science
Une expérience gravitationnelle sur une petite table de cuisine pourrait révolutionner la physique
Il y a un peu plus d'une semaine, des physiciens européens Annoncer Ils ont mesuré la force de gravité à la plus petite échelle jamais réalisée.
Dans une expérience intelligente sur table, des chercheurs de l'Université de Leiden aux Pays-Bas, de l'Université de Southampton au Royaume-Uni et de l'Institut de photonique et de nanotechnologie en Italie ont mesuré une force d'environ 30 tonnes sur une particule d'une masse d'un peu moins d'un demi-milligramme. . Un newton est un milliardième de milliardième de newton, qui est l’unité standard de force.
Des chercheurs Il dit Ces travaux pourraient « révéler davantage de secrets sur la structure de l’univers » et constituer une étape importante vers la prochaine grande révolution de la physique.
Mais pourquoi est-ce ? Ce n'est pas seulement le résultat : c'est la méthode, et ce qu'elle dit sur la voie à suivre pour une branche des critiques scientifiques qui, comme le disent les critiques scientifiques, peut être piégée dans une boucle de Des coûts en hausse et des rendements en baisse.
la gravité
Du point de vue du physicien, la gravité est une force très faible. Cela peut paraître étrange à dire. Ne vous sentez pas faible lorsque vous essayez de vous lever le matin !
Cependant, comparée à d’autres forces que nous connaissons – comme la force électromagnétique, qui lie les atomes entre eux et génère de la lumière, et la forte force nucléaire, qui lie les noyaux des atomes – la gravité exerce une attraction relativement faible entre les objets.
À plus petite échelle, les effets de la gravité deviennent de plus en plus faibles.
Il est facile de voir les effets de la gravité sur des objets de la taille d’une étoile ou d’une planète, mais il est très difficile de détecter les effets de la gravité sur des objets petits et légers.
La nécessité d'un test de gravité
Malgré la difficulté, les physiciens souhaitent réellement tester la gravité à petite échelle. En effet, cela pourrait aider à résoudre un mystère vieux d’un siècle dans la physique actuelle.
La physique est dominée par deux théories très réussies.
La première est la relativité générale, qui décrit la gravité et l’espace-temps à grande échelle. La seconde est la mécanique quantique, qui est la théorie des particules et des champs – les éléments constitutifs de la matière – à petite échelle.
Ces deux théories sont contradictoires à certains égards et les physiciens ne comprennent pas ce qui se passe dans les situations où les deux théories devraient s'appliquer. L'un des objectifs de la physique moderne est de combiner la relativité générale et la mécanique quantique dans la théorie de la « gravité quantique ».
Un exemple de cas où la gravité quantique est nécessaire est la compréhension complète des trous noirs. La relativité générale l’avait prédit – nous avons observé des trous massifs dans l’espace – mais de petits trous noirs pourraient également apparaître au niveau quantique.
Cependant, à l’heure actuelle, nous ne savons pas comment associer la relativité générale et la mécanique quantique pour expliquer le fonctionnement de la gravité, et donc des trous noirs, dans le monde quantique.
Nouvelles théories et nouvelles données
Un certain nombre d'approches ont été développées pour une éventuelle théorie de la gravité quantique, notamment… La théorie des cordes, Gravité quantique en boucle Et Théorie des ensembles causals.
Cependant, ces méthodes sont complètement théoriques. Nous n'avons actuellement aucun moyen de le tester via des expériences.
Pour tester expérimentalement ces théories, nous aurons besoin d’un moyen de mesurer la gravité à de très petits niveaux où les effets quantiques dominent.
Jusqu’à récemment, de tels tests étaient insaisissables. Il semble que nous aurons besoin de très gros équipements : encore plus gros que le plus grand accélérateur de particules au monde, le Large Hadron Collider, qui envoie des particules de haute énergie en orbite autour d'un anneau de 27 kilomètres de long avant d'entrer en collision les unes avec les autres.
Expériences de table
C’est pourquoi mesurer la gravité à petite échelle est devenu important récemment.
L’essai mené conjointement par les Pays-Bas et le Royaume-Uni est un essai « de simulation ». Cela ne nécessitait pas d’énormes machines.
L'expérience fonctionne en faisant flotter une particule dans un champ magnétique, puis en faisant passer un poids devant elle pour voir comment elle « vibre » en réponse.
Ceci est similaire à la façon dont une planète « vibre » lorsqu’elle se balance devant une autre planète.
En faisant léviter la particule avec un aimant, elle peut être isolée de nombreuses influences qui rendent très difficile la détection de faibles effets gravitationnels.
La beauté de ces expériences de laboratoire est qu’elles ne coûtent pas des milliards de dollars, éliminant ainsi l’un des principaux obstacles aux expériences gravitationnelles à petite échelle et peut-être aux progrès de la physique. (La dernière proposition pour un successeur plus grand au Large Hadron Collider serait… Pour un coût de 17 milliards de dollars américains.)
Travail à faire
Les essais sur laboratoire sont très prometteurs, mais il reste encore beaucoup de travail à faire.
La dernière expérience se rapproche du domaine quantique, mais n’y arrive pas vraiment. Il faudrait que les masses et les forces impliquées soient plus petites pour savoir comment fonctionne la gravité à cette échelle.
Nous devons également nous préparer à la possibilité qu’il ne soit pas possible de pousser les expériences sur table aussi loin.
Il existe peut-être encore certaines limitations technologiques qui nous empêchent de réaliser des expériences gravitationnelles à l’échelle quantique, nous repoussant ainsi vers la construction de collisionneurs plus grands.
Retour aux théories
Il convient également de noter que certaines des théories de la gravité quantique qui peuvent être testées à l’aide d’expériences sur table sont assez radicales.
Certaines théories, comme la gravité quantique, suggèrent L'espace et le temps peuvent disparaître À très petite échelle ou à hautes énergies. Si cela est vrai, il ne sera peut-être pas possible de mener des expériences à ces échelles.
Après tout, les expériences telles que nous les connaissons sont le genre de choses qui se produisent dans un certain endroit, sur une certaine période de temps. Si de telles théories sont correctes, nous devrons peut-être repenser la nature même de l’expérimentation afin de pouvoir lui donner un sens dans des situations où l’espace et le temps sont absents.
D’un autre côté, le fait que nous puissions réaliser des expériences directes impliquant la gravité à petite échelle peut indiquer que l’espace et le temps existent finalement.
Qu'est-ce qui prouvera sa validité ? La meilleure façon de le savoir est de continuer à expérimenter des expériences sur table et de les pousser aussi loin que possible.
Sam Barron reçoit un financement du Conseil australien de la recherche.
/Avec l'aimable autorisation de The Conversation. Ce matériel provenant de l'organisation/des auteurs d'origine peut être de nature chronologique et est édité pour des raisons de clarté, de style et de longueur. Mirage.News ne prend pas de position ou de parti d'entreprise, et toutes les opinions, positions et conclusions exprimées ici sont uniquement celles du ou des auteurs.
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
29 août 2024
Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.
Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.
« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »
L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.
Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.
« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.
Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.
Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.
« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »
Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.
« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »
En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.
« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.
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science
À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP
Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.
Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».
Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.
Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.
Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg
Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694
Astrobiologie
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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.
La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.
après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.
Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.
EspaceX
La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.
« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.
« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.
Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.
L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.
L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.
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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »
Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.
Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.
« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »
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