Miscellanées du mois de juin 2020

Ce mois-ci, un mystère autour des nombres premiers, une histoire des télescopes, une avancée dans la découverte des BFCP, une zoologiste accusée d'immoralité, une prix Nobel qui a eu bien du mal avec le machisme de l'université, et un retour sur la « mémoire de l'eau » au travers d'un livre remarquable sur ce conflit scientifique.

En raison de contraintes d'emploi du temps, les Miscellanées auront quelques jours d'avance (elles sont traditionnellement diffusées le dernier jours du mois) et leur rédacteur ne sera pas disponible les jours suivant leur édition.

Un mystère autour des nombres premiers

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Les nombres premiers sont une source permanente de recherche en mathématique, d'autant qu'ils ont un intérêt économique et "industriel" autour de procédés de cryptographie (codage et décodage automatique) qui en font une grande consommation. Mais évidemment, cela n'est pas d'aujourd'hui que cet intérêt est apparu comme une des préoccupation majeure de certains mathématiciens.

La "conjecture de Goldbach" continue de susciter des vocations et des recherches. En 1742 Christian Goldbach "pense" que tous les nombres supérieurs à cinq pouvaient s'écrire comme une somme de trois nombres premiers. Ce résultat a été établi jusqu'à 12x 1017 

Mais la démonstration de cette assertion tarde à venir. On avait cru voir en 2012 le "bout du tunnel" mais en mathématique, rien n'est simple... Reste un prix d'un million de dollars pour le ou la mathématicienne qui réussira a démontrer cette conjecture (qui deviendra alors un théorème)... 

Rappelons que Terence Tao, médaillé Fields en 2006 (récompense suprême en mathématique), a démontré que tout entier impair peut se décomposer en cinq nombres premiers. Olivier Ramaré, de l'université de Lille et du CNRS, qui, il y a presque vingt ans, avait établi que tout nombre pair se décompose en six nombres premiers.

En lien :

L'article Wikipedia https://fr.wikipedia.org/wiki/Conjecture_de_Goldbach

Article du monde sur le rebondissement de 2012 https://www.lemonde.fr/sciences/article/2012/05/20/la-difficile-ascension-vers-la-resolution-d-un-probleme-mathematique_1704410_1650684.html

Une histoire de télescope

Histoire du télescope de Newton à nos jours - L'Esprit Sorcier

Le Télescope de Newton

On imagine mal l'astronomie comme science sans outil permettant de voir "de plus près" les astres qui font l'objet de cette science. Pourtant ils n'ont pas toujours existé, et l'histoire de l'astronomie s'est déroulée pendant toute une période sans leur aide qui est aujourd'hui considérée comme essentielle. Cette rubrique vous propose de découvrir cinq instruments essentiels dans l'histoire du télescope.

Avant de commencer, il convient de préciser qu'il existe une différence essentielle entre des "lunettes astronomiques" et un "télescope" : une lunette astronomique est composée uniquement de lentilles en verre alors qu'un télescope utilise un miroir ce qui lui permet des performances largement supérieures en particulier au niveau de la taille des objectifs (la taille d'une lunette étant limitée par la physique du verre)

Lunette de Galilée

La lunette astronomique n'a pas été inventée par Galilée mais c'est lui qui lui a donné ses "lettres de noblesses" et permis qu'on considère cet instrument comme "scientifique" malgré bien des résistances. Celui qui est considéré comme le premier créateur d'une "lunette astronomique" permettant de rapprocher les astres et d'en voir des détails invisibles sans ce dispositif est l'opticien hollandais Hans Lippershey en 1606.

En 1609, Galilée construisit sa première lunette. Il est le premier à avoir employé cet appareil pour observer les astres, ce qui lui permit de faire des découvertes étonnantes : satellites de Jupiter, montagnes et cratères sur la lune, phases de Vénus, etc.

La lunette de Galilée est un dispositif simple, composé de deux lentilles : une première lentille "convergente" nommée l'objectif puis une seconde divergente placée près de l’œil de l'observateur, l’oculaire.

Cette lentille oculaire est placée avant le foyer de l'objectif, celui-ci ne peut donc pas former une image réelle. L'image observée à travers cet oculaire est virtuelle, cela signifie notamment qu'on ne peut pas placer dans cet instrument un réticule qui aurait permis de l'employer comme un viseur (par exemple).

En raison de sa disposition particulière on ne peut pas observer une image "réelle" mais uniquement une image "virtuelle". C'est la raison pour laquelle cet instrument va être remplacé par celui mis au point par l’astronome Kepler

Cette disposition n'est plus employée sauf pour des appareils "bon marchés" aux performances limitées

Optique de Kepler

Kepler est surtout connu pour avoir remplacé les orbites circulaires des planètes tournant autour du soleil par des orbites elliptiques. Mais il a fourni également une contribution essentielle à la construction des instruments de visée en modifiant la lentille oculaire qui devient convergente et est de plus petit diamètre. C'est une loupe qui permet d'examiner en détails l'image réelle fournie par l'objectif. Par contre avec cette disposition, l'image est renversée (selon les directions haut bas et droit gauche)

Télescope de Newton

C'est Isaac Newton qui a construit le premier télescope (réflecteur). Lors de la conception de cet instrument, Newton a décidé de dévier le faisceau lumineux avec un miroir plan pour éviter que la tête de l'observateur n'occulte les rayons lumineux.

L'objectif de ce télescope originel est un miroir concave. L'image fournie par celui-ci est renvoyée sur le côté par un miroir plan et elle est analysée en détails avec un oculaire.

Newton a présenté cet instrument en 1672 à la Société Royale de Londres en précisant qu'il fournissait une image de même qualité qu'une lunette bien plus grande. Le miroir principal avait un diamètre de 2 pouces (51mm) mais diaphragmé à 37mm environ, une distance focale de 16cm et un grossissement de 38x.

Le mérite de Newton ne tient pas seulement dans la conception mais aussi dans la construction de ce télescope. Il a lui-même fabriqué les miroirs. La difficulté de cette réalisation rebutait les autres opticiens de l'époque et c'est pour cela que pendant les cinquante années qui suivirent cette solution n'eut pas d'adeptes.

Jusqu'au 19ième siècle, les miroirs des télescopes étaient constitués en bronze. On dirait aujourd'hui que le pouvoir réfléchissant de ce métal est relativement médiocre. La surface de ces miroirs se ternissait progressivement et ils devaient être repolis périodiquement afin de préserver leur pouvoir réfléchissant. Cette tâche était longue et délicate et, à chaque fois, elle remettait en question la précision de la surface optique.

Le télescope de Cassegrain

Le télescope de Cassegrain posséde deux miroirs et utilise une disposition particulière qui le rend particulièrement compact. l'utilisation d'un miroir parabolique a pour conséquence de créer une aberration de coma, ce qui déforme les étoiles en bord de champ en leur donnant une forme qui ressemble à une comète (coma = chevelure) et réduit donc le champ utilisable.

En prime, deux télescopes modernes : 

Tout d'abord le plus grand télescope terrestre : 

le Gran Telescopio Canarias (GTC),

Grand Télescope des îles Canaries en français ou GranTeCan, est à ce jour le plus grand télescope optique de la planète avec son miroir unique de 10,4 m de diamètre. Il est localisé à l’observatoire du Roque de Los Muchachos, à 2396 m d’altitude sur l’île de La Palma au large du Maroc.

Il existe des tas d'autres dispositifs mis au point par des astronomes imaginatifs : télescopes Cassegrain Dobson Grégorien Korsch Maksoutov-Cassegrain Nasmyth Ritchey-Chrétien Chambre de Schmidt Schmidt-Cassegrain

D'autre part le télescope spatial le plus connu, Hubble : 

L'idée d'un télescope libéré des contraintes atmosphériques terrestre est consécutif au développement des vols spatiaux, mais c'est à partir des années 70 qu'on commença à penser à une conception effective avant de passer à la réalisation dans les années 90. Lancé le 24 avril 1990 à bord de la navette spatiale Discovery, le télescope spatial Hubble sera encore fonctionnel jusqu'en 2021. Date jusqu'à laquelle la NASA prévoit de l'utiliser, en attendant que décolle son successeur, le télescope spatial James Webb, en 2020. Le télescope hubble a d'abord souffert de problèmes de vue dues à un mauvais calcul d'un de ses miroir et il a été obligé pendant un temps de porter des "lunettes"

 Source ; http://serge.bertorello.free.fr/  et wikipédia (mais j'ai adoré le blog très riche de Serge Bertorello que je vous invite à visiter)

La découverte du mois : cap sur les BFCP

Source IonDrive™ Turbo V Ion Guide de l'opérateur

Un des défi scientifique et technique majeur est le changement de mode de production agricole et la suppression des engrais azotés à base minérale. Une des voies choisies est l'utilisation de "Bactérie Favorisant la Croissance des Plantes" les BFCP. Evidemment, il ne s'agit que d'une méthode technique et pas d'une modification politique (tout aussi importante et décisive) mais sur ce plan là on a fait de nombreux progrès. Une des difficultés, c'est la compréhension des différences sensibles de développement des plantes selon le micro-organisme choisi. En clair, on a du mal à reproduire l'efficacité de ces traitements de façon uniforme. Une équipe de chercheur de l'université du Missouri s'est attelée à ce difficile problème et ils ont utilisé un nouveau procédé d'investigation "l'ionisation par electro-pulvérisation en ablation au laser-spectromètre de masse. Les premiers résultats ont commencé à tomber, permettant une connaissance plus fine des interactions bactéries et plantes

source : "la recherche" juin 2020 p24

Deux scientifiques oubliées Helen Dean King  et Barbara Mc Clintock

Aujourd'hui, la rédaction très généreuse vous en offre deux pour le prix d'une !

Tout d'abord Helen Dean King

Article Looks at Role Helen Dean King, Ph.D. (1899), Played in ...

Helen Dean King était une zoologiste de renom mais dont certaines recherches ont entrainé un scandale retentissant. En effet, elle a été la principale contributrice à l'élaboration d'une lignée de rats albinos génétiquement homogènes pour être utilisés dans la recherche biologique et médicale, et elle a été accusée par une partie de la droite religieuse des USA de prôner l'abandon du tabou de l'inceste (ses rats étant souvent consanguins) Ses méthodes sont encore utilisées dans l'élaboration d'animaux de laboratoire. Cela dit on pourrait aussi critiquer tout autant l'usage d'animaux de laboratoire pour conduire des expériences plus ou moins utiles...

Passons maintenant à Barbara Mc Clintock

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Barbara McClintock a été récipiendaire du prix Nobel de médecine en 1983 pour ses travaux sur les éléments mobiles du génome, les transposons. Mais elle est tout aussi connue des militants féministes pour ses déboires à l'Université du Missouri - Columbia où elle a passé son doctorat  et où elle a subi des déboires et des rebuffades dues a sa qualité de femme. Elle a été déjà convoquée par le doyen de la faculté qui l'a interrogée sur son prétendu mariage (en raison d'une homonymie avec une secrétaire du même nom qui se mariait) Ensuite, elle a poursuivi ses recherches avec un statut extrêmement précaire. Le Doyen l'a alors averti que cette situation ne serait modifiée que par son départ, ne supportant pas qu'une femme tienne tête a des chercheurs. Elle quittera cette université pour Cold Spring Harbor une pépinière à prix Nobel avant de poursuivre cette aventure à la Caltec (university of california Technology) autre pépinière à prix Nobel.

Le livre du mois : Pascal Ragouet et la mémoire de l'eau

L'eau a-t-elle une mémoire ? - Sociologie d'une... de Pascal ...

A l'heure où une querelle scientifique déchire l'opinion publique, autour de l'utilité et de l'efficacité de la méthode préconisée par le professeur Raoult, il peut sembler utile de revenir à une autre controverse scientifique qui éclaire possiblement celle ci. Il y a des différences sensibles entre les deux processus, mais aussi des similitudes troublantes. Cela tient en particulier a la personnalité des deux protagonistes principaux des deux affaires : le professeur Raoult et le professeur Montagnier sont tous deux, deux membres éminents (et même "prestigieux") de la communauté scientifique, mais aussi des "grandes gueules" connus pour leur "franc parler".  On a également l'irruption "sauvage" de l'opinion publique dans une querelle qui sans certaines circonstances particulières serait restée dans le cénacle des querelles uniquement scientifiques (comme celles des différentes théories de physique fondamentale qui déchirent la communauté des physiciens mais qui indiffère l'opinion publique) On a également la dialectique du petit et du grand convoquée dans les deux cas.

Un des grand mérite de l'ouvrage est de détailler les différents éléments qui vont constituer "l'affaire". Avant d'être jetée en pâture au grand public, celle ci (contrairement à celle de la chloroquine par exemple qui mobilise d'autres ressources) concerne surtout des scientifiques qui utilisent des arguments techniques de haut niveau. Mais cela n'empêche pas l'exposé de montrer le tissage entre arguments techniques internes et dynamiques sociales. Au final nous lisons un formidable ouvrage de sociologie des sciences à la fois profond, riche et clair

Quatrième de couverture :

En juin 1988, un article paraît dans Nature qui affirme la possibilité d'un effet moléculaire sans présence physique de molécule ; l'eau se comporterait comme un support liquide sur laquelle les signaux moléculaires pourraient être enregistrés. Son auteur, Jacques Benveniste devenait le père de la " mémoire de l'eau ", une découverte qui " pourrait bouleverser les fondements de la physique ". C'est le début d'une immense polémique.

Luc Montagnier, Prix Nobel de médecine 2008, a fait savoir en 2007 - trois ans après la disparition de Benveniste - qu'il avait repris les travaux de celui-ci et qu'il considérait la controverse sur la mémoire de l'eau comme " une affaire aussi importante que l'affaire Galilée ". L'objectif de ce livre est de proposer un éclairage sociologique de cette controverse.

Le contenu des arguments et des contre-arguments qui font la trame de cette controverse renvoie à des conceptions divergentes des modalités de mise en oeuvre des normes qui fondent le jugement scientifique : la norme de réalisme, qui consiste à accepter l'arbitrage du " réel " tel que l'expérience le donne à voir et la norme de cohérentisme, qui consiste à considérer un phénomène comme base acceptable d'un échange scientifique à condition qu'il entre dans le champ des possibles que dessinent les acquis de la science. Aucun des protagonistes ne remet complètement en cause l'ethos de la science tel qu'il est défini ici, mais tous s'affrontent sur la façon dont il convient de mettre en oeuvre les normes qui le constituent.
Ce livre décrypte pas à pas les coulisses du processus de légitimation d'une thèse scientifique. Sources à l'appui, il nous dévoile ce qui est socialement en jeu dans la crédibilité de la science.

Pascal Ragouet est sociologue des sciences et Professeur à l'Université de Bordeaux. Il a coécrit avec Terry Shinn, Controverses sur la science. Pour une sociologie transversaliste de l'activité scientifique, Raisons d'agir, coll. " Cours et travaux ", 2005.

Pascal Ragouet l'eau a t elle une mémoire Sociologie d'une controverse scientifique, Liber Raison d'agir 2006 235 page

Je remercie chaleureusement Philou12 pour l'aide qu'il a apportée face à mon orthographe hésitante ! Merci encore ! 

 

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