ou remonter le temps. Deux manières de dire la même chose, du moins en astrophysique. Même s’il se fait vieux – plus de 20 ans – le télescope spatial Hubble continue à détecter quelques données intéressantes. Ainsi le 4 mars apprenait-on qu’il avait capturé les images d’une galaxie lointaine, GN-z11. Sa particularité ? Il s’agit de la galaxie la plus lointaine jamais observée. Située à 13, 4 milliards d’années lumières, elle est presque aussi vieille que l’univers, qui est apparu il y a 13, 8 milliards d’années. En fait, GN-z11 serait née environ 400 millions d’années après le Big Bang, c’est-à-dire extrêmement tôt dans l’histoire du cosmos. Pour dater avec précision cette naissance, les scientifiques se servent de différents outils et examinent notamment le décalage (spectral) vers le rouge de l’objet observé. Plus une galaxie est éloignée de nous et plus sa lumière s’étire vers l’extrémité du spectre lumineux. Plus elle est rouge, plus elle est distante, et donc ancienne.

Jusqu’alors, c’était EGSY8p7 qui détenait le record de la galaxie la plus éloignée. De 13, 2 milliards d’années lumières pour une naissance estimée à 570 millions d’années après le Big Bang. Quant à GN-z11, elle serait vingt-cinq fois plus petite que la Voie lactée et ne présenterait que 1% de sa masse stellaire. Elle formerait donc des étoiles vingt fois plus vite que la Voie lactée (du moins au moment correspondant à son observation, rien n’indique en effet qu’elle existe encore, même si j’emploie le conditionnel présent). D’où sa luminosité intense qui lui a permis de se faire repérer par Hubble. Le télescope spatial James Webb, qui remplacera Hubble, sera opérationnel dès 2018. Mais même à notre échelle, cela paraît encore loin.

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