Vue d’artiste d’un impact météoritique majeur sur la Terre (Credit : NASA/Don Davis)

Quand une météorite heurte le sol, elle le pulvérise en créant un cratère et un nuage d’éjectas d’autant plus grands que sa vitesse d’impact et sa masse ou densité sont importants. Mais que se passe-t-il à l’échelle des « grains » de terre ? Comment ceux-ci réagissent à l’extraordinaire énergie cinétique que l’objet leur transfère en une fraction de seconde ?

La question peut sembler anecdotique, elle vient néanmoins de donner lieu à une publication scientifique qui éclaire pour la première fois ce mécanisme de diffusion de l’énergie, et qui pourrait avoir des applications dans le domaine balistique et militaire.

De la matière granulaire contre les impacts

Les auteurs de l’article, physiciens de l’université Duke en Caroline du Nord, ont conçu une expérience inédite à l’aide de caméras à haute vitesse (40 000 images par seconde) et de billes en plastique réagissant aux forces de pression par l’émission de lumière (matière photo-élastique). Elle explique en images pourquoi le sol résiste à l’impact d’autant plus fortement que la vitesse et la masse de l’objet impactant sont élevées – un effet connu dans le domaine de la balistique mais qui n’avait pas été modélisé jusque-là.

Clichés de trois types d’impacts (avec des vitesses croissantes) pris avec une caméra à haute vitesse (crédit : Clarke)

Comme l’expliquent les chercheurs, en faisant tomber une masse à tête arrondie à des vitesses variables, ils ont filmé la formation et la progression des lignes de compression du sol : les particules du sol, qui peuvent être assimilées à des grains, créent en dessous du point d’impact des chaînes et  réseaux de matière hautement compressée, des colonnes de grains empilés (visibles car le matériau photo-élastique produit de la lumière), qui opposent une haute résistance à la force de pénétration de l’objet.

Plus l’impact est fort, plus le sol est dur

Comme l’illustre l’image ci-dessus, ces réseaux sont d’autant plus nombreux, ramifiés et connectés que la force d’impact (lié à la masse, la densité et la vitesse de l’objet) est grande. Ne pouvant briser ces colonnes, l’énergie d’impact est alors évacuée par le sol horizontalement, c’est-à-dire sur les côtés du point d’impact – créant un cratère bien plus large que le diamètre de l’impacteur.

Ce mécanisme de création de colonnes incompressibles et d’évacuation latérale de l’énergie explique pourquoi la profondeur des cratères, c’est-à-dire le taux de pénétration de l’objet, est faible au regard de la masse de l’objet : plus le choc est fort, plus le sol sous le point d’impact oppose de résistance, à l’instar de matières comme le sable, friable entre nos doigts mais qui devient une surface dure lorsqu’on y précipite avec force un objet.

Un expérience qui intéresse les militaires

On comprend que cette expérience, issue d’un nouveau domaine de recherche appelée « matière granulaire », ait été en partie financée par la Defense Threat Reduction Agency, qui s’occupe de la réduction des menaces des armes de destruction massives (division du ministère américain de la Défense) : elle permet aux ingénieurs militaires de mieux comprendre pourquoi il est si difficile de concevoir des missiles à haut pouvoir pénétrant, les Bunker busters (comme le BLU-109), et ainsi de chercher à les rendre plus efficaces.

Elle permettrait également, précisent les auteurs, de concevoir des dispositifs résistant mieux aux attaques de missiles et obus que les sacs de sable empilés, en jouant sur la composition et les propriétés physiques des grains utilisés (sable, caoutchouc, plastique, céramique, etc.).

Román Ikonicoff

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• Astéroïde, le tueur de dinosaures enfin démasqué – S&V n°1083 – 2007. C’est l’un des impacts les plus meurtriers de l’histoire de la vie sur Terre, du moins le plus célèbre : le météorite qui a changé l’histoire du monde voici environ 65 millions d’années.

• On a retrouvé la Lune ! – S&V n°1154 – 2013. La Lune est née lors d’un impact gigantesque entre la Terre et une planète de la taille de Mars nommée Théia. Retour sur les dernières découvertes sur ce cataclysme…

L’amas de galaxies Abell 3827 se trouve à près de 1,4 milliard d’années-lumière de la Terre. Au cœur de cet amas, quatre galaxies elliptiques géantes sont lancées dans un processus de fusion. Leur masse énorme – plusieurs milliers de milliards de masses solaires – courbe l’espace-temps autour d’elles et forme une lentille gravitationnelle, laquelle dessine un spectaculaire mirage gravitationnel – les arcs bleutés qui auréolent les galaxies – c’est à dire l’image déformée et agrandie d’une galaxie lointaine située à l’arrière plan…Photo Nasa/ESA/STSCI.

C’est une découverte à prendre avec précaution, issue d’une seule observation et qui exige donc d’être confirmée par de nouvelles études. D’autant que l’objet de cette observation inédite, c’est… la matière noire, une forme de matière totalement inconnue, qui baignerait une grande partie de l’Univers, mais que les astronomes traquent en vain depuis près de quatre vingt ans…
Prudence donc, à une époque où les scientifiques publient régulièrement des découvertes sensationnelles, démenties après avoir fait le tour du monde, comme en témoigne, en 2014, l’annonce tonitruante de particules se déplaçant plus vite que la lumière, ou de la découverte des ondes gravitationnelles primordiales, ou encore de planètes « habitables » qui n’existent pas…
Cette découverte, après les précautions d’usage, donc, serait fondamentale si elle se confirmait… Pour la toute première fois, les astronomes auraient mis en évidence une interaction entre la matière noire et une force de la nature autre que gravitationnelle. La promesse, donc, dans le futur, de pouvoir enfin la détecter directement, de l’observer et découvrir quelle est sa nature.
La matière noire, on le sait, auréole galaxies et amas de galaxies, les faisant « peser » environ cinq fois plus que leur masse « normale » correspondant aux étoiles, nébuleuses, planètes… Cette matière de nature inconnue n’interagit pas, au niveau de précision que nous atteignons aujourd’hui, en tout cas, avec la matière « normale » dont nous sommes constitués, ni avec les forces de la nature, électromagnétisme et forces nucléaires. Elle interagit seulement avec la gravitation, et c’est la gravitation qui nous permet de savoir qu’elle existe… Seulement, personne ne sait quel type de particules exotiques peut constituer cette matière invisible, qui représente, dans le bilan énergétique global de l’Univers, 27 %, contre 5 % pour la matière « normale » dite baryonique (atomes, galaxies, étoiles, planètes) et 68 % pour une force mystérieuse, l’énergie noire, qui accélère l’expansion de l’Univers.
Pour en revenir à la matière noire, on sait qu’elle est là par la masse formidable qu’elle constitue… Toutes les tentatives pour tenter de la supprimer, en changeant légèrement les équations de la relativité générale, par exemple, ont échouées : les cosmologistes sont convaincus de son existence. Et l’observation de Richard Massey, Liliya Williams, Renske Smit et leurs collaborateurs, publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society va les conforter dans leur certitude.
Ces chercheurs ont utilisé deux des plus puissants télescopes actuels : le télescope spatial Hubble et le Very Large Telescope européen. Leur objectif, un amas de galaxies relativement proche, Abell 3827, situé dans la constellation australe de l’Indien. Cet amas, situé à 1,4 milliard d’années-lumière, est particulièrement intéressant car sa masse courbe tellement l’espace-temps – la courbure de l’espace-temps est l’interprétation d’Einstein pour expliquer la gravitation – qu’il forme une lentille gravitationnelle, laquelle focalise l’image d’une galaxie située très loin derrière l’amas. Les astronomes observent les « amas lentilles » et leurs mirages gravitationnels car ces images déformées de galaxies lointaines leur permettent de reconstituer la masse totale des amas, c’est à dire leur masse de matière normale, dite baryonique, et leur masse de matière noire… Le principe de mesure de cette masse totale est complexe : il s’agit d’étudier comment l’espace-temps courbe de l’amas déforme l’image de la galaxie d’arrière-plan. Celle-ci étant immensément lointaine – des milliards d’années-lumière – elle n’est qu’une infime tache avant d’être agrandie et déformée par l’amas d’avant-plan. Une fois réalisée cette étude d’optique gravitationnelle, les astronomes connaissent en principe la masse et la distribution de la masse de la lentille, c’est à dire de l’amas…

La carte de la matière noire du cœur de l’amas Abell 3827, superposée à sa photographie, prise par le télescope spatial Hubble. Le halo de matière noire de la galaxie N 1, à gauche, est décalé de 5000 années-lumière par rapport à la matière visible de la galaxie… Photo Nasa/ESA/STSCI.

En principe, matière noire et matière baryonique sont à peu près mélangées… Mais dans le cas de Abell 3827, les astronomes ont eu une grosse surprise… Lorsqu’ils ont plaqué la carte de la matière noire mesurée dans l’amas à sa photographie prise par Hubble, ils ont constaté que, pour l’une des galaxies géantes du centre de l’amas, appelée N 1, la matière noire n’était pas superposée à la matière « normale »… Il s’en faut de cinq mille années-lumière !
Comment expliquer ce décalage spectaculaire ? D’abord, encore une fois, ce résultat devra être confirmé, il faudra vérifier que ce décalage entre matières baryonique et noire est réel, et n’est pas du à une erreur de mesure ou de calcul. Si il se confirme, les astronomes pensent avoir un début d’explication… Les galaxies géantes du centre de l’amas Abell 3827 sont lancées depuis des centaines de millions d’années dans un processus de fusion. Elles s’approchent progressivement et bien sûr leurs halos de matière noire s’interpénètrent, eux aussi… Les astronomes supposent donc que ce décalage du halo de la galaxie N 1 est dû à la collision des différents halos de matière noire, qui aurait provoqué un freinage de la trajectoire de celui de N 1, tandis que la galaxie « baryonique » elle, continuait son chemin…
Ce résultat est à la fois surprenant et essentiel. Surprenant, parce que, jusqu’ici, les halos de matière noire des amas en collision semblaient insensibles les uns aux autres… La matière noire semblait indifférente à « notre monde »… Essentiel, parce que découvrir que les particules qui constituent la matière noire peuvent interagir entre elles, ou être soumises à quelque chose d’autre que la gravitation est fondamental, pour, enfin, espérer entrevoir les prémices d’une explication quant à sa nature…
Serge Brunier

Représentation de nanotubes de carbone insérés au travers de la membrane d’une cellule biologique (en jaune, un brin d’ADN empruntant ce canal). Crédit : Lawrence Livermore National Laboratory

Dans le domaine encore très expérimental des cellules et organites artificiels, une nouvelle étape vient d’être franchie : la mise au point d’un « respirateur » à base de nanotubes de carbone, lequel pourrait également servir de « prothèse » aux cellules biologiques ou encore de filtre hyper-sélectif pour la technologie du filtrage par membranes.

Concrètement, une équipe internationale menée par des chercheurs du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) aux États-Unis a réussi à implanter de manière très simple des nanotubes au travers de la paroi d’une membrane cellulaire (artificielle et naturelle), lesquels permettent dès lors de faire passer des molécules d’eau, des brins d’ADN, des protons et des ions de l’extérieur vers l’intérieur d’une cellule (et vice-versa). Cette nouvelle technique, décrite dans un article de la revue Nature, mime l’un des processus essentiel de la vie des cellules : les échanges trans-membranaires.

Des nanotubes qui s’insèrent naturellement dans la membrane d’une cellule

La manip est relativement facile à décrire : il a suffi aux chercheurs d’induire des nanotubes de carbone courts – ces structures creuses connues et synthétisées depuis quasiment deux décennies – d’une couche de lipides (molécules constituant la matière grasse). En dissolvant ces nanotubes enduits dans une solution contenant des cellules ou des membranes cellulaires, les chercheurs ont constaté que ceux-ci venaient naturellement s’insérer au travers de la membrane sans pour autant la détruire. Cette manip est issue de recherches théoriques et de simulations basées sur les modèles de fonctionnement des cellules biologiques et des membranes.

Clichés en microscopie électronique d’un nanotube inséré dans la membrane de cellules – images directes (1ère colonne), retouchées (2e), et colorées (3e)  (Crédit : LLNL)

Les chercheurs ont ainsi créé un canal à ions et molécules tel qu’on en rencontre dans les membranes biologiques, et qui permettent aux cellules d’une part d’échanger des informations et des substances avec leur environnement, d’autre part de maintenir leur milieu intérieur dans un état chimique et physique différent de celui de l’environnement.

Bien entendu, ces canaux artificiels sont loin de remplir toutes les tâches de leurs homologues biologiques (constitués de protéines), qui sont connus pour leurs capacités à filtrer quantité de substances, de manière hyper-sélective. De fait, le transport transmembranaire biologique est extrêmement sophistiqué : les cellules possèdent plusieurs types de canaux spécialisés, dont certains peuvent s’ouvrir et se fermer selon le type de molécule en présence, voire d’en forcer certaines à franchir la membrane malgré la présence de forces chimiques contraires (voir illustration).

Les deux types de canaux à ions et molécules présents dans la membrane cellulaire biologique :  les protéines de canal (à gauche) et les protéines de transport (Ph. LadyofHats via Wikicommons)

Mais l’exploit des chercheurs est une première qui promet déjà de belles applications, notamment dans la mise au point industrielle de filtres à membranes pour la dépollution ou pour la dessalinisation de l’eau de mer – un processus pour l’heure extrêmement coûteux. Surtout, cette nouvelle technologie fait avancer d’un grand pas le domaine du biomimétisme avec à la clé, mais dans un avenir plus lointain, la possibilité d’intervenir directement sur les systèmes biologiques en créant des nano-prothèses pour cellules et organes défaillants, comme les reins et les poumons…

Román Ikonicoff

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• Ils ont créé des êtres presque vivants – S&V n°1157 – 2014 – C’est un fait : il y a 3,7 milliards d’années des organismes vivants ont commencé à émerger de l’inerte. Cela ne s’est pas fait du jour au lendemain : des dizaines de millions d’années durant lesquelles des formes intermédiaires, ni vivantes ni inertes, ont crû dans les océans. Les scientifiques tentent de comprendre et reproduire cette étape en laboratoire.

• Bactérie artificielle : la science a réussi à l’améliorer – S&V n°1163 – 2014. Les bactéries, qui sont les formes les plus simples de vie, permettent aux généticiens de tester de nouvelles combinaisons génétiques, totalement artificielles. Un exercice qui en apprend autant sur la vie, et sa complexité, que l’étude des bactéries existantes.

Jusqu’où les forces de la nature permettent-elles de créer de nouveaux types d’atomes hyper-lourds ? Représentation probabiliste d’un atome avec son cortège d’électrons (Ph. Kevin Dooley via Flickr CC BY 2.0)

Les physiciens estiment qu’il y en a probablement un nombre fini, mais ils ne savent pas exactement combien. Pour comprendre cette incertitude, il faut considérer la structure des atomes. Ils sont formés d’un noyau qui rassemble un ou plusieurs nucléons, dont des protons (chargés positivement) et des neutrons (électriquement neutres), autour duquel gravitent des électrons. Le nombre de protons contenus dans le noyau d’un élément lui confère son numéro atomique, sa masse. Ainsi, l’hydrogène, constitué d’un seul proton, est-il le premier élément chimique du tableau des éléments conçu par le chimiste russe Dmitri Mendeleïev en 1869.

A l’état naturel, il n’existe que 92 éléments chimiques classés par ordre de masse, mais les physiciens en ont produit d’autres, jusqu’à atteindre un total de 118. Ces éléments artificiels sont obtenus grâce à des collisionneurs de particules qui ajoutent de nouveaux protons à un élément cible dont la masse est déjà relativement élevée. Mais plus on charge de protons l’élément cible, plus il va repousser les éléments que l’on tente de lui ajouter.

Un élément chimique à 120 protons ?

Car les deux forces qui régissent la cohésion du noyau sont alors déséquilibrées : celle qui maintient la cohésion entre les protons – la force nucléaire forte – n’est plus assez puissante pour équilibrer la force répulsive s’exerçant entre les protons (tous électriquement positifs). Au-delà d’un certain nombre de protons, cette seconde force, dite coulombienne, prend le dessus, repoussant les protons supplémentaires que l’on tente d’insérer. Et le noyau se fractionne. Cette “fission spontanée” survient avant que le noyau ait pu atteindre son état fondamental, celui dans lequel il est entouré de son nuage d’électrons et ainsi doté de ses propriétés chimiques.

Cependant, la fission spontanée peut être retardée en jouant sur le nombre de neutrons : ceux-ci renforcent la cohésion du noyau en compensant la répulsion des protons. Mais encore faut-il parvenir à les ajouter ! En 2006, une équipe américano-russe a mis quarante-cinq jours avant de produire trois atomes d’ununoctium, un élément formé de 118 protons et 176 neutrons, doté d’une durée de vie de… 0,89 milliseconde.

Il pourrait exister un « ilôt de stabilité » pour des éléments très lourds

Les physiciens restent sceptiques quant à leurs capacités à en synthétiser de plus lourds. Mais, en théorie, il existerait un “îlot” de stabilité pour les éléments avec 120 et 126 protons pour 172 ou 184 neutrons, qui leur conférerait une durée de plus d’une seconde permettant de les synthétiser plus facilement. Des projets en cours, comme Spiral2 au Grand Accélérateur de Caen, tentent de parvenir à cet îlot de stabilité.

J.B.

D’après S&V n°1129

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• Tableau de Mendeleïev, l’élément 117 met fin au mythe – S&V n°1163 – 2014. Après avoir réussi la synthèse de l’élément chimique 117 (nombre de protons) puis 118, les physiciens se demandent si la longue recherche pour compléter et élargir la tableau de Mendeleïev n’est pas définitivement close… Certains parient que non.

• Alchimie nucléaire : transmutations qui défient les lois – S&V n°1040 – 2004. Transmuter le plomb en or sur sa paillasse, telle était le rêve des alchimistes. Mais encore au XXIe siècle, certains physiciens se demandent s’il ne serait pas possible de transformer des éléments chimiques en d’autres avec les moyens de la chimie, c’est-à-dire sans faire appel à la technologie des très hautes énergies.

A 11,5 milliards d’années-lumière de la Terre, l’image de la galaxie SDP.81 dessine un spectaculaire anneau d’Einstein sous l’œil de Alma. Ce mirage gravitationnel est provoqué par une galaxie d’avant-plan, située à 4 milliards d’années-lumière seulement. Ces deux galaxies et la Terre étant parfaitement alignées, l’espace-temps courbe de la galaxie d’avant-plan dévie les rayons lumineux de la galaxie d’arrière-plan. Cette image, prise à 1 millimètre de longueur d’onde, est d’une exceptionnelle précision : elle est deux fois plus nette que ce que pourrait faire le télescope spatial Hubble. Photo ESO/NRAO.

Lentement mais sûrement, le réseau interférométrique Alma monte en puissance… L’engin international qui a coûté près de un milliard d’euros à l’Europe, aux États-Unis, au Japon, et aussi dans une moindre mesure à Taïwan, au Canada, au Chili, est toujours en phase de tests aujourd’hui, la mise en réseau de ses soixante six antennes de 7 à 12 mètres de diamètre s’avérant un challenge technique très difficile, sinon impossible, à relever…
Avec Alma (Atacama Large Millimeter array), le rêve des astronomes, c’était de disposer d’un télescope virtuel géant, dépassant de très loin les instruments de la génération précédente. Le pari est presque gagné aujourd’hui : cet interféromètre compte effectivement soixante six antennes, qui sont reliées spatialement par fibre optique et temporellement par une horloge atomique. Un super ordinateur, appelé corrélateur, met en phase les images du ciel obtenues par chaque antenne. Le but ? Faire « comme si » les antennes représentaient des segments d’un seul miroir géant… Et quel miroir… En fonction de la configuration choisie, les antennes étant mobiles, les astronomes peuvent utiliser un télescope virtuel de quelques centaines de mètres ou quelques kilomètres de diamètre. Dans les domaines de longueur d’onde auxquels est sensible Alma, la promesse est vertigineuse. L’instrument, à pleine puissance, pourrait offrir des images bien plus précises que celles que produit le télescope spatial Hubble…

Alma est l’un des plus puissants télescopes jamais construits. Comptant en tout soixante six antennes de 7 m et 12 m de diamètre, il promet une moisson scientifique exceptionnelle, quand l’engin, difficile à mettre au point, sera pleinement opérationnel. Photo B.Tafreshi/ESO.

Seul bémol, quatre ans après ses toutes premières images, Alma n’est toujours pas opérationnel : seules une trentaine, au mieux, de ses antennes de 12 m peuvent être connectées simultanément. Et rien n’indique aujourd’hui que les ingénieurs parviendront à corréler la cinquantaine d’antennes, ni, a fortiori, les soixante six antennes du réseau complet.
Alma est conçu pour observer les rayonnements submillimétrique et millimétrique, entre 0,3 et 9,6 mm, c’est à dire des longueurs d’onde plus grandes que l’infrarouge. Pour fixer les idées, l’œil humain est sensible entre 0,4 et 0,7 micromètre, et les télescopes optiques, comme le télescope spatial Hubble, par exemple, entre 0,3 et 2 micromètres environ. C’est le domaine spectral dans lequel Alma prend ses images, qui rend celles-ci si nouvelles, si surprenantes : leur qualité, leur précision sont telles qu’on croirait ces photographies prises avec un télescope optique… Il n’en est rien, la longueur d’onde observée par Alma est mille fois plus grande que la lumière à laquelle nous sommes sensibles ! Et Alma, dans ces grandes longueurs d’onde, perce généralement des nuées de gaz et de poussières totalement opaques pour les télescopes classiques.

Régulièrement, Alma livre des images du ciel jamais vues, d’une stupéfiante nouveauté. Ce télescope virtuel observe un rayonnement de très grande longueur d’onde, révélant des astres souvent invisibles, ou difficiles à observer, pour les télescopes classiques. La qualité exceptionnelle de ses images fait le reste… Ces trois images – à gauche le système planétaire naissant HL Tauri, au centre le gaz soufflé par l’étoile géante R Sculptoris, à droite l’anneau d’Einstein SDP.81 – sont deux fois plus nettes que ce que pourraient obtenir les meilleurs télescopes du monde, sur Terre, ou Hubble, dans l’espace. Photos ESO/NRAO.

Ces deux dernières années, Alma a permis de réaliser quelques exploits techniques, révélant avec un luxe de détails sans précédent des astres invisibles ou presque avec des télescopes traditionnels. Des images jamais vues…
Enfin, voici quelques mois, Alma a été testé dans sa configuration la plus extrême, c’est à dire celle où ses antennes, très éloignées les unes des autres, dessinent un « miroir » virtuel de 15 kilomètres de diamètre… C’est dans cette configuration que le télescope peut offrir sa meilleure résolution, c’est à dire ses images les plus nettes.
La cible de ce test ? La galaxie SDP.81, située à 11,5 milliards d’années-lumière. Cette galaxie avait été découverte en 2010 par le télescope spatial infrarouge européen Herschel. Elle était devenue ensuite un objet de convoitise pour les astronomes car, malgré sa distance énorme, elle est relativement brillante et donc facile à observer. Jusqu’à ce que les chercheurs comprennent pourquoi : SDP.81 est un mirage gravitationnel. Exactement alignée sur une galaxie située en avant plan, à seulement quatre milliards d’années-lumière, son image est agrandie et amplifiée par cette galaxie qui joue le rôle de lentille gravitationnelle : sa masse est telle qu’elle courbe l’espace autour d’elle, déviant et concentrant les rayons lumineux qui passent dans son champ, telle une lentille de verre grossièrement taillée…

La lointaine galaxie SDP.81 a été découverte par le télescope spatial infrarouge Herschel, puis étudiée par le réseau submillimétrique SMA. L’image prise par Alma montre de façon spectaculaire la puissance de ce nouvel instrument astronomique. Photos ESA/ESO/NRAO.

Distante et minuscule, la galaxie SDP.81 n’apparaît que comme une petite tache sur les images infrarouges du télescope spatial Herschel. Pour tenter de mettre en évidence les effets de mirages provoqués par la galaxie lentille d’avant-plan, les astronomes ont utilisé le réseau interférométrique SMA (Submillimeter Array) installé sous le sommet du volcan Mauna Kea, à Hawaï. L’instrument, qui compte huit antennes de six mètres de diamètre, a alors révélé que l’image de la galaxie était en réalité multiple, comme dessinée par de petits arcs flous, chaque arc étant une image déformée de la galaxie…
Alma a complètement révolutionné notre connaissance de cet astre extraordinairement lointain. Sa très haute résolution – sa capacité à discerner de fins détails, donc – a permis d’offrir une image parfaite de SDP.81. Il s’agit d’un « anneau d’Einstein », c’est à dire une figure gravitationnelle quasi parfaite dessinée par la galaxie d’avant-plan. La qualité de l’image donnée par Alma est impressionnante : les astronomes disent que sa résolution atteint 0,023 seconde d’arc. C’est, pour fixer les idées, environ deux fois mieux que le télescope spatial Hubble. Un angle de 0,023 seconde d’arc représente 40 mètres à la distance de la Lune.
Mais Alma n’a pas tout fait tout seul, car une lentille gravitationnelle est un véritable télescope naturel : Dans le cas de SDP.81, le grossissement offert par la lentille approche dix fois ! Du coup, même si l’image est déformée par la lentille gravitationnelle évidemment imparfaite, les détails les plus petits que les chercheurs peuvent détecter dans la galaxie avoisinent 500 années-lumière : à la distance de 11,5 milliards d’années-lumière, c’est remarquable !
Les chercheurs vont s’attacher désormais à reconstruire l’image de la galaxie telle qu’elle est, non déformée par la lentille gravitationnelle. Ils vont aussi analyser minutieusement sa lumière, pour détecter quels gaz, quelles poussières interstellaires, existaient déjà à l’époque dans l’Univers, et quel était, deux milliards d’années après le big bang, le taux de formation d’étoiles dans cette galaxie de l’aube du monde.
Serge Brunier

Atteindrons-nous un jour les 969 ans de Mathusalem, personnage de l’Ancien Testament ? Fragment de vitrail de la Cathédrale de Canterbury représentant Mathusalem (Ph. Robert Scarth via Flickr CC BY 2.0)

64,7 ans, aurait répondu le statisticien américain Louis Dublin dans les années 1920. 78,2 ans, estimait un quart de siècle plus tard le démographe Jean Bourgeois-Pichat. Aujourd’hui, un nouveau-né peut, en France, espérer vivre 78,1 ans pour les hommes, 84,8 ans pour les femmes. On le voit, l’espérance de vie à la naissance ne cesse d’être réévaluée. Depuis les années 1950, elle a gagné en moyenne 3 mois par an, même si elle reste inférieure aux 5 mois de croissance annuelle de la période 1870-1950 (amélioration de l’hygiène, arrivée des vaccins, chute de la mortalité infantile).

Aujourd’hui, elle repose surtout sur le prolongement de la vie aux grands âges. Étonnant lorsqu’on sait que l’espérance de vie est calculée à partir du nombre de survivants à chaque âge : sauver une personne âgée a donc moins d’impact sur l’espérance de vie moyenne que sauver un enfant. Mais ce faible impact est compensé par le grand nombre de personnes de 80 ans et plus qui, grâce à une bonne prise en charge médico-sociale, vivent un ou deux ans de plus.

Les gènes ne disent rien sur notre espérance de vie

“Aucun gène ne code notre durée de vie”, affirme Jean-Marie Robine, directeur de recherche à l’Inserm. La mort n’étant pas programmée biologiquement, on peut donc espérer une meilleure longévité pour les générations qui n’ont pas connu la guerre et les restrictions alimentaires, et qui ont vécu dans une société de plus en plus soucieuse de la santé et de l’environnement… De plus, la marge de progrès sanitaire et écologique est encore grande.

L’espérance de vie croîtrait alors indéfiniment ? Non. Si on ne peut prévoir de valeur plafond, l’espérance de vie reste freinée par les maladies et les accidents survenant à tous les âges. Par ailleurs, les records de longévité individuelle dépassent rarement 120 ans, l’organisme se dégradant jusqu’à la défaillance d’une fonction vitale.

Repousser les limites de la vie de manière artificielle

Une limite que refusent les tenants du transhumanisme, un mouvement intellectuel qui considère que la maîtrise de la médecine régénérative, des thérapies géniques et des nanotechnologies pourra bientôt offrir des capacités de réparation et d’amélioration de l’être humain inédites…

En attendant, les estimations les plus raisonnables avancent qu’une espérance de vie de 100 ans pourrait, dans les pays développés, être dépassée d’ici la fin du siècle.

E.L.

D’après S&V n°1130

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• Les cultures d’organes vont révolutionner les greffes – S&V n°1116 – Domaine de prédilection des transhumanistes, la médecine régénérative promet des miracles, maintenant que des organes ont pu être « cultivés » sur une matrice naturelle, puis implantés avec succès… chez les rongeurs.

• Un cœur artificiel complet a été implanté ! — S&V n° 1157 — 2014. Très prometteuse pour les insuffisances cardiaques graves, la bioprothèse Carmat a été implantée pour la 1re fois en décembre 2013.

• Ils opèrent le cœur du fœtus in utero – S&V n°1093 – 2008 – Dans les années 2000, la chirurgie fœtale a progressé d’exploit en exploit et commencé à réduire les cas d’interruption médicale de grossesse et les souffrances des enfants ayant développé des maladies congénitales. En 2008, le coeur d’un foetus a pu être réparé.