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La découverte surprenante montre comment le ralentissement du mouvement des plaques continentales a dominé les plus grands événements volcaniques sur Terre

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La découverte surprenante montre comment le ralentissement du mouvement des plaques continentales a dominé les plus grands événements volcaniques sur Terre

De nouvelles recherches suggèrent que le ralentissement du mouvement des plaques continentales a été l’événement critique qui a permis au magma de remonter à la surface de la Terre et de provoquer des effets dévastateurs.

Des événements volcaniques majeurs se sont produits il y a des millions d’années et ont provoqué des perturbations climatiques et biologiques qui ont conduit à certains des événements d’extinction les plus dévastateurs de l’histoire de la Terre. Maintenant, les scientifiques ont jeté un nouvel éclairage sur le moment et la cause possible de ces événements volcaniques catastrophiques.

Étonnamment, la nouvelle recherche indique que le ralentissement du mouvement des plaques continentales a été l’événement critique qui a permis au magma de remonter à la surface de la Terre et de provoquer des effets dévastateurs. L’étude sera publiée aujourd’hui (9 septembre 2022) dans une revue internationale de premier plan progrès scientifique.

L’histoire de la Terre a été marquée par des événements volcaniques majeurs appelés Grandes Provinces Volcaniques (LIP). Le plus grand d’entre eux a provoqué une augmentation significative des émissions de carbone dans l’atmosphère qui a réchauffé le climat de la Terre, entraîné des changements sans précédent dans les écosystèmes et conduit à des extinctions massives sur terre et dans les océans.

En utilisant des données chimiques provenant d’anciens gisements de mudstone obtenus à partir d’un puits profond de 1,5 kilomètre (0,9 mi) au Pays de Galles, une équipe internationale dirigée par des scientifiques du Trinity College de Dublin pour les sciences naturelles a pu relier deux événements majeurs d’il y a environ 183 millions d’années ( la période toarcienne).

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L’équipe de recherche a découvert que cette période, qui a été marquée par certains des changements climatiques et environnementaux les plus sévères de tous les temps, coïncidait directement avec une activité volcanique importante et les émissions de gaz à effet de serre associées dans l’hémisphère sud, dans ce qui est aujourd’hui le Sud. Afrique, Antarctique et Australie.

D’autres investigations – et surtout – les modèles de reconstruction de plaques des scientifiques les ont aidés à découvrir le processus géologique sous-jacent qui semblait contrôler le moment et le début de cet événement volcanique massif et d’autres.

L’équipe était dirigée par Misha Roll, professeur associé au Trinity College of the Natural Sciences. il a dit:

Les scientifiques ont longtemps cru que le début d’une éruption de roche ignée en fusion, ou magma, provenant des profondeurs de l’intérieur de la Terre, comme les panaches du manteau, était l’instigateur d’une telle activité volcanique, mais de nouvelles preuves montrent que le taux naturel de mouvement des plaques continentales de plusieurs centimètres par an empêche efficacement le magma de s’échapper de la pénétration de la croûte continentale terrestre.

« Il semble que ce n’est que lorsque la vitesse de déplacement des plaques continentales ralentit à presque zéro que le magma des panaches du manteau peut effectivement remonter à la surface, provoquant de grandes éruptions dans les provinces ignées et des perturbations climatiques et des extinctions de masse associées.

Surtout, une évaluation plus approfondie montre que le déclin du mouvement des plaques continentales a probablement régi le début et la durée de nombreux événements volcaniques majeurs tout au long de l’histoire de la Terre, ce qui en fait un processus essentiel pour contrôler l’évolution du climat et de la vie sur Terre au cours de l’histoire de cette planète. . « .

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L’étude des événements de changement global passés, comme dans le Toarcien, permet aux chercheurs de démêler les divers processus qui contrôlent les causes et les conséquences de la modification du cycle mondial du carbone et de contraindre les processus sous-jacents du système terrestre qui contrôlent les points de basculement du système climatique terrestre.

Référence : « Réduire le mouvement du panneau de commande au début de la synchronisation[{ » attribute= » »>Jurassic Karoo-Ferrar large igneous province volcanism” 9 September 2022, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.abo0866

The research was conducted as part of the International Continental Drilling Program (ICDP) Early Jurassic Earth System and Timescale (JET) project, and financially supported by the SFI Research Centre in Applied Geosciences (iCRAG), the Natural Environment Research Council UK (NERC), the National Science Foundation China, and the EU Horizon 2020 program.

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Création de trous noirs de masse intermédiaire dans des amas d’étoiles denses

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Création de trous noirs de masse intermédiaire dans des amas d’étoiles denses

Une étude pionnière fournit de nouvelles informations sur les origines des trous noirs de masse intermédiaire (IMBH). En effectuant la toute première simulation d’étoiles individuelles dans un amas globulaire en formation, les chercheurs ont identifié des mécanismes potentiels par lesquels ces amas d’étoiles denses pourraient donner naissance à des amas d’étoiles massifs multi-masse (IMBH). Crédit : SciTechDaily.com

De nouvelles recherches utilisent les toutes premières simulations d’étoiles individuelles formant des amas globulaires pour explorer les mécanismes potentiels de formation de trous noirs de masse intermédiaire.

Une nouvelle étude a révélé un mécanisme possible pour la formation de trous noirs de masse intermédiaire dans les amas globulaires, qui sont des amas d’étoiles pouvant contenir des dizaines de milliers, voire des millions d’étoiles très serrées. Les premières simulations étoile par étoile de la formation d’amas d’étoiles révèlent que des nuages ​​moléculaires suffisamment denses, ou « nids de naissance » d’amas d’étoiles, peuvent générer des étoiles très massives qui évoluent en trous noirs de masse intermédiaire. La recherche conjointe a été dirigée par Michiko Fujii de l’Université de Tokyo et les résultats ont été publiés aujourd’hui (30 mai) dans la revue les sciences.

Preuve théorique des IMBH

« Des observations antérieures ont indiqué que certains amas d’étoiles massifs (amas globulaires) hébergent des masses intermédiaires. Le trou noir (IMBH) », Fujii explique la motivation derrière le projet de recherche « L’IMBH est un trou noir d’une masse de 100 à 10 000 masses solaires. Jusqu’à présent, il n’existe aucune preuve théorique solide montrant l’existence d’un IMBH avec une masse comprise entre 1 000 et 10 000 masses solaires par rapport à un autre moins massif (masse stellaire) et un autre plus massif (supermassif).

Un amas d'étoiles formé dans un nuage moléculaire géant

La formation d’un amas d’étoiles dans un nuage moléculaire géant reproduite par simulation. Cette image est basée sur une simulation. Les points bleus représentent des étoiles individuelles. Les couleurs sombres et lumineuses indiquent les températures du gaz (froid et chaud). Conceptualisé par Takaaki Takeda (VASA Entertainment Inc.) Crédit : Michiko Fujii et Takaaki Takeda. 2024

Défis et perspectives de la simulation

Les nids natals peuvent évoquer des images de chaleur et de calme. Ce n’est pas le cas des étoiles. Des amas d’étoiles globulaires se forment dans un état de turbulence. Les différences de densité provoquent d’abord la collision et la fusion des étoiles. À mesure que les étoiles continuent de fusionner et de croître, leurs forces gravitationnelles augmentent avec elles. Les collisions stellaires répétées dans la région centrale dense des amas globulaires sont appelées collisions incontrôlables. Elle peut conduire à la naissance d’étoiles très massives, d’une masse supérieure à 1 000 masses solaires. Ces étoiles évolueront probablement en IMBH.

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Cependant, des simulations antérieures d’amas déjà en formation suggèrent que les vents stellaires emportent la majeure partie de leur masse, les rendant ainsi très petits. Pour déterminer si les IMBH étaient capables de « survivre », les chercheurs ont dû simuler un cluster alors qu’il était encore en formation.

« Les simulations de la formation d’amas d’étoiles ont été difficiles en raison du coût de la simulation », explique Fujii. « Nous avons réussi, pour la première fois, à réaliser des simulations numériques de la formation d’amas globulaires et à modéliser des étoiles individuelles. En analysant des étoiles individuelles avec une masse réaliste, nous pouvons reconstruire les collisions d’étoiles dans un environnement très compact. ont développé un nouveau code de simulation Grâce à lui, nous pouvons fusionner des millions d’étoiles de haut niveau Précision« .

Amas globulaire Omega Centauri

Omega Centauri, un amas globulaire de la Voie Lactée. Cet amas globulaire pourrait héberger un trou noir de masse intermédiaire. Crédit : Esso

Orientations futures de la recherche

Dans la simulation, des collisions incontrôlées ont en réalité conduit à la formation d’étoiles très massives qui ont évolué en trous noirs de masse intermédiaire. Les chercheurs ont également constaté que le rapport de masse entre le cluster et l’IMBH correspond aux observations qui ont initialement motivé le projet.

« Notre objectif ultime est de simuler des galaxies entières en identifiant des étoiles individuelles », souligne Fujii pour les recherches futures. « Il est encore difficile d’imiter Voie Lactée-Dimensionner les galaxies en résolvant les étoiles individuelles à l’aide des superordinateurs actuellement disponibles. Il sera cependant possible de simuler des galaxies plus petites comme les galaxies naines. Nous souhaitons également cibler les premiers amas, qui sont les amas d’étoiles qui se sont formés au début de l’univers. Les premiers groupes sont aussi les lieux où peuvent naître les IMBH.

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Référence : « Des simulations prédisent la formation de trous noirs de masse intermédiaire dans les amas globulaires » 30 mai 2024, les sciences.

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Un vaisseau spatial de la NASA survit à une approche beaucoup plus proche du soleil que ce pour quoi il a été conçu

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Un vaisseau spatial de la NASA survit à une approche beaucoup plus proche du soleil que ce pour quoi il a été conçu

De nombreux vaisseaux spatiaux artificiels parcourent actuellement le système solaire, chacun étant chargé d’une mission spécifique. Cependant, un seul d’entre eux a terminé sa mission initiale et est actuellement en passe de terminer sa deuxième mission : Origines, Interprétation spectrale et identification des ressources (OSIRIS).

Le vaisseau spatial a été lancé en 2016 et s’appelait initialement OSIRIS-REx. La particule REx signifie Regolith Explorer et existe parce que la première mission du vaisseau était de trouver un astéroïde appelé Bennu dans l’obscurité de l’espace et d’en extraire des échantillons.

OSIRIS a parfaitement accompli sa mission et, en septembre 2023, il a renvoyé 8,8 onces (250 grammes) de matière astéroïde sur Terre. La NASA analyse actuellement les échantillons, car nous attendons toujours le catalogue de tous les échantillons Bennu qu’elle nous a promis.

Le vaisseau spatial n’a pas atterri pour livrer les échantillons, mais a simplement envoyé une capsule. La majeure partie du matériel est restée en orbite terrestre et, étant donné que sa forme semblait encore intéressante, la décision a été prise de le réutiliser.

Et c’est exactement ce qui s’est produit lorsque la NASA a décidé d’envoyer Osiris en voyage vers l’un des astéroïdes les plus célèbres que nous connaissions, le puissant et relativement terrifiant Apophis. Pour refléter la nouvelle mission du navire, qui consistait à étudier l’astéroïde (aucun échantillon n’a été renvoyé cette fois), la particule REx dans le nom de la mission a été remplacée par APEX, le mot pour Apophis Explorer.

OSIRIS-APEX devrait atteindre son objectif vers la fin de la décennie, mais plusieurs risques se profilent. L’un de ces incidents était une rencontre rapprochée avec le Soleil, à laquelle le vaisseau spatial n’était pas du tout conçu pour résister.

Au début de l’année, le 2 janvier, le navire s’est rapproché du soleil à 25 millions de milles (40 millions de kilomètres) de ce qui était indiqué sur sa fiche technique (sa distance exacte n’a pas été précisée). à le soleil). Naturellement, la plupart de ses systèmes n’étaient pas actifs lors de ce passage rapproché, mais la NASA pensait qu’OSIRIS y parviendrait. Cependant, il n’a pas été possible de confirmer le résultat avant plusieurs mois, car le vaisseau spatial a d’abord dû établir une certaine distance entre lui et le Soleil avant de rallumer ses systèmes.

La NASA a annoncé cette semaine que la mission était toujours en cours, après avoir téléchargé les données télémétriques stockées en mars et effectué des tests sur les instruments embarqués en avril. Ici, l’agence spatiale dit avoir trouvé une surprise.

NASA Il dit Non seulement les instruments d’Osiris ont survécu, mais certains d’entre eux ont fonctionné mieux que prévu. La chaleur semble faire des merveilles pour eux, d’autant plus que les appareils dans l’espace subissent un ramollissement naturel – »« Un processus thermique qui peut restaurer le fonctionnement du matériel, souvent effectué intentionnellement via des radiateurs intégrés sur certains vaisseaux spatiaux. »

L’un de ces outils est la caméra utilisée pour cartographier Bennu lors de la première mission du navire dans l’espace. Dans ce cas, le nombre de pixels chauds (qui peuvent être les points blancs que les caméras spatiales montrent généralement dans les images en raison de l’accumulation de rayonnements à haute énergie) a diminué de 70 % par rapport à il y a environ un an. C’est une bonne chose, car la même caméra sera utilisée pour cartographier Apophis.

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Le fait que le vaisseau spatial ait survécu n’est pas seulement dû à une ingénierie intelligente, mais aussi aux efforts déployés sur Terre pour protéger le vaisseau contre les dommages.

Avant de s’approcher du soleil, Osiris reçut l’ordre de se déplacer dans une direction fixe par rapport au soleil. L’un de ses panneaux solaires (il y en a deux) est positionné de manière à protéger les composants les plus sensibles.

Astéroïde Bennu

Image : NASA

Il s’agit du premier passage dit périhélie, mais il ne doit en aucun cas rester la seule rencontre rapprochée avec le soleil d’Osiris. La nature de sa mission l’obligeant à effectuer une orbite elliptique autour de l’étoile, elle s’en approche tous les neuf mois (le point d’approche le plus proche est appelé périhélie). Il y a donc de nombreux défis à relever jusqu’à ce que nous rencontrions Apophis en 2029.

L’astéroïde qu’Osiris envisage de visiter ensuite a été découvert en 2004. Il mesure 335 mètres de diamètre et a été initialement décrit comme « L’un des astéroïdes les plus dangereux qui pourraient avoir un impact sur la Terre. »

On a longtemps pensé que 2029, l’année de l’arrivée du vaisseau spatial, serait l’année où Apophis aurait de grandes chances de toucher la Terre. Il est possible qu’une autre rencontre dangereuse se produise en 2068.

Les astronomes affirment désormais qu’il n’y a aucun risque que cela se produise et qu’Apophis ne mettra pas notre planète en danger au cours du prochain siècle. C’est du moins ce que l’on sait désormais, selon les derniers calculs effectués en 2021.

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Il a ensuite été déterminé que le morceau de roche spatiale passerait à moins de 32 000 km de la surface de la Terre le 13 avril 2029, inconfortablement proche mais néanmoins suffisamment éloigné pour ne présenter aucun danger.

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Trous noirs : pourquoi les étudie-t-on ? Qu’est-ce qui le rend si génial ?

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Trous noirs : pourquoi les étudie-t-on ?  Qu’est-ce qui le rend si génial ?

Au cours des derniers mois, L’univers aujourd’hui Explorez un grand nombre de domaines scientifiques, parmi lesquels les cratères d’impact, les surfaces planétaires, les exoplanètes, l’astrobiologie, l’héliophysique, les comètes, les atmosphères planétaires, la géophysique planétaire, la cosmochimie, les météorites, la radioastronomie, l’extrémophysiologie, la chimie organique, et comment ces différentes disciplines aident les scientifiques et les le public comprend mieux notre place dans l’univers.

Nous discuterons ici du domaine fascinant et mystérieux des trous noirs avec Dr Gaurav Khanna, professeur au Département de physique de l’Université de Rhode Island, concernant l’importance de l’étude des trous noirs, les avantages et les défis, les aspects passionnants de l’étude des trous noirs et la manière de suivre les étudiants qui souhaitent étudier les trous noirs. Alors, pourquoi est-il important d’étudier les trous noirs ?

« La gravité est la force la plus ancienne connue dans la nature, mais la moins bien comprise », explique le Dr Khanna. L’univers aujourd’hui. « Pour les étudiants en gravité, les trous noirs sont parmi les choses les plus intéressantes à étudier car la gravité y est la force dominante – en fait, elle est infiniment puissante ! Il y a ensuite des raisons astrophysiques de s’intéresser aux trous noirs. Ils jouent un rôle important dans les galaxies ! , et peut-être même dans le comportement. » La grande échelle de l’univers et plus encore. L’autre chose à noter à propos des trous noirs est qu’ils sont très « simples », surtout lorsqu’on les compare aux étoiles et à d’autres objets astrophysiques. -appelé théorème « sans cheveux » qui stipule que les trous noirs peuvent être complètement décrits par… Avec seulement trois propriétés : leur masse, leur charge et leur spin. Cette simplicité les rend particulièrement attrayants pour l’étude et la recherche.

trous noirs On sait qu’ils présentent une gravité si forte que même la lumière ne peut s’en échapper, comme c’est le cas d’Albert Einstein. Théorie générale de la relativité On attribue souvent à 1915 la première proposition du concept de trous noirs, le concept d’un objet dont la taille et la gravité ne permettent pas à la lumière de s’échapper. Il a été proposé pour la première fois dans une lettre écrite par le philosophe et religieux anglais John Mitchell en novembre 1784. Dans cette lettre, Mitchell faisait référence à cela. Les objets étaient appelés « étoiles sombres » car on supposait que les étoiles d’un diamètre dépassant 500 fois le diamètre de notre Soleil conduiraient à la formation de ces objets. De plus, il a été suggéré que les ondes gravitationnelles affectant les corps célestes proches permettraient la détection de ces objets.

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Avance rapide vers la théorie de la relativité générale d’Einstein, qui prédisait également l’existence de trous noirs et d’ondes gravitationnelles, qui sont tous deux restés sous surveillance tout au long du 20e siècle.oui Siècle, qui comprend ce qu’on appelle « L’âge d’or de la relativité générale » Durant les années soixante et soixante-dix. Cela inclut le premier objet accepté par la communauté scientifique comme un trou noir, appelé Cygnus LIGO. Alors, compte tenu de la longue histoire combinée aux découvertes majeures qui n’ont eu lieu qu’au cours des dernières années, quels sont les avantages et les défis de l’étude des trous noirs ?

Le Dr Khanna dit L’univers aujourd’hui« Comme je l’ai mentionné plus haut, l’étude des trous noirs, qui est une conséquence de la théorie de la relativité d’Einstein, donne un aperçu de la nature de la gravité, de l’espace et du temps à des niveaux fondamentaux. En tant que physiciens, nous devons encore développer une compréhension complète de ces phénomènes. La nature quantique de la gravité et les trous noirs sont la clé pour résoudre ce mystère. » En termes de défis, je dirais que le plus évident est probablement que les trous noirs ne peuvent être observés qu’indirectement, contrairement aux étoiles, puisqu’ils n’émettent pas de rayonnement. seuls, il est difficile pour les astronomes de collecter des données sur eux et au mieux, nous pouvons les observer. Leur influence sur leur environnement (comme les gaz, les étoiles, etc.) et en déduire leurs propriétés et leur comportement. Sur le plan théorique, bien que ce soit En effet, il est vrai que les trous noirs sont très « simples » comparés aux étoiles, mais les mathématiques et la physique qui les décrivent sont assez avancées, et même les simulations informatiques impliquées sont difficiles et nécessitent une puissance de traitement et une mémoire énormes.

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S’il a fallu plus de 100 ans entre l’introduction par Einstein de sa théorie de la relativité générale en 1915 et la confirmation des ondes gravitationnelles en 2016, il n’a fallu que trois ans supplémentaires aux astronomes pour publier la première image directe d’un trou noir au centre d’un galaxie. Messi 87 galaxie. Et les résultats furent Publié dans Lettres de journaux astrophysiques Basé sur des observations prises en 2017 par le puissant Event Horizon Telescope (EHT). Alors que Messier 87 est situé à environ 53 millions d’années-lumière de la Terre, le trou noir supposé le plus proche, Gaia BH1, est situé à environ 1 560 années-lumière de la Terre. En 2022, des astronomes ont publié une image en direct de Sagittarius A*, le trou noir supermassif au centre de notre Voie lactée.

En outre, les scientifiques supposent que le nombre de trous noirs dans notre Voie lactée se compte en centaines de millions, bien qu’il n’y ait jusqu’à présent que quelques dizaines de trous noirs connus. Mais quels sont les aspects les plus passionnants des trous noirs que le Dr Khanna a étudiés au cours de sa carrière ?

Le Dr Khanna dit L’univers aujourd’hui« Je suppose que je mentionnerai probablement mes travaux récents sur la vitesse de rotation des trous noirs. J’essaie de « faire pousser les cheveux », mais j’échoue finalement. Le projet est intéressant car il semble suggérer une violation de la théorie du « pas de cheveux » que j’ai évoquée plus tôt, mais ce n’est finalement pas le cas. C’est donc provocateur, mais ensuite apaisant ! Surtout, nous utilisons désormais le contexte principal de cette recherche pour la développer Nouvelle signature observationnelleOu tester des trous noirs à rotation rapide, également appelés trous noirs quasi extrêmes. Ces trous noirs ont de nombreuses propriétés et aspects étranges et font l’objet de recherches actives.

Les trous noirs sont étudiés par des astronomes, des physiciens et des astrophysiciens, qui utilisent une combinaison de théorie et d’observations pour construire à quoi pourraient ressembler les trous noirs et, dans de rares cas, comme nous l’avons vu, en obtiennent des images directes. En termes de théorie, les chercheurs utilisent des calculs mathématiques et des modèles informatiques pour simuler à quoi pourraient ressembler les trous noirs, puis utilisent de puissants télescopes au sol comme l’EHT pour obtenir les quelques images directes des trous noirs. Il est important de noter que ces images directes ne capturent pas le trou noir lui-même, mais plutôt les gaz entourant le trou noir. Horizon des événementsOu la frontière informelle où la lumière ne peut pas s’échapper d’un trou noir. Mais quels conseils le Dr Khanna donnerait-il aux nouveaux étudiants qui souhaitent poursuivre l’étude des trous noirs ?

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Le Dr Khanna dit L’univers aujourd’hui« Je vais leur donner beaucoup d’encouragements ! Il y a tellement de choses à faire dans cet espace et tant de mystères à résoudre. Les nouvelles observations ouvriront de nombreuses nouvelles portes et de nouvelles voies de recherche. C’est l’un des meilleurs moments pour être un Noir. astrophysicien du trou !

« La seule chose que je peux dire et qui n’a probablement pas été autant soulignée ailleurs, c’est que l’informatique est un outil pour étudier les trous noirs », poursuit le Dr Khanna. « Pour l’essentiel, l’accent est mis sur l’apprentissage des mathématiques avancées. comme toile de fond pour des recherches sérieuses sur les trous noirs — et pour cause — qui intéressent toujours beaucoup tous ceux qui étudient la théorie de la relativité d’Einstein, qui est à la base de la physique des trous noirs. Ces dernières années, les simulations informatiques se sont développées rapidement et. on peut désormais faire des découvertes majeures sur des questions profondes à l’aide d’outils informatiques. La programmation informatique est un outil très prometteur pour développer la recherche dans ce domaine et dans bien d’autres encore.

Comment les trous noirs nous aideront-ils à mieux comprendre notre place dans l’univers dans les années et décennies à venir ? Seul le temps nous le dira, c’est pourquoi nous étudions !

Comme toujours, continuez à faire de la science et continuez à rechercher !

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