Les 10 plus grosses découvertes scientifiques de 2016

Au cours de l’année 2016, des découvertes d’une grande importance ont été faites dans tous les domaines de la science. Cela va de la confirmation des ondes gravitationnelles prédites par Einstein il y a 100 ans, à la réévaluation du nombre de galaxies, en passant par des changements de la perception de l’espace-temps.

Des astéroïdes venant de l’espace ont bombardé en continu la Terre sans avertissement durant toute l’année, ainsi que notre atmosphère, alimentant par là les craintes quant à différentes catastrophes possibles pour la Terre. En jetant un regard en arrière sur 2016, que nous apprennent les 10 plus grosses découvertes scientifiques de l’année passée?

1. La confirmation par la science empirique des ondes gravitationnelles d’Einstein

Le 11 février, le Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) a annoncé les résultats de l’observation d’un trou noir binaire, confirmant ainsi la théorie de la relativité générale énoncée il y a 100 ans par Einstein. Cette théorie prévoyait l’existence d’ondulations spatiotemporelles – les ondes gravitationnelles.

« Pour la première fois, la découverte des ondes gravitationnelles pourrait assurer un Prix Nobel », a déclaré Bruce Allen, un physicien allemand de l’Institut Max-Planck de physique gravitationnelle en Allemagne.

Il est curieux de constater qu’il y a 100 ans, Albert Einstein avait été tourné en ridicule et mis au ban de la communauté scientifique pour avoir énoncé d’une manière non scientifiquement empirique « l’expérience de pensée de la boîte noire ». Seuls quelques scientifiques rationnels comme Planck ont reconnu la grande profondeur des idées d’Einstein – qu’une théorie dérivée de méthodes non-empiriques puisse également décrire l’univers.

Avec le temps, la théorie générale de la relativité de la réfraction de la lumière, l’anomalie de l’avance du périhélie de Mercure et le décalage d’Einstein ont été confirmés au cours du XXe siècle.

En juin dernier, des scientifiques ont annoncé une autre observation scientifique confirmant l’existence des ondes gravitationnelles. L’astrophysicien Chad Hanna de l’université de Pennsylvanie a déclaré : « Nous sommes maintenant capables de détecter les ondes gravitationnelles, ce qui sera une nouvelle façon d’étudier la galaxie et l’univers. Nous en tirerons des bénéfices incroyables. »

2. Le nombre de galaxies dans l’univers a été réévalué

Un rapport publié par l’Astrophysical Journal en octobre énonce que des astrophysiciens de l’université de Nottingham ont découvert que le nombre de galaxies dans l’univers était plus élevé qu’ils ne le pensaient, portant le nombre de galaxies à au moins 2 trillions. La technologie étant très limitée, même le télescope le plus puissant ne peut observer que 10 % des galaxies, laissant 90 % d’entre elles indétectables à l’œil humain.

Christopher Conselice, professeur d’astrophysique à l’université de Nottingham, s’est exprimé sur le sujet : « La grande majorité des galaxies sont au-delà de notre portée actuelle, car elles sont très sombres et distantes ».

Les chercheurs ont également été amenés à reconsidérer les éléments de l’univers. Les plus vieilles galaxies sont petites, et de nombreuses petites galaxies sont dix fois plus petites en raison de collisions et de fusions. « Les astronomes ne s’attendaient pas à un tel changement dans notre vision de l’univers au cours des deux dernières décennies », a conclut Christopher Conselice.

3. La publication d’une carte détaillée de la Voie lactée

En septembre, des astronomes de l’Agence Spatiale Européenne ont publié une carte de la Voie lactée d’une grande précision, énonçant la localisation précise d’un milliard d’étoiles. Cette carte réalisée grâce aux mesures de la sonde Gaia ne répertorie que 1 % des étoiles de la Voie lactée, et est 20 fois plus précise que toutes les observations ayant été précédemment faites.

Ces observations ont permis d’estimer plus justement le nombre d’étoiles au sein de la Voie lactée. En 2017, la sonde Gaia pourrait observer directement 2 à 2,5 milliards d’étoiles, mais ce nombre est souvent revu à la hausse.

« La région de notre Voie lactée n’est jamais considérée sérieusement. Les gens pensent qu’il s’agit d’un endroit trivial », a déclaré Mark Reid, astronome au Smithsonian Center for Astrophysics.

Notre galaxie présente quatre grands bras, ressemblant au caractère 卐 de la culture traditionnelle bouddhique. Notre système solaire est situé dans le bras spiral d’Orion, qui ressemble aux autres bras spiraux de la Voie lactée. Les astronomes ont découvert en utilisant le VLBA que la longueur du bras d’Orion était de plus de 20 000 années-lumières, soit quatre fois plus que la longueur précédente.

4. Le cerveau de l’oiseau présente une complexité étonnante

Dans un rapport publié en juin dans Proceedings of the National Academy of Science, un groupe de scientifiques internationaux a mesuré le nombre de cellules du cerveau de 28 espèces d’oiseaux. En le comparant à celui d’autres espèces, ils ont découvert une densité inattendue de neurones. Les passeri et les perroquets auraient par exemple une densité de neurones de 2 à 4 fois supérieure à celle de la souris.

L’un de ces scientifiques, M.Quartz, pense que ces découvertes permettront de corriger une erreur ayant cours depuis longtemps dans la vision de la communauté scientifique. Il était précédemment considéré y avoir peu de différence dans la densité des cellules cérébrales entre les espèces.

Les chercheurs expliquent qu’une densité plus grande des neurones cérébraux indique plus de liaisons entre les neurones, augmentant ainsi la capacité de traitement de l’information. Suzana Herculano-Houzel, neuroscientifique à l’université Vanderbilt aux États-Unis, a déclaré : « Dans mon esprit, la différence entre le cerveau d’un oiseau et celui d’un mammifère est en termes de volume et de nombres de neurones. »

5. L’intrication quantique – un changement dans la perception de l’espace-temps

Au début du mois de mars, des scientifiques européens ont réalisé une avancée dans le domaine de la physique quantique : ils ont observé en laboratoire des photons intriqués dans un espace en trois dimensions. Cela est la première fois que des scientifiques dépassent les contraintes de la dimension de l’espace-temps, pouvant observer de leur propre yeux dans l’espace macroscopique l’intrication quantique se déroulant dans le monde microscopique.

L’intracation quantique se réfère à l’existence d’une relation transcendant l’espace-temps entre deux particules quantiques : l’état d’une particule affecte de la même façon l’état de l’autre particule, sans contrainte de temps ou de distance.

Valentina Caprara Vivoli de l’université de Genève déclare que selon les principes techniques de l’expérience, l’intrication quantique entre deux personnes peut même être observé.

Certains physiciens réfutent depuis des décennies l’existence de l’intrication quantique en raison de la théorie de l’invariance de la vitesse de la lumière. Ces dernières années, de nombreuses expériences de par le monde ont mesuré l’occurrence de particules quantiquement intriquées, l’intrication quantique servant au stockage de l’information et à d’autres applications pratiques. Google a par exemple développé un « ordinateur quantique » afin d’être un million de fois plus rapide que les ordinateurs de bureau actuels.

6. Un rapport 2016 sur l’écosystème terrestre : un sixième des espèces s’est éteint

Selon le rapport Living Planet Report 2016 de la WWF publié le 27 octobre, l’étude conduite entre 1970 et 2012 montre que la Terre est maintenant incapable de subvenir aux activités humaines. Cette étude indique également qu’en près d’un demi-siècle, l’homme a réduit de moitié les populations animales sauvages, et que l’existence de l’espèce humaine elle-même s’en trouve menacée.

Les enquêteurs ont suivi plus de 14 150 espèces de vertébrés, comprenant des mammifères, des oiseaux, des poissons, des amphibiens et des reptiles. Ces espèces ont été réduites en moyenne de 58 %, la baisse la plus sérieuse étant celle des poissons d’eau douce qui est de 81 %.

Marco Lambertini, le directeur général de l’ONG, pense que l’existence humaine est menacée par les êtres humains eux-mêmes. L’approche de la WWF pour la résolution de la crise évoquée dans le rapport rappelle aux gens de ne pas « se concentrer sur les représentations en ignorant l’origine du problème ».

7. Un cinquième force fondamentale pourrait changer notre compréhension scientifique

En mai, le célèbre magazine Nature a annoncé qu’il pourrait exister un cinquième force fondamentale dans l’univers. Si cette conclusion est poussée plus en avant, cela changerait le concept de la compréhension fondamentale de l’univers de la communauté scientifique. Jusqu’à maintenant, les scientifiques ont toujours considéré qu’il n’existait que quatre forces fondamentales dans la nature: la gravité, la force électromagnétique, la force nucléaire forte et la force nucléaire faible.

Attila Krasznahorkay est un physicien à l’Académie hongroise des sciences. Il a proposé l’année dernière une cinquième force mais n’a pas reçu l’attention de la communauté scientifique, selon Nature.

Les physiciens de l’université de Californie ont déclaré dans une évaluation que les expériences de bombardement de protons menées par les scientifiques hongrois l’année dernière pourraient bien confirmer l’excès d’électrons et de positrons causé par une cinquième force non directement détectée.

Le Thomas Jefferson National Accelerator Facility, en lien avec d’autres institutions de recherches américaines et européennes, conduit actuellement des expériences de validation. Selon Scientific American, les résultats seront confirmés d’ici un an.

8. Un étrange phénomène lumineux autour d’une étoile

Cette année, l’étoile KIC 8462852 est devenu l’objet d’une forte attention dans la communauté des astronomes. Celle-ci présente une mystérieuse variation de luminosité, dont les astronomes ont été incapables de donner une explication satisfaisante.

Des astronomes des instituts Caltech et Carnegie ont fait remarqué que les résultats des quatre années d’observation de KIC 8462852 par le télescope spatial Kepler ont montré que l’étoile s’assombrissait à une vitesse de 0,34 % par an jusqu’à 2,5 %, avant de revenir à sa valeur de luminosité initiale.

« Ce qui m’a surpris était que sa luminosité changeait si vite qu’elle apparaissait non-linéaire », a confié Ben Montet, astronome au California Institute of Technology. « Cela nous a pris longtemps pour essayer de nous convaincre que ce n’était pas vrai. Mais nous n’y arrivons pas. »

Bradley Schaefer, un astronome de l’université d’État de Louisiane qui a remporté le prix Nobel en physique, a examiné la cause de la luminosité de l’étoile KIC 8462852 et s’est exprimé : « Il pourrait s’agir d’un facteur dont personne n’a encore pensé jusqu’à maintenant. »

Jason Wright, un astronome de l’université d’État de Pennsylvanie, considère que ce phénomène inhabituel évoque une civilisation extraterrestre.

9. La journée de l’astéroïde

Le 30 juin a eu lieu la journée de l’astéroïde. L’astrophysicien Brian May a déclaré dans un discours : « Plus nous en savons sur la possibilité que des astéroïdes puissent frapper la Terre, plus cela devient clair que les hommes perpétuent la vie pour une durée limitée ».

La journée mondiale de l’astéroïde a prévenu que le risque d’une collision fatale avec des astéroïdes est réel. Avec plus d’un million d’astéroïdes frappant la Terre, la technologie n’est à même de détecter que seulement 1% des menaces.

Les astéroïdes n’ayant pas heurté la Terre cette année ont été 2016LP10 (d’un diamètre de 2 à 8 m) et LE10 (23 m de diamètre) en juin, 2016QA2 (faisant 50 m) et 2016RB1 (de 7 à 16 m de diamètre) en août. 2016RB1 est passé à un dixième de la distance entre la Terre et la Lune (environ 40 000 km). S’il avait heurté la Terre, cet astéroïde aurait causé un important désastre local. La NASA a découvert sa présence deux jours avant son passage.

De nombreux astéroïdes se consument et explosent dans l’atmosphère. Le 6 février dans l’océan Atlantique à près de 1000 km de la côte brésilienne s’est produit l’explosion d’une météorite de près de 10 m de diamètre ; l’énergie de l’explosion équivalait à 13 000 tonnes de TNT. La nuit du 26 septembre, des astéroïdes non identifiés ont explosé dans le ciel de la région de Gladstone en Australie, dont l’explosion pouvait être vue et entendue à 320 km de distance.

10. Un rapport de l’université d’Oxford : une catastrophe mondiale est imminente

En mai a été publié le Global Catastrophic Risks Report 2016 de l’université d’Oxford, qui prévient de l’imminence de catastrophes mondiales pouvant mener à la perte de 1/10 de la population mondiale (près de 1,7 milliard de personnes).

Les plus grands risques de catastrophes sont les épidémies et la guerre nucléaire, selon le rapport. Le danger d’une guerre nucléaire a été sous-estimé après la guerre froide. Le plus grand danger potentiel est le changement climatique. Certaines nouvelles technologies, comme la biotechnologie, occasionnent une forte toxicité dans la nature avec de nouvelles substances pathogènes. L’intelligence artificielle pourrait également être un danger pour l’homme. D’autres causes incluent les éruptions volcaniques, les astéroïdes, et ainsi de suite.

Le rapport note que les acteurs politiques et économiques ne sont pas pleinement conscients du danger. Il remarque en particulier que l’influence mondiale de groupes d’intérêts ne prend pas de mesures appropriées.

Version chinoise : 【年终盘点】2016年十大科学新发现