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Choses à Savoir SCIENCES
Pourquoi voit-on à travers une vitre ?
Certaines questions sont plus simples que les réponses qu'on peut leur donner. Vous êtes-vous demandé, par exemple, pourquoi on peut voir à travers une vitre ?
Pour comprendre cette transparence, il faut d'abord rappeler que le verre est fait de sable, de calcaire et de soude. Comme tout ce qui existe sur Terre, ces matériaux sont constitués d'atomes.
Ils se composent d'un noyau et d'un champ d'électrons, qui occupent, à cette échelle microscopique, beaucoup plus d'espace.
Si la vitre est transparente, c'est que la lumière, composée de photons, parvient à la traverser, contrairement au mur, qui l'arrêterait. Comment expliquer ce phénomène ?
Pour le comprendre, il faut savoir que les atomes des matériaux composant la vitre possèdent des électrons qui ont différents niveaux d'énergie. D'autres électrons permettent la liaison entre les atomes.
Par ailleurs, les électrons qui tournent autour du noyau observent des orbites différentes. Mais ils peuvent changer de niveau s'ils sont soumis à une quantité d'énergie suffisante.
Dans le cas de la vitre, les électrons des atomes concernés se trouvent à des niveaux très distants les uns des autres. Et les photons n'ont pas assez d'énergie pour provoquer des changements de niveau. Par conséquent, les électrons ne peuvent pas être "excités", comme disent les physiciens.
C'est ce qui explique que les photons composant la lumière ne provoquent aucune interaction avec les atomes du verre et passent donc sans encombre au travers de la vitre.
Cette faculté de voir à travers la vitre s'explique aussi par la longueur d'onde de la lumière. En effet, si le verre laisse passer la lumière visible, c'est en raison d'une longueur d'onde assez élevée.
Par contre, certains rayonnements ont une longueur d'onde trop basse pour pouvoir traverser une vitre. C'est le cas des rayons ultraviolets, qui sont bloqués par le verre.
Si vous voulez bronzer, il ne sert donc à rien de vous installer sur une chaise longue placée à côté d'une fenêtre fermée.
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Pourquoi l'épave du Titanic pourrait-elle disparaitre ?
03:15|L'épave du Titanic pourrait disparaître pour plusieurs raisons liées à des processus naturels de décomposition et à l'intervention humaine. Voici les principales causes : 1. Corrosion due à l'eau saléeL'épave du Titanic repose à une profondeur de 3 800 mètres dans l'océan Atlantique Nord, où elle est soumise à un environnement particulièrement corrosif. L'eau salée accélère la décomposition des matériaux métalliques en provoquant une oxydation. Cette corrosion électrochimique se produit lorsque l'acier entre en contact avec l'eau et l'oxygène dissous, conduisant à la formation de rouille, qui fragilise la structure du navire. 2. Action des bactériesUne des principales raisons pour lesquelles l'épave du Titanic se désintègre rapidement est liée à l'activité de bactéries spécialisées, en particulier une espèce nommée *Halomonas titanicae*, découverte en 2010. Ces bactéries consomment et dégradent le métal du Titanic, notamment le fer. En métabolisant les composés du fer, elles produisent des structures appelées rusticles, qui ressemblent à des stalactites de rouille. Ces rusticles sont poreuses et fragiles, et elles tombent en morceaux, laissant la structure sous-jacente de plus en plus vulnérable. Ces bactéries dévorent l’acier du navire, réduisant la solidité de la coque. Les estimations varient, mais certains chercheurs pensent que l'épave pourrait complètement se désintégrer en quelques décennies. 3. Pression océaniqueLa pression à une profondeur de 3 800 mètres est extrêmement élevée (environ 380 fois la pression atmosphérique au niveau de la mer). Cette pression contribue également à la désintégration de l'épave, en particulier sur les parties de la coque et des structures internes déjà affaiblies par la corrosion et les bactéries. La fragilité accrue de la structure rend les morceaux d'acier plus susceptibles de se briser sous la pression de l'eau. 4. Changements environnementauxLe fond océanique est soumis à des courants sous-marins, et des fluctuations dans les températures et la composition chimique de l'eau peuvent influencer la vitesse à laquelle les processus de corrosion et de dégradation biologique se produisent. Par exemple, des variations dans l'apport d'oxygène dissous pourraient affecter l'activité des bactéries ou l'intensité des réactions chimiques qui décomposent le métal. 5. Explorations humaines et interventionsDepuis la découverte de l'épave en 1985, elle a été explorée à plusieurs reprises, tant par des sous-marins habités que par des robots sous-marins télécommandés (ROV). Ces explorations, bien que fascinantes, ont eu un impact physique sur l'épave. En effet, certains engins sous-marins ont accidentellement endommagé certaines parties du navire, comme la balustrade de la proue ou les cabines, en touchant ou en heurtant les structures. De plus, des objets et des artefacts ont été prélevés de l'épave, contribuant à l'affaiblissement de la structure. 6. Températures froides et conditions extrêmesL'environnement du fond de l'océan Atlantique Nord est extrêmement froid (environ 0 à 2°C). Bien que cela ralentisse la décomposition par certains organismes (bactéries, champignons), les conditions extrêmes finissent par avoir un effet cumulatif sur la structure du navire. À long terme, même le froid ne pourra pas protéger complètement l'épave de la dégradation biologique et chimique.Pourquoi les mammouths s'empalaient-ils eux-mêmes ?
01:55|L'une des manifestations classiques de la supériorité de nos ancêtres préhistoriques sur les animaux était leur capacité à tuer des proies redoutables. Comme le mammouth, par exemple, un animal gigantesque par rapport à l'homme a priori bien démuni. Et pourtant, celui-ci, n'écoutant que son courage, n'hésitait pas à l'affronter la lance en main. Une évocation familière, qui ne correspond pas à la réalité, ou du moins pas complètement. En effet, des chercheurs américains se sont aperçus que ces lances n'étaient pas seulement utilisées ainsi. Publiés dans une revue scientifique, ces travaux portent sur des chasseurs vivant au Nord de l'Amérique. Ils se servaient d'armes appelées "pointes Clovis", datant d'environ 13 500 ans. Elles étaient faites de pierres taillées très aiguisées, emmanchées sur des javelots de bois. Pour les scientifiques, la technique de chasse habituelle n'était pas l'attaque, comme on le croyait jusque là. En effet, les chasseurs auraient fiché les lances dans le sol, en les plaçant de biais. Ils faisaient en sorte d'attirer les mammouths, qui venaient s'empaler sur les lames de pierre plantées entre eux et leurs assaillants. Immobilisés par des lances solidement arrimées au sol, les animaux ne pouvaient plus avancer. Il ne restait plus aux chasseurs qu'à achever les mammouths qui n'avaient pas succombé à leurs blessures. On a d'ailleurs retrouvé, dans certains sites d'Amérique du Nord, de nombreuses pointes Clovis, mêlées à des restes de mammouths. Les chercheurs y ont trouvé des éléments susceptibles d'étayer leur thèse. Il semble que d'autres animaux, comme le tigre à dents de sabre, aient été chassés de cette manière. Cette technique était donc moins dangereuse pour les chasseurs. Mais elle avait un autre avantage. Elle leur permettait de réutiliser leurs armes, alors qu'un mammouth, blessé par un projectile, pouvait s'enfuir, privant ainsi le chasseur d'une lance difficile et longue à fabriquer. Ce qui n'empêchait pas nos ancêtres, à l'occasion, de lancer leurs points Clovis sur un animal chargeant sur eux. Il se peut, en effet, que les deux techniques de chasse aient coexisté.Pourquoi le lait déborde-t-il de la casserole ?
02:34|Le phénomène du lait qui déborde d'une casserole est un processus physique et chimique relativement simple, mais intéressant. Voici une explication claire et scientifique de ce qui se passe : 1. Composition du lait Le lait est une émulsion, c'est-à-dire un mélange de plusieurs substances, principalement de l'eau (environ 87 %), des matières grasses, des protéines (comme la caséine et le lactosérum), des glucides (surtout du lactose), et quelques autres éléments comme des minéraux et des vitamines. 2. Ébullition du laitLorsqu’on chauffe du lait dans une casserole, le processus suit plusieurs étapes : - Évaporation de l'eau : Comme toute autre substance contenant de l'eau, le lait commence à chauffer et atteindre la température d'ébullition (environ 100 °C). À ce moment-là, l'eau contenue dans le lait commence à s'évaporer et forme de la vapeur. - Formation de la crème en surface : À mesure que le lait chauffe, ses composants ne réagissent pas tous de la même manière. La matière grasse et les protéines, en particulier, montent à la surface et forment une fine couche appelée crème. Cette couche, faite de graisses et de protéines (caséine et lactosérum), devient un film relativement stable en surface. 3. Accumulation de la vapeur sous la couche de crèmeL'eau contenue dans le lait continue à s'évaporer à partir de la surface de la casserole. Normalement, la vapeur d'eau s'échapperait dans l'air comme elle le fait avec de l'eau pure en ébullition. Cependant, dans le cas du lait, la couche de crème agit comme une barrière qui empêche la vapeur de s’échapper librement. Cette vapeur d'eau accumulée sous la couche de crème exerce une pression ascendante. À mesure que la vapeur continue de se former et d’accumuler de la pression, elle pousse la couche supérieure du lait (la crème), ce qui provoque le gonflement du lait. 4. DébordementLorsque la vapeur d’eau finit par soulever complètement la couche de crème et ne trouve plus de place pour s'échapper rapidement, elle entraîne un débordement brutal du lait hors de la casserole. Ce phénomène est accentué si le lait est chauffé trop rapidement, car la vapeur se forme plus rapidement et la pression s’accumule sous la couche de crème plus rapidement aussi. 5. Pourquoi ce phénomène est spécifique au lait ?Ce phénomène est propre au lait à cause de sa composition hétérogène. Dans l'eau pure, il n'y a pas de couche protectrice en surface, donc la vapeur peut s'échapper librement. Dans le lait, les matières grasses et les protéines forment un film à la surface, ce qui retient la vapeur et conduit au débordement. Facteurs contribuant au débordement :- Température élevée : Plus on chauffe le lait rapidement, plus la vapeur d'eau se forme rapidement sous la couche de crème, accélérant ainsi le débordement.- Taille de la casserole : Si la casserole est trop petite, le volume de lait est important par rapport à la surface de la casserole, ce qui augmente les chances que le lait déborde rapidement.- Mélange ou absence de mélange : En remuant le lait pendant son ébullition, on empêche la formation de la couche de crème à la surface, ce qui permet à la vapeur d’eau de s’échapper plus facilement et réduit le risque de débordement.Comment les astronautes lavent-ils leur linge dans l'espace ?
01:46|On se demande parfois comment les astronautes accomplissent les gestes de la vie quotidienne dans l'espace. Comment s'y prennent-ils, par exemple, pour laver leur linge ? En principe, ils devraient faire leur lessive assez souvent. En effet, ils doivent faire des exercices réguliers, pour compenser tout le temps passé en apesanteur et conserver leur vigueur musculaire. Il leur faut donc changer régulièrement de vêtements. Et pourtant, ces habits ne sont pas lavés. Les cosmonautes les chargent dans des cargos ravitailleurs en fin de mission, qui jouent alors le rôle de poubelles spatiales. Ces vaisseaux finissent ensuite par brûler au contact de l'atmosphère terrestre.Cette solution a été adoptée faute de mieux, mais elle n'est pas satisfaisante. Elle entraîne un véritable gaspillage et oblige à prévoir près de 70 kilos de vêtements pour les astronautes de la Station spatiale internationale (ISS). Mais, pour l'instant, la question du lavage du linge dans l'espace n'est pas résolue. Pour cela, il faudrait d'abord prévoir une quantité supplémentaire d'eau. Or celle-ci est déjà une denrée rare dans la station spatiale. Pour répondre aux besoins des astronautes, on est même amené, en effet, à recycler la vapeur d'eau et l'urine des cosmonautes. Transporter à bord l'eau nécessaire au fonctionnement d'une machine à laver poserait donc un véritable problème. Sans parler de l'encombrement et du poids d'un tel appareil. Or la place est comptée à bord de la station spatiale, et chaque cm2 est déjà utilisé. Et comme l'eau est rare, il n'est pas non plus question de douche pour les astronautes, qui auraient pu laver leurs vêtements en faisant leurs ablutions. En fait, ils utilisent des lingettes pour faire leur toilette. La lessive dans l'espace fait partie de ces questions d'intendance qui peuvent faire sourire. Elles ont pourtant leur importance dans le cadre des bases permanentes sur la Lune ou sur Mars qui verront peut-être le jour dans un avenir prochain. C'est pourquoi les chercheurs de la NASA travaillent d'arrache-pied à une technique permettant aux astronautes de laver et de réutiliser leur linge.Comment les glaciers se forment-ils ?
02:20|Les glaciers se forment à partir de la neige accumulée sur plusieurs siècles, voire millénaires, et suivent un processus complexe qui implique plusieurs étapes. Voici une explication détaillée de la formation des glaciers : 1. Accumulation de la neige La formation des glaciers commence dans des régions où les températures sont suffisamment basses pour qu'il neige en grande quantité et où la neige persiste toute l'année. Cela se produit généralement dans les régions polaires ou en haute montagne. Au fil du temps, la neige s'accumule en couches superposées. 2. Transformation en névé En raison du poids des nouvelles couches de neige, les couches inférieures commencent à se tasser et à se compacter. À ce stade, la neige devient plus dense, perdant de l'air et se transformant en une forme granuleuse appelée névé. Ce processus de compaction prend souvent plusieurs années. 3. Formation de la glace Avec l'accumulation continue de la neige et l'augmentation de la pression, les grains de névé se compactent encore plus. Les bulles d'air sont progressivement expulsées, et la masse devient de plus en plus dense. Après environ 30 à 100 ans (ou plus selon les conditions), le névé se transforme en glace de glacier, une glace très dense et solide. La glace des glaciers a une structure cristalline unique due à la pression, et elle est capable de se déformer très lentement sous son propre poids. 4. Mouvement du glacier Lorsque la glace devient suffisamment épaisse, généralement à partir d'une épaisseur de 30 mètres, elle commence à se déplacer sous l'effet de la gravité. Ce mouvement se produit en deux étapes : - Glissement basal : La glace peut fondre légèrement à la base du glacier en raison de la pression intense, créant une fine couche d'eau qui lubrifie la surface. Cela permet au glacier de glisser lentement sur le sol. - Déformation interne : Sous la pression exercée par le poids de la glace, les cristaux de glace à l'intérieur du glacier se déforment lentement. Ce mouvement interne permet au glacier de "couler" lentement vers des altitudes plus basses. 5. Types de glaciers Il existe différents types de glaciers en fonction de leur taille et de leur emplacement : - Glaciers de vallée : Ils se forment dans des vallées montagneuses et descendent lentement le long des pentes. - Calottes glaciaires : Ce sont de vastes glaciers couvrant une grande surface, comme ceux du Groenland et de l'Antarctique. - Glaciers de cirque : De plus petites masses de glace formées dans des dépressions naturelles sur les montagnes. En résumé, les glaciers se forment à partir de l'accumulation et de la compaction de la neige sur de longues périodes, sous des conditions spécifiques de température et de précipitations. Ils évoluent et se déplacent en fonction des variations climatiques et des forces gravitationnelles.Pourquoi un double cratère lunaire est un mystère ?
01:58|En mars 2022, une partie d'une fusée chinoise, qui pourrait correspondre à son étage supérieur, ou à un propulseur, s'est écrasée sur la face cachée de la Lune. Un événement auquel s'attendaient les astronomes. Mais ce qui intrigue davantage les scientifiques américains, qui ont pu observer la zone du crash, ce sont les traces qu'il aurait laissées.En effet, d'après les photos prises par une sonde américaine, l'engin, en tombant sur le sol lunaire, aurait creusé, non pas un cratère, mais deux, séparés par environ 30 mètres.Il se pourrait que les deux extrémités de la fusée aient été assez lourdes, chacune d'elles provoquant donc un cratère en tombant sur le sol de la Lune.Mais certains astronomes avancent une autre hypothèse. Ils suggèrent que la fusée ait embarqué ait été équipée d'un objet qui aurait ensuite disparu au moment de cet alunissage brutal.Sans la présence de cette mystérieuse charge, en effet, cet élément de la fusée ne se serait sans doute pas comporté de la même façon. De fait, il aurait montré une remarquable stabilité dans son approche du sol lunaire, alors que, pour des raisons liées notamment à la gravité, sa descente aurait dû être beaucoup plus hésitante.Aussi les scientifiques suggèrent-ils qu'un contrepoids aurait pu être associé aux deux moteurs de la fusée. Ce qui aurait favorisé cette approche plus "rectiligne" ainsi que la formation des deux cratères. En effet, sans cet élément correcteur, la fusée, entraînée par ses parties les plus lourdes, aurait dû tomber du même côté, ne laissant dès lors qu'un seul cratère.Il est peu probable que cette hypothèse puisse jamais être vérifiée. En effet, les Chinois n'ont pas communiqué sur l'éventuelle adjonction d'une charge supplémentaire sur leur fusée, et il y a peu de chances qu'ils le fassent.Les scientifiques américains le déplorent et regrettent que, dans le contexte actuel, marqué par une nette recrudescence des programmes spatiaux, la Chine ne manifeste pas une véritable volonté de collaborationPourquoi les points de Lagrange sont-ils stratégiques?
02:00|Découverts, au XVIIIe siècle, par le mathématicien Joseph-Louis Lagrange, les points qui portent son nom désignent des positions bien précises dans l'espace. En effet, ces points de Lagrange sont situés dans des endroits où l'attraction de la Terre et celle du Soleil se combinent pour maintenir l'orbite d'un objet dans une relative stabilité.Ces points sont au nombre de cinq. Les trois premiers, nommés L1, L2 et L3, n'offrent pas une stabilité orbitale parfaite. Ce qui est le cas, par contre, des deux derniers points de Lagrange, appelés L4 et L5. Ils offrent aux satellites qui y sont positionnés une orbite parfaitement stable.Un récent rapport du Congrès américain souligne le caractère stratégique de ces points de Lagrange. Le placement des satellites, ou autres objets spatiaux, à ces endroits précis, offrirait en effet bien des avantages, notamment dans le cadre d'une concurrence de plus en plus vive avec d'autres nations spatiales, comme la Chine.À cet égard, les points L1 et L2 intéressent les Américains, même si l'orbite qu'ils permettent n'est pas entièrement stable. En effet, des satellites placés là dépensent beaucoup moins d'énergie qu'ailleurs pour se déplacer vers d'autres secteurs situés entre la Terre et la Lune.Ces déplacements plus aisés et plus économiques des objets spatiaux représentent un précieux atout pour toute puissance spatiale. Par ailleurs, le point L2 se présente comme un excellent observatoire pour scruter la face cachée de la Lune.Or, une telle opération est essentielle pour les États-Unis, qui peuvent ainsi surveiller l'activité des Chinois. En effet, ces derniers s'intéressent de près à cet endroit de la Lune, dont ils espèrent ramener des échantillons d'un type nouveau.De leur côté, les points L4 et L5, qui offrent aux objets spatiaux la position orbitale la plus stable, leur permettent de se maintenir sans encombre, et avec une dépense d'énergie bien moindre.Ce sont donc des points de l'espace très convoités, car ils offrent la meilleure situation possible pour le placement en orbite d'un satellite, d'un télescope spatial ou d'une sonde.Comment la Chine pense-t-elle produire de l'eau sur la Lune ?
02:04|Des puissances spatiales comme les États-Unis ou la Chine comptent bien installer des bases permanentes sur la Lune à partir de 2030. Pour mener à bien ce projet, toutefois, certains problèmes doivent être résolus.Celui de l'eau n'est pas le moindre. La faire venir de la Terre, en quantité suffisante, semble peu réaliste. Mais les Chinois semblent avoir trouvé la solution. L'eau destinée à abreuver les astronautes serait produite sur place.Pour arriver à ce résultat, les scientifiques chinois ont procédé à des expériences à partir des échantillons lunaires rapportés, en 2020, par une précédente mission spatiale.On sait qu'il existe de l'eau sur la Lune. Elle est d'abord présente, sous forme de glace, dans des cratères demeurant toujours dans l'ombre. Mais son exploitation demeure pour l'instant assez problématique.L'eau se trouve également dans le régolithe, qui désigne une partie du sol lunaire. Or, certaines des roches composant le régolithe contiennent une importante proportion d'hydrogène.Les scientifiques chinois en ont conclu qu'il suffirait de chauffer ces roches à une température suffisante pour obtenir de la vapeur d'eau, qu'on pourrait ensuite transformer en eau.Pour obtenir la chaleur nécessaire, on utiliserait de grands miroirs concaves, qui, captant le rayonnement solaire, feraient grimper la températures à environ 1 000 °C. Encore faut-il savoir si une telle méthode permettrait d'obtenir une quantité d'eau suffisante.Ayant fait leurs calculs, les chercheurs répondent par l'affirmative. En effet, ils estiment qu'avec une tonne de régolithe, on pourrait produire de quoi remplir une centaine de bouteilles de 500 ml. De quoi étancher la soif d'environ 50 personnes durant une journée.D'autres sources d'eau ont d'ailleurs été identifiées par les scientifiques chinois. Dans certains échantillons lunaires, en effet, ils ont trouvé des traces d'eau, mais cette fois sous sa forme moléculaire.Cette découverte est d'autant plus encourageante que ces fragments de sol lunaire se trouvent dans des régions éclairées par le Soleil, des zones où la présence d'eau semblait très peu probable. On le voit, la Lune serait plus hospitalière que ce qu'on pouvait imaginer.Trouve-t-on des micro plastiques dans le cerveau ?
02:05|Malgré tous les efforts faits pour en limiter l'usage, le plastique demeure omniprésent dans notre vie quotidienne. On s'en sert pour conserver des aliments, mais il est aussi utilisé dans des secteurs très variés, comme le bâtiment ou la construction automobile.On le sait, l'emploi de ce matériau génère une grande quantité de déchets, notamment sous la forme de microplastiques ou de nanoplastiques, dont la taille varie entre un milliardième de mètre et cinq millimètres. Ces minuscules fragments s'insinuent partout, dans notre environnement, mais aussi dans l'organisme humain.En effet, des études ont révélé la présence de ces microplastiques dans des organes comme le foie, les reins, et aussi dans les vaisseaux sanguins ou la moelle épinière.Cependant, l'analyse de tissus humains, prélevés à l'occasion de plusieurs autopsies, réalisées en 2016 et 2024, a montré que ce plastique se logeait de préférence dans un autre organe : le cerveau. Ces déchets y seraient en effet 10 à 20 fois plus nombreux que dans les autres organes du corps humain.Un autre chiffre mesure bien l'ampleur du phénomène : les plastiques contenus dans les échantillons de tissus cérébraux prélevés en 2024 représentaient environ 0,5 % de leur poids. Plus alarmant encore, ces tissus étaient 50 % plus pollués que ceux étudiés en 2016.Ce qui laisse supposer que la "pollution" de nos cerveaux au plastique suivrait la même courbe ascendante que celle de l'environnement.Une telle découverte n'a rien de rassurant. En effet, des recherches menées sur des animaux ont établi une possible relation de cause à effet entre la présence de plastique dans l'organisme et le développement de maladies, comme le cancer, ou l'apparition de problèmes de santé, comme l'affaiblissement des défenses immunitaires ou des capacités cognitives.Quant à un lien possible entre la présence de microplastiques dans le cerveau et la survenue de la maladie d'Alzheimer, il n'est pas établi avec certitude. Cependant, des chercheurs ont trouvé, dans le tissu cérébral de personnes atteintes de cette maladie, jusqu'à dix fois plus de plastique que dans le cerveau de patients n'en ayant pas souffert.