我们应该建造一个新的巨型对撞机吗?

国际社会在日内瓦的欧洲核子研究组织(CERN)建立了科学技术的旗舰:大型LHC粒子对撞机。这使质子的能量比可见光大约一万亿倍。多亏了著名的质量能当量(E = mc2),因此有可能产生新的粒子。这就是实际发现“希格斯玻色子”的方式。成功是无可争议的。即使可以公平地记住,这不是一个惊喜,而是对已知信息的证实,而期待已久的真实“新”粒子仍然缺失。

ATLAS中的碰撞,归功于CERN

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“高生活”的物理学

高生活是导演的电影 克莱尔·丹尼斯(Claire Denis)与Robert Pattison和Juliette Binoche一起,最近在法国发行。

让我们先说清楚:“高寿命”不是天体物理学上的现实,也并非如此。在“科幻小说”中,有“小说”!荷马并没有因为阿喀琉斯的漏洞利用是不现实的事实而受到批评。我不会怪克莱尔·丹尼斯(Claire Denis)对物理学定律的慷慨解囊。我们不在纪录片中,也没关系。克莱尔·丹尼斯(Claire Denis)的电影完全在其他地方上映。他在相机中玩耍,在时间的陌生中,在身体的疯狂中,在恐惧中’oublié, avec l’流体的必然性。这不过是关于黑洞物理学的报道而已!不遵守与科学文章相同的约束是艺术品的权利甚至义务。

但是,是的,物理学起了作用。在过去的5到6年中,我在克莱尔·丹尼斯(Claire Denis)花了很多时间。她甚至在格勒诺布尔上了我的天体物理课之一!我们已经广泛讨论了广义相对论和黑洞的物理学,并且经常进行深入讨论。因此,在这里我将解释物理的作用– direct ou indirect –在电影的制作中。

模拟d’一个黑洞。图片提供:Alain Riazuelo。

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不,爱因斯坦不对!

我从第一行说起:标题是挑衅。

让我们从事实开始。最近,使用欧洲大型VLT望远镜进行的新观测使详细绘制星系在我们银河系中心黑洞周围的运动成为可能。这个巨大的黑洞的质量约为太阳的四百万倍。这些照片已拍摄了数十年,并显示了“掠过”黑洞的恒星的椭圆运动。这些观察是宏伟的,因为它们需要考虑“双重”相对论效应。

一方面,我们必须考虑“相对论”,因为所涉及的速度很高(大约8000 km / s),另一方面,我们必须考虑“广义相对论”,因为我们在激烈的引力领域。牛顿的经典万有引力几乎无法解释这些观测结果。因此,我们第一次在超大质量黑洞周围展示了纯粹的“爱因斯坦”效果。这是一个了不起的结果(尽管显然是预期的)。

围绕黑洞中心的恒星轨道。 ESO /卡尔萨达/ spaceengine.org

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中微子会改变一切吗?

最近,从黑洞中发现了能量相当大的宇宙中微子。是革命吗?它是什么?

首先,什么是中微子?它们是很长一段时间以来已知的粒子,被认为是基本且不破裂的(也就是说,不是由其他粒子组成)。但是它们有些奇怪。首先,它们没有电荷或颜色:这​​意味着它们几乎不相互作用。既不是通过电磁,也不是通过强大的核力。然后,它们的质量很小,但是……不是零!目前尚不清楚这种物质的来源,至今仍是一个谜。

在天文学中,中微子之所以非常有价值,有一个简单的原因:它们不会因传播而改变。当我们观察太阳发出的光时,我们没有直接观察到这种光的产生位置:光子无法自由通过太阳。另一方面,中微子不会在途中被物质阻止,在这种情况下,在恒星自身内部。而且,它们像光一样沿直线移动。

冰块

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黑洞和白洞:一些新闻

我目前在华沙,应邀参加一个会议,专门研究广义相对论的奇点。我的演讲将集中在量子宇宙学和模型上,其中反弹代替了大爆炸。

但是,在此简短的说明中,我想在这里再次提起很多讨论的问题,涉及黑洞(在Rovelli,Haggard,Vidotto,Bianchi等人的工作之后)。

首先要解决的是黑洞的“大小”。通常,太阳质量的黑洞的直径为几公里。这是一个简单的计算,案件似乎已经解决。但这进展太快了!实际上,即使它的质量–因此从外部看它的大小–不变,黑洞的内部体积随时间增加(请参见 这里)。因此,如果“小”黑洞形成的时间足够长,则实际上可以包含巨大的体积。

NASA / FQtQ

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星系的量子起源?

通货膨胀理论基于紧随大爆炸之后的宇宙的比例因子(例如,大小,作为第一近似值)的显着增长。在这个通货膨胀阶段,所有距离都乘以相当大的系数,至少是exp(60)甚至可能更多。这种通货膨胀模型显然不确定,但是它是非常合理的,并且得到了许多观察的支持。

但是,在这种情况下,宇宙学结构的形成是由量子现象解释的。场的量子涨落(称为d’当时充斥着宇宙的“星云”会引起度量(即几何形状)的量子波动,进而引起星系和星团的形成。从某种意义上讲’agit donc même d’量子引力效应,但是在“低强度”状态下并没有真正造成问题。

宇宙通货膨胀(起源于Cospa)

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大爆炸之前见过吗?

我们可以在大爆炸之前看到吗?

我在这里提出一个新的想法,我们刚刚在《物理评论D》中发表了这一观点, 这里,以尝试在Big Bang前面打开一个窗口。

广义相对论的理论很明确:大爆炸之前的问题没有道理。大爆炸之前没有。大爆炸之前没有时间。当我们回到过去时,它就停在了大爆炸之后:它是关于原始奇点的。

但是,广义相对论可以说不是终极理论。它不整合量子效应。但是,在极少数情况下,一切都表明这些量子效应可以在时空中发挥重要作用,而“大爆炸”只是其中之一!换句话说:广义相对论关于“大爆炸之前”的缺席的明确答案很可能是错误的,因为在大爆炸发生时不再相信该理论。

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向我的第一位老师致敬:天文学家Audouin Dollfus。

(为什么要致敬?为什么要写几行关于’一个已经失踪了好几年的男人,即使只是向奥姆森和哈里代伊致敬的人,至少没有使我真正动容或激动?如果这是对爱情的宣言,那就让它为生!我们从来没有对我们所爱的在世亲人说足够的话:这种过分谦虚几乎是悲惨的。死者在死时将其册封是一种侮辱。但这还意味着,通过致敬,介绍那些尚未发现迷人人物的人,他们并没有拼命地寻求媒体的支持,而是使我们的世界变得更加宜居。在那里–比在学院更重要–真正的不朽得以展现:通过光辉灿烂​​的生命的无限影响,其后果将持续下去。阿基里斯已经很正确地理解了:去特鲁瓦,他死了成为永恒。古希腊语中“真相”的含义与“记忆”相近。)

当我刚上预备班时,这位几乎神话般的天文学家,以众多的功绩加冕(他自己是伟大的伯纳德·利奥特的学生),以惊人的热情欢迎我来到他的实验室。具有明显的慷慨– 和 rare pourtant –那些什么都没有要证明,什么也没要显示,什么也没要问的人。

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反物质刚刚发现暗物质吗?

今天,我们有充分的理由相信,宇宙的大部分是未知的。这就是我们所说的暗物质之谜。有一些替代解释,但它们的说服力越来越小。而且这个暗物质仍然比宇宙中的恒星丰富约40倍!因此,它不过是一个细节而已...

暗物质可能由尚未直接观察到的块状颗粒组成。希望CERN的LHC加速器会产生这种颗粒,但到目前为止,不幸的是事实并非如此。但是,一切并没有丢失:这些粒子在太空​​中相遇时可能会相互消灭。但是,在歼灭这些暗物质时,它们必须释放出与反物质一样多的物质。 (绝对没有理由说暗物质是反物质。)

(通过苏格拉底天体物理学网站)

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科学与真理,最后一次!

我在这里转载一篇小客座社论,’应瑞士杂志的要求。

真相不容商量。显然,在任何地方都不应该如此,但在科学领域也许比在其他地方更多,这是不可接受的。关于“后真相”时代的最近辩论(尽管这种现象实际上是绝对没有新意的)强调了任何放任自负与对真理的需求的危险。尊重真理不仅仅是指导:这是理性话语可能性的条件。

但是,正如福柯和德勒兹(有时是激进的误解的受害者)精巧指出的那样,仅仅以一种几乎不可思议的仪式的方式宣告他无条件地依附于真理是不够的。 。还必须有勇气质疑真理,以便更好地理解真理,更好地为真理服务。

不管您是否喜欢,这都没有关系:真理的概念随着时间的推移而发展。除非我们相信自己是“历史终结”的化身,否则我们必须同意,毫无疑问,它将进一步发展。而且,即使在给定的时间,并非所有文化都一样。在古希腊,它有时是口才和说服能力的代名词,与言语之外可能发生的事情无关-几乎完全反对通常的当代理解。因此,尊重真理需要仔细审查,研究真理并以其含义的多样性来理解它(如果只是为了反驳其中的某些含义)。

真相,拟人化抽象,朱尔斯·约瑟夫·勒菲弗尔的画布-艺术复兴中心

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如果检测到空间原子怎么办?

什么’空间可能是由小的“原子”组成的颗粒结构,这是许多量子引力理论所暗示的。这个想法很简单,而且几乎是显而易见的。但是如何测试呢?如果存在这些“原子”,它们肯定很小,以至于我们当前和将来的工具都不允许我们考虑它们。

在晶体介质中,光与物质原子相互作用,从而产生散射关系。这实质上意味着不同颜色的光线不会以相同的方式传播。毫不奇怪:光是波,并且取决于它的波长与它所传播的网络的网格大小相比是大于还是小于波,所以事情不会“以相同的方式发生”。 ”。
如果整个宇宙,即使没有物质,本身都是由空间的小原子组成的,难道不会发生同一现象吗?

阿拉米版权

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加速宇宙的巨大问题终于解决了吗?

在数学中,我们经常使用有限扩展。这包括通过一系列项近似一个足够规则的函数,每个项都涉及比前一个更高阶的导数(该导数提供有关函数变化速度的信息)。

如果我们考虑宇宙的比例因子–如果曲率为正,我们可以直观地想到它的大小–以及它随着时间的演变,我们还可以对该功能进行有限的开发。
这种发展的零阶术语一直是众所周知的:它是宇宙的存在。
这一发展的术语之一是二十世纪初的重大发现:宇宙正在扩展。
这一发展的第二阶是20世纪末的重大发现:宇宙的膨胀正在加速。

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再次是科学真理…

这篇小文章是3个问题的结果,’由古希腊历史高级讲师克里斯托弗·佩巴特(ChristophePébarthe)提出’波尔多蒙田大学(Bordeaux Montaigne 宇宙ity),每月接受SNESUP采访。

1)您如何定义科学真理?’真理可以被科学证明吗?

我很高兴我们正在提出定义问题,并且我们意识到’它不会独立发展。对真理的第一个侮辱是假定它是透明和显而易见的。实际上,随着时间的流逝,这个概念已经发生了巨大的变化,并且在任何特定时刻,不同的文化都有很大的差异。甚至在一个社会和一个时代内,在不同的创造或发现模式之间也不是没有本质的变化。我只是重读了杰出导演安德烈·塔斯科夫斯基(Andrei Tarskovsky)的《密封的时光》(Sealed Time)-他的Saltker对世界的描述与量子物理学方程式一样多。真相这个词一遍又一遍又一遍又一遍。但是,很明显,这与物理学家唤起他的模型的意义不同。

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黑洞和量子引力:新颖性

黑洞是指即使没有光线也无法逃逸的空间区域。尽管它们在很多方面都非常奇怪,但爱因斯坦的盛大理论对它们总体上是很好理解和描述的。现在,我们的宇宙中存在黑洞几乎是众所周知的,没有人对此表示怀疑。它们的特性,特别是引力波的发射–小空间震动–当两个黑洞合并时,通常的天体物理学模型可以正确解释。

但是,如果我们对小的黑洞感兴趣,事情就不再那么简单了。然后,必须考虑量子效应。然而,一个完全令人信服的量子引力理论正是一个世纪以来最严重缺乏的理论物理学。在《物理评论快报》上发表的最新文章中(请参阅 PRL版本 在哪里 可下载的预印本),我对由于黑洞而瞥见量子引力效应的可能性产生了兴趣。

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“而中心是一个马赛克'碎片,一种坚硬的宇宙锤,d'变形的沉重,像额头一样不断地下降'空间,但带有蒸馏的声音。和'噪音缠绵'钝实例和穿透'活泼的目光。 »安东尼·阿陶