Tout corps se déplaçant dans l'espace comme Rosetta répond aux lois bien connues de la mécanique céleste. C'est parce que l'on maîtrise parfaitement ces mouvements que l'on peut envisager l'envoi de sondes qui vont visiter le système solaire.

D'une part, au moment où on la lance, on connait exactement la position et la vitesse de la sonde, donc ensuite il suffit de calculer sa trajectoire et on peut prédire où elle sera à tout instant (comme il n'y a pas de frottement dans l'espace, l'objet va se déplacer en ligne droite, sauf lorsqu'il subit l'attraction gravitationnelle d'un corps plus massif, déviation qui peut être facilement calculée grâce à la loi de gravitation); d'autre part, la sonde émet des ondes radio qui permettent de la localiser grâce à de grandes antennes paraboliques dédiées à cet effet. Ceci permet de vérifier que la trajectoire est bien celle prévue par les calculs. 500 millions de km semblent beaucoup à nos yeux, mais un signal émis à cette distance ne met qu'une petite demi-heure pour nous parvenir.

Dr Sylvia Ekström

Observatoire de Genève

Université de Genève

Le "premier" homme n'est pas venu sur Terre, tombé de nulle part. L'espèce humaine a progressivement évolué à partir du rameau des primates, en se mettant debout et en développant le neo-cortex (la structure cérébrale qui permet de saisir les concepts abstraits). Il n'y a pas eu une transition brutale entre des parents "non-hommes" et un enfant "homme", mais une évolution sur des générations, où ces caractéristiques ont été renforcées par la sélection naturelle.

La paléontologie nous apprend que plusieurs espèces d'hominidés se sont développées successivement, cohabitant parfois sur la même zone géographique. Ainsi l'Homme de Néanderthal et l'Homo sapiens (dont nous sommes issus) ont cohabité en Europe il y a environ 30'000 ans. Actuellement il n'existe plus qu'une seule espèce "Homo", la nôtre, répandue sur toute la planète.

Dr Sylvia Ekström

Observatoire de Genève

Université de Genève

Ce n'est pas une question évidente, et il y aura probablement autant de réponses que de personnes interrogées ! Les questions les plus intéressantes concernent vraisemblablement l'exo-biologie, et la recherche d'éventuelles traces de vie primitive à la surface de Mars, ou immédiatement au-dessous. Cette recherche se fait soit en recherchant directement des traces fossiles de cette vie, soit en recherchant indirectement des éventuelles traces chimiques laissées derrière elle par ces formes de vie primitives (un biologiste répondrait probablement mieux à ces points !). Une analyse du (sous-)sol permet aussi de déterminer s'il est favorable ou non à l'éclosion d'une forme de vie.

Plusieurs missions spatiales futures devraient permettre de rapporter des échantillons de la surface martienne sur terre (par exemple la mission Mars Sample Return (http://fr.wikipedia.org/wiki/Mars_Sample_Return). Cependant, la présence sur place de scientifiques permettrait certainement de sélectionner beaucoup plus efficacement et avec plus de réactivité les échantillons à analyser.

Bien que plusieurs agences spatiales aient des projets de missions habitées vers Mars, rien n'est prévu de manière réaliste avant plusieurs dizaines d'années.

Cyril Georgy, Assistant-doctorant

Observatoire de Genève, Université de Genève

Bonjour Rayann01,

Le démarrage du LHC a suscité de nombreuses controverses, les médias et certains livres ayant un gout prononcé pour les théories de conspirations, mais qu'en est-il vraiment ?

1/ On ne sait pas ce qui va se passer en faisant des collisions de si hautes energies ?!

Il est toujours difficile de prouver que quelque chose est sans danger... si quelqu'un déclare qu'il y a un risque de disparaitre de la Terre en se rasant le matin, que lui répondre ? On peut commencer par dire que simplement, des milliards d'hommes se rasent sur Terre depuis de nombreuses années, et qu'on a jamais vu personne disparaitre !

Il est vrai que le LHC est l'accélérateur le plus puissant jamais construit par l'homme, les collisions à termes atteindront une energie de 14 TeV (voire plus, plus tard). Mais il faut bien savoir que la Terre est constamment "bombardée" par des particules venant de divers endroits de l'Univers (centre des galaxies, étoiles lointaines, etc), et que certaines de ces particules ont en fait des energies beaucoup plus élevées que celles produites par le LHC ! Des millions de fois plus élevées ! Les collisions entre deux particules ayant de telles énergies sont très rares, mais cela arrive, et si une catastrophe (trou noir, etc) avait été produit, sur Terre, ou même n'importe où dans le système solaire voire au-delà, nous l'aurions certainement vu.

Il n'y a absolument aucune théorie scientifique prédisant l'apparition d'un trou noir massif (des trous noirs microscopiques peuvent apparaitre, mais se désintègrent alors aussitôt, sans aucun danger), on peut simplement constater que de toutes facons, le LHC produira des collisions existant déjà dans la Nature, et que la Nature produit en fait des collisions d'énergie beaucoup plus élevées.

2/ Un risque de radioactivité ?

Le fait de faire tourner si vite des particules dans un accélérateur et de produire des collisions fournit inévitablement de la radioactivité (c'est-à-dire que les murs, les tuyaux contenant les faisceaux de particules, etc, vont être "activés" et vont ensuite émettre des photons pendant quelques jours). Le LHC s'arretera de fonctionner tous les ans, pour des travaux de maintenance, il faut savoir qu'après l'avoir arreté, il faut attendre environ 1 semaine pour que les doses radioatives retombent à la normale, et pouvoir laisser rentrer des personnes dans le tunnel. Les doses sont mesurées avec soin pour être sur que personne ne soit contaminé. La radioactivité due au LHC n'est toutefois pas très importante, et de toutes facons, quelques mètres de bétons suffisent à la bloquer... le LHC étant 100m sous Terre, absolument aucune radioactivité n'est détectable, même quand le LHC est en marche... la radioactivité naturelle (dans les roches, etc) est en fait largement plus importante (et de très loin) à la surface.

3/ L'antimatière ?

Les collisions du LHC produiront de l'antimatière, ce qui n'a rien d'extraordinaire (chaque humain produit environ 180 particules d'antimatière par heure). Pour produire des quantités importantes il faudrait néanmoins patienter... en effet il faudrait 1 milliard d'années au LHC pour produire 1 g d'antimatière. Pour plus sur le sujet, voyez ce lien : http://angelsanddemons.cern.ch/fr/antimatter/making-antimatter.

Les scientifiques n'ont en fait aucune crainte sur un danger concret que LHC pourrait présenter. Les résultats en physique que donneront le LHC seront surement très novateurs, mais les règles de sécurité sont "classiques" et similaires à celles de tous les autres accélérateurs de part le monde.

Gauthier Alexandre, Assistant-doctorant

DPNC, Université de Genève

Bonjour Eric,

c'est une question très intéressante. Je travaille moi-même au CERN, alors je peux être biaisé, mais je vais essayer de répondre objectivement.

Tout d'abord, dans toutes les sciences, il faut bien admettre qu'on ne sait jamais vraiment ce qu'on va trouver et les conséquences que cela aura.

Prenons un exemple. Tout le monde sur Terre a constaté depuis des millénaires qu'il y parfois des éclairs dans le ciel lors d'un orage. Il y a deux attitudes possibles :

1- On s'en fout !! Vivons sans y penser !

2- Mais qu'est-ce que c'est ?!

Il a fallu attendre 1750 pour que Franklin s'y intéresse et pense qu'il s'agit d'un phénomène électrique. Franklin nous a permit de mieux comprendre la Nature. Pensait-il aux lumières, aux écrans TV, aux ordinateurs quand il travaillait sur les bases de l'électricité ? Bien sûr que non ! Il n'y avait aucune application directe à ses recherches, pourtant, si on a aujourd'hui l'électricité dans nos loyers, avec tout le confort qui en découle, c'est en parti grâce à ce "fou" qui préférait simplement être curieux plutôt que de rester ignorant.

C'est un exemple avec l'électricité, mais plus généralement, je pense que TOUS les progrès humains viennent du fait d'un esprit curieux. Sans curiosité, on en serait encore à l'âge préhistorique, et sans utiliser son cerveau, l'humain n'aurait pas tenu longtemps sur Terre face à des animaux beaucoup mieux lottis que lui physiquement.

Le CERN ne fait "que" de la physique fondamentale, c'est-à-dire de la recherche, sans penser aux applications industrielles qui pourraient en résulter. On ne fabrique pas d'objets ou de technologies destinées à la vente. Les sujets de recherches ayant des applications militaires sont interdits, et toutes les recherches doivent être publics et transparentes.

Il arrive que des technologies développées au CERN passent plus tard dans le domaine public (comme Internet, ou par exemple certains outils développés d'abord pour mesurer le courant des accélérateurs au CERN qui sont maintenant utilisés par des entreprises...), mais ca n'était pas le but principal.

Que faisons-nous au CERN, alors ?

De la physique fondamentale, principalement en physique des particules. Les physiciens vous diront que le but est de "mieux comprendre la Nature". Prenons un exemple. On a découvert aux siècles précédents que la matière est faite d'atomes, les fameux éléments du tableau périodiques, hydrogène, hélium, oxygène, carbone, etc. On a découvert dans les années 1910 que les atomes sont eux-même faits d'électrons, de protons, et de neutrons. Plus tard, on découvre que les protons et les neutrons sont en fait constitués d'éléments plus petits, appelés quarks. Que fait-on ? On pourrait en rester là, mais l'esprit humain est toujours plus curieux ! Que sont ces quarks ? Sont-ils élémentaires ou constitués eux-même d'élément plus petits ? On a découvert qu'il y a en fait d'autres types de quarks que ceux présents dans tous les atomes présents autour de nous. Pourquoi existent-ils ? On veut les étudier ! On sait qu'ils étaient présent en nombre beaucoup plus important juste après le Big Bang, alors ils faut re-créer localement des conditions proches de celles du Big Bang (hautes énergies, haute température, haute densité) pour pouvoir étudier ces particules et espérer comprendre ce qui s'est passé, et ce qui constitue réellement la matière.

Un des buts les plus médiatisés du CERN est de trouver une particule appelée boson de Higgs. Il faut savoir qu'il y a en fait énormément de physiciens au CERN qui ne croient même pas que le boson de Higgs existe. Pourquoi travaillent-ils au CERN quand même ? Parce qu'ils ont d'autres idées ! D'autre particules à étudier ! et que le fait de prouver que le Higgs n'existe pas constitue également une découverte, parce que cela voudrait dire qu'on a rien compris et qu'il faut chercher plus.

Vous parlez d'antimatière. C'est un des sujet d'analyse du CERN. Son existence a été prédite en 1928, et elle a été observée en 1932. L'antimatière EXISTE. Le corps humain en produit d'ailleurs (chaque personne en produit des quantités infimes à chaque heures, environ 180 particules d'antimatière par heure, qui s'anhilient très vite avec la matière). Au CERN, on aimerait simplement la comprendre plus en détail, il y a de nombreuses questions non résolues à son sujet (par exemple pourquoi y a-t-il tellement plus de matière que d'antimatière autour de nous, pourquoi la Nature semble préférer la matière). Ce sujet est devenu un peu sensible depuis le livre de Dan Brown... qui est pourtant de la science fiction (pour produire 1g d'antimatière, il faudrait faire tourner l'accélérateur pendant environ 1 milliard d'années). (Voyez plutôt cette page web sur l'antimatière au CERN http://angelsanddemons.cern.ch/fr/antimatter/making-antimatter).

Si quelque chose existe ou semble exister, je crois que nous n'avons pas le droit de fermer les yeux dessus. Il faut au contraire l'étudier, et voir si "tout colle", l'être humain a toujours fait ca, et tant qu'il reste de l'incompréhension quelque part, il restera curieux. Le CERN et tous les autres labos perpétuent simplement la tradition.

Quant aux applications médicales, il n'y a pas de recherche directe sur la médecine au CERN. Mais cela ne veut pas dire qu'il n'y aura pas d'avancées dues partiellement au CERN. On ne sait pas encore à quoi serviront les découvertes de demain, je vous parie pourtant qu'elles serviront quand même à quelque chose. Par exemple, la protonthérapie est une technologie nouvelle servant à guérir les cancers (on envoie des protons qui "brulent" les cellules cancérigènes), et qui utilise des accélérateurs de particules. Les premiers inventeurs d'accélérateur de particules n'y pensaient pourtant pas du tout...

On peut parier que dans quelques siècles, on utilisera des technologies différentes d'aujourd'hui, et qui sembleront alors completement triviales. Tout comme il est banal d'appuyer sur un interrupteur pour allumer une ampoule aujourd'hui. Il a pourtant fallu que des esprits curieux, des professeurs Tournesols comme vous dites, cherchent un peu à comprendre ce qu'ils voient !

Vous vous demandez légitimement si les expériences sont utiles, je pense que oui, que toute la recherche et la science sont utiles, sinon on en restera toujours là, ignorants, à ne pas savoir de quoi est fait l'univers, d'où l'on vient, ce qu'on fait là. Et si l'on meurt tous lorsque le Soleil mourra dans quelques milliard d'années, par exemple, on ne serait pas plus avancé, ce qui serait fort dommage. J'espère que l'humanité ne vit pas en vain. Essayons simplement de comprendre un peu mieux la Nature !

Gauthier Alexandre, Assistant-doctorant

DPNC, Université de Genève

Bonjour,

Quand on ouvre la porte du congélateur, un peu d'air chaud y entre et peut faire fondre la surface des glaçons. Si les glaçons sont près les uns des autres, l'eau se mélangera et les glaçons resteront collés ensemble lorsque l'eau regèlera.

Olivier Landry, Assistant-doctorant

Gap-Optique, Université de Genève

En fait, ça dépend de ce que l'on appelle "Univers". Si l'on accepte la définition que l'Univers, c'est tout, alors cette question n'a pas vraiment de sens.

Cependant, on parle souvent d'univers pour ce que les astronomes appellent l'univers observable. On sait maintenant que l'univers est âgé d'environ 14 milliards d'années. De plus, la lumière ne se déplace pas instantanément, même si sa vitesse est très grande (en une seule seconde, elle pourrait parcourir plus de 7 fois le tour de la Terre !). Ce qui fait que l'on ne peut observer que des astres dont la lumière a eu le temps de nous parvenir pendant ces 14 milliards d'années. C'est ce que l'on appelle l'univers observable. On ne sait pas ce qu'il y a au-delà, puisqu'aucune information ne nous est encore parvenue de ces régions fort éloignées. Cependant, les astronomes pensent que ces régions sont très semblables à ce que l'on peut déjà observer. Ce serait vraiment très surprenant que cela soit différent. Mais pour en être sûr, nous ne pouvons malheureusement qu'attendre que la lumière

Cyril Georgy, Assistant-doctorant

Observatoire de Genève, Université de Genève

Bonjour Graunaz,

On ne "fabrique" pas vraiment d'atomes d'hydrogene, ces atomes existent déjà dans la Nature, mais ils sont assemblés à d'autres pour former des molécules (exemple : molécule d'eau H2O). On veut cependant parfois extraire ces atomes d'hydrogène (ou des molécules de dihydrogène H2) pour fabriquer des piles à hydrogène, par exemple.

Il existe divers procédés, certains sont électriques, d'autres thermiques, ou encore chimiques voire biologique. Par exemple :

1- l'électrolyse, comme vous l'avez dit : il s'agit de décomposer des molécules d'eau H2O en H2 + O grâce à un courant électrique. La réaction n'est pas très efficace, mais si l'on produit l'électricité sans polluer, alors l'électrolyse ne pollue pas du tout (pas de dégagement d'hydrocarbures). Cette méthode est utilisée pour 4 pour cent de la production d'hydrogène dans le monde seulement, car en général, l'électricité consommée est plus précieuse que l'hydrogène produit.

2- l'électrolyse à haute température : c'est une technique prometteuse qui permet de séparer le H2 de l'O également, mais grâce à un apport de chaleur plutôt que d'électricité, les sources de chaleur peuvent donc être non chimique (centrale nucléaire, géothermique, etc).

3- le cycle iode-soufre : c'est une autre technique prometteuse, qui permet d'obtenir de l'H2 et de l'O à partir d'H2O également par réaction chimique de l'eau avec de l'iode et du soufre. Le gros avantage est que l'on peut récupérer l'iode et le soufre à la fin de la réaction et donc le réutiliser. Ce procédé est étudié pour les réacteurs de génération IV (vers 2030). Il existe d'autres cycles potentiel fonctionnant sur le même principe avec du chlorure de fer ou d'autres éléments.

4- la réduction de vapeur d'eau : on mélange de l'eau et du méthane à température élevée pour produire de l'H2 et du monoxyde de carbone. C'est une méthode efficace, mais polluante. On peut ensuite faire réagir de le monoxyde de carbone avec plus d'eau, pour produire de l'H2 et du CO2.

5- le procédé de Kvaerner : il s'agit d'obtenir du carbone pur et de l'H2 à partir d'hydrocarbures par un procédé quelque peu mystérieux, mais utilisé dans une centrale à hydrogène en Norvège.

6- la gazéification du charbon : on peut extraire de l'H2 du charbon en apportant de l'eau et de l'oxygène, cette méthode était très répandue au siècle dernier, mais est malheureusement polluante (émission de CO ou CO2).

7- les méthodes biologiques : on a découvert il y a une dizaine d'années que certaines algues produisent de l'H2 en lieu et place d'oxygène lorsqu'elles sont privées de soufre. Des amélioration génétiques sont étudiées et cette méthode est très prometteuse, une surface d'algue relativement modeste pouvant produire de grande quantité d'H2. Il existe également des méthodes faisant appel à des bactéries qui décompose des composés organiques en produisant de l'H2.

L'avenir nous dira lesquels de ces méthodes sont les plus efficaces, pratiques, et non polluante !

Gauthier Alexandre, Assistant-doctorant

DPNC, Université de Genève

Bonjour,

L'atmosphère est transparente aux rayons du soleil. Ne soleil ne peut

donc pas réchauffer directement l'atmosphère. La lumière du soleil est

absorbée par les objets plus foncés au sol (forests, mers, immeubles,

etc.) qui se réchauffent. Par contact se ces objets, la couche la plus

basse de l'atmosphère se réchauffe elle aussi et a donc tendance à

monter. En grimpant dans l'atmosphère, sa pression se réduit et donc

aussi sa température. En moyenne, la température descend de 1 degré

tout les 150 mètres d'altitude.

Olivier Landry, Assistant-doctorant

Gap-Optique, Université de Genève

Bonjour Olga,

Quand on fait passer du courant électrique dans un fil conducteur, on fait en fait se déplacer les électrons (qui sont chargés électriquement).

Si le fil conducteur est parfaitement conducteur, comme pour un supraconducteur, les électrons vont pouvoir se déplacer sans problème dans le fil, mais pour un fil ordinaire, par exemple les fils en cuivre utilisés pour les installations électriques des maisons, les électrons vont en fait heurter les atomes qui constituent le fil, et leurs déplacements sont donc freinés. Pour pouvoir faire passer le courant, il va donc falloir fournir un peu plus de puissance, et cette puissance sera perdue lors des collisions entre les électrons et les atomes. Ces chocs produisent en fait de la chaleur (un radiateur électrique fonctionne d'ailleurs grâce à ces chocs) et le phénomène a été appelé effet Joule, du nom de James Prescott Joule qui a travaillé sur ce sujet dans les années 1860.

Gauthier Alexandre, Assistant-doctorant

DPNC, Université de Genève