Ma dose de science #12

Dans la prescription d’actu-sciences du jour : paracétamol & émotions, des liens chimiques entre l’homme et le chien, les plus vieux outils du monde et une ballade dans le cosmos

La galaxie du Sombrero, par le télescope spatial Hubble

La galaxie du Sombrero, par le télescope spatial Hubble

 

Acétaminophène — Le paracétamol agirait-il contre les émotions ? Une étude publiée dans la revue Psychological Science vient d’être publiée sur le sujet. Le paracétamol, aussi appelé acétaminophène par les scientifiques, est la molécule active la plus vendue dans les médicaments en France, connue pour son action antidouleur. On a montré des photos aux quelques 80 participants de l’étude, certains avaient avalé du paracétamol, les autres un placebo.  Les images étaient choisies pour susciter une grande palette d’émotions et les participants devaient noter sur une échelle de 1 à 10 la réaction émotionnelle qu’ils ressentaient. Résultat : Les cobayes sous paracétamol ont des sentiments moins négatifs face aux images tristes, mais ils se sentent aussi moins joyeux devant les images plus gaies. Comme si le paracétamol anesthésiait les émotions. Le mécanisme par lequel la molécule produit cet effet n’est pas encore compris. Les psychologues qui ont mené l’étude formulent l’hypothèse de l’implication de la sérotonine, un neurotransmetteur  dont on sait qu’il joue sur le contrôle de la douleur et aussi sur l’humeur.

 

Un amour de chien — Un autre fameux ingrédient du cocktail émotionnel fait également l’actualité scientifique : l’ocytocine. On la surnomme, trop rapidement c’est vrai, l’hormone du plaisir, du bonheur ou de l’empathie. En tous cas, l’ocytocine serait une petite pincée de chimie indispensable en particulier au renforcement des liens entre la mère et l’enfant. En 2012, une étude avait montré que l’administration d’ocytocine chez les parents augmentait sa production chez l’enfant, en raison d’un surcroît de tendresse exprimé par les géniteurs. Un cercle vertueux en quelque sorte. Dans la revue Science, les résultats de l’équipe d’éthologie du professeur Takefumi Kikusui au Japon pointent un effet similaire entre l’humain et le chien. Quand ils jouent ensemble, leur deux taux d’ocytocine augmentent, et ceux d’autant plus qu’ils échangent des regards fréquents. Un phénomène que les chercheurs n’observent pas avec des loups apprivoisés dès leur plus jeune âge. Un petit coup de spray d’hormone sur la truffe du chien, et l’ocytocine augmentera en retour encore plus chez son maître. Un cercle vertueux semblable à celui d’une mère et son bébé. Ces similarités entre les comportements maternels et les liens que l’on tisse avec les chiens pourraient avoir joué un rôle dans la domestication de nos amis à quatre pattes, il y a plus de 10 000 ans.

 

Et l’outil fut — Si on remonte encore plus loin dans le temps, une autre date a fait couler de l’encre la semaine dernière. Celle de la fabrication des premiers outils par les ancêtres de l’Homme. Lors du Congrès de la société américaine de paléoanthropologie, une équipe a révélé la découverte d’outils en pierre taillés vieux de 3 300 000 ans au Kenya. C’est 700 000 ans de plus que ce qu’on pensait. C’est surtout bien trop vieux pour que ce soit l’œuvre du genre Homo, dont on date actuellement l’apparition vers 2 800 000 ans. Le premier artisan industriel serait Kenyanthropus Playtops. Il fait partie de la grande famille des australopithèques, la même que Lucy qui vivait à peu près à la même époque mais qui était d’une espèce différente. Ces petits morceaux de pierre font un peu plus voler en éclat le mythe selon lequel « l’outil serait le propre de l’Homme ». Mais pour en savoir plus, il faudra attendre la publication qui devrait arriver dans Nature.

 

La vigie du ciel — L’Homme n’a pas inventé l’outil, il mais il a fait pas mal de choses avec depuis 3 millions d’années…Y compris les envoyer dans l’espace. Le télescope Hubble fête en ce moment ses 25 ans dans le ciel. Et il est un peu plus sophistiqué qu’une pierre taillée. C’est la star des observatoires spatiaux, celui qui éclipse tous les autres. L’avantage de Hubble par rapport à un télescope sur Terre, c’est que là-haut, les images ne sont pas floutées par les turbulences de l’atmosphère et qu’il fait nuit 24h/24.  Depuis 25 ans il a transmis plusieurs milliers de clichés, qui ont servi autant à assouvir la curiosité des scientifiques qu’à éblouir les yeux des profanes de l’éclat des étoiles, des nébuleuses et des galaxies. Je vous conseille d’aller sur internet vous promener dans le cosmos avec Hubble. Et, si l’émotion est trop forte, n’oubliez pas votre paracétamol.

Ma dose de science # 11

On a découvert des proto-amas de galaxies, les protons sont repartis pour un tour au CERN, la Chine se lance dans la big (neuro)science et les magnéto-rats débarquent

Ma dose de science #11Proto-amas — Des astrophysiciens viennent de découvrir à l’aide des télescopes spatiaux Herschel et Planck près de 2 000 sources de lumière inconnues, très brillantes et qui remontent 3 à 4 milliards d’années environ après le Big Bang. Ce pourrait être des proto-amas de galaxies, c’est-à-dire des groupes de galaxies très jeunes en train de se rapprocher sous l’effet de la gravitation. La Voie lactée notre galaxie, n’est qu’une des quelques 100 milliards de galaxies qui parsèment le cosmos. Les scientifiques connaissent plutôt bien notre univers tel qu’il est aujourd’hui. Ils connaissent aussi de mieux en mieux les grandes lignes du scénario de sa naissance, lorsque les particules élémentaires s’assemblent quelques instants après le big bang pour former les premiers atomes. Mais entre les deux, il y a d’autres phases qui restent méconnues. En particulier celle de la formation des galaxies et des premiers amas de galaxie. C’est pourquoi la découverte est qualifiée de « chaînon manquant » de la cosmologie dans un communiqué l’Agence spatiale européenne. Un terme qui a été repris avec gourmandise par les vulgarisateurs et les journalistes scientifiques. Cette découverte publiée dans la revue Astronomy and Astrophysics  est assez inattendue, notamment parce que le satellite Planck n’était pas a priori conçu pour les détecter. Ce satellite, dont j’ai longuement parlé ici, avait pour but d’observer minutieusement le ciel pour capter le fond diffus cosmologique. Mais ces 2000 points lumineux ont intrigué les chercheurs.  L’étude de ces proto-amas de galaxie  pourrait donner des informations sur un des composants mystérieux de l’univers : la matière noire. C’est cette substance massive, dont on observe les effets d’attraction gravitationnelle à l’échelle des galaxies, mais qui reste invisible. Pourtant, si elle n’existait pas, la formation des galaxies par agglutinement de matière aurait été si lente que je ne serais pas là aujourd’hui pour en parler.

Manège à particules — Percer le mystère de la matière noire, c’est aussi un des enjeux scientifiques du redémarrage du LHC, le grand collisionneur de particule du CERN. Nous sommes donc de retour sur Terre, et même 100 mètres sous terre à la frontière franco-suisse. Le LHC, c’est un gigantesque anneau de 27 km de circonférence dans lequel s’entrechoquent de microscopiques particules, des protons. A chaque collision, l’énergie libérée se transforme en masse, c’est-à-dire en une ribambelle d’autres particules, le tout d’après la star des équations : E =mc². Lors de la précédente campagne de mesure, terminée en février 2013, le LHC avait débusqué le boson de Higgs, la clef de voûte du Modèle Standard, la théorie physique la plus précise à l’heure actuelle dans la description des interactions fondamentales. Les protons sont donc repartis pour un tour (ou plutôt quelques milliards) avec une énergie par collision presque doublée. L’enjeu est désormais de dépasser les frontières du modèle standard pour découvrir des territoires inexplorés. Parmi eux, la matière noire donc, mais aussi la supersymétrie ou encore  la réponse à la question : « pourquoi y a-t-il plus de matière que d’antimatière dans l’univers ? ». On pourrait même imaginer voir dans ces collisions la trace de dimension supplémentaires de l’espace temps. En tous cas, ce sont plus de 7000 chercheurs, sans compter les ingénieurs et les techniciens qui s’activent à nouveau autour du LHC. De la « big science » à l’état pur.

Méga-cerveau — La neuroscience possède aussi ses projets de big science. Il y a les Etats-Unis (avec leur Brain Initiative) et l’Europe (et son Human Brain Project), mais aussi le Japon, l’Australie, le Canada qui ont lancé des initiatives à différents niveaux. C’est désormais au tour de la Chine de se lancer dans la course. Les contours du China Brain Science Project ont été dévoilés fin mars. Selon Nancy Ip, professeur de neurosciences de l’Université de Hong­kong,  le projet devrait tourner autour de trois axes : Etudier les mécanismes de la neuro-circuiterie qui sous-tendent les fonctions cognitives, imaginer des outils de diagnostic et de traitement précoces des maladies mentales ou neurodégénératives, et développer les technologies intelligentes reliant cerveau et machine. Le projet est encore en évaluation et devrait être officialisée par le gouvernement chinois d’ici fin 2015.

Magnéto-rats — Le cerveau est un organe qui ne cesse de nous fasciner par ses capacités.  Un exemple, parmi les derniers en date : des rats ont appris à s’orienter dans l’espace grâce au champ magnétique. Certains animaux possèdent naturellement cette capacité, comme certains oiseaux migrateurs, ce qui n’est pas le cas du rat. Dans la revue Current Biology, des chercheurs japonais expliquent qu’ils ont greffé directement sur le cortex visuel de rats aveugles une sorte de boussole géomagnétique. Ces implants indiquaient aux rats en temps réel la direction à laquelle ils faisaient face. Avec une dizaine d’essais, les rongeurs ont appris à utiliser cette information et ont pu s’orienter dans un labyrinthe aussi bien qu’un rat normal. Les voilà donc transformés en rats des champs magnétiques.

Ma dose de science #10

Ma prescription d’actus sciences : anthropocène, horloge de l’apocalypse, résurrection martienne, nomophobie, ruban adhésif, science & satire, et plus pour les accrocs.

ma dose de science #10

Anthropocène — L’humanité est devenue une force géologique. Exploitation des ressources, émission de gaz à effet de serre, artificialisation des sols et aménagement des territoires…notre impact est indéniable. Les chercheurs ont forgé le terme « anthropocène » pour qualifier la nouvelle ère dans laquelle la Terre serait entrée. Le naturaliste Buffon divisait dès le XVIIIe siècle l’histoire de la Terre en sept époques, la dernière étant celle de l’homme. Où fixer son début ? Les glaces du Groenland recèlent les marques de l’exploitation des métaux comme le cuivre dès l’Antiquité. Mais pourquoi ne pas remonter à la naissance de l’agriculture, il y a plus de 10 000 ans ou au contraire choisir 1784, lorsque James Watt dépose le brevet de la machine à vapeur, emblème de la révolution industrielle ? Dans une étude récente publiée dans Nature, des géologues proposent la date du 16 juillet 1945. Ce jour-là, la première bombe nucléaire explose dans le désert du Nouveau-Mexique. Un de leurs arguments est la présence d’un marqueur attribuable sans équivoque à l’humanité : la dissémination d’éléments radioactifs comme le plutonium 239 dans les strates géologiques.

On peut contester le terme « anthropocène » et trouver cette démarche anthropocentrique : l’homme observant l’œuvre de l’homme sur la Terre et lui donnant son nom…il y aurait de quoi se poser des questions philosophiques. De plus, l’entrée dans cette nouvelle phase et surtout la conséquence de l’action des pays riches et industrialisés, et non de tous les êtres humains. Cependant, c’est une des manières de dire que les hommes comme « maîtres et possesseurs de la nature » ont atteint les limites de la planète. Le succès de la notion d’anthropocène vient de cette (re)prise de conscience. Cette période sera-t-elle la dernière que connaîtra l’humanité ? Sinon, il faudra se creuser les méninges pour le nom de la prochaine.

Horloge de l’apocalypse — Une réponse à la question précédente en forme d’anecdote : des scientifiques regroupés dans le Bulletin of atomic scientists tiennent à jour une « horloge de l’apocalypse », une horloge fictive qui symbolise le risque de catastrophe globale pesant sur l’humanité. Ses aiguilles viennent d’être avancées de 23h55 à 23h57, compte tenu à la fois du changement climatique et de la modernisation des stocks d’armes nucléaires. Bien sûr, il n’y a pas de méthodologie scientifique précise pour fixer cette horloge. Simplement une analyse où les risques technologiques se mêlent à la géopolitique. Les aiguilles ont ainsi fait des va-et-vient depuis le début du décompte en 1945. La dernière fois qu’elles marquaient 23h57, c’était en 1984 pendant la guerre froide avec la crise des missiles Pershing en Europe. Ces trois petites minutes avant la fin du monde ne sont donc pas une fatalité. Mais on ne pourra pas dire qu’on n’a pas entendu le tic-tac.

Résurrection martienne — Lui, on ne l’entendait pas et on ne l’attendait plus. Il s’agit de Beagle 2, un petit robot conçu par les britanniques pour explorer Mars. Le 19 décembre 2003, il se détache de la sonde européenne Mars Express. Il atteindra dans quelques jours son objectif : le sol poussiéreux et caillouteux de la petite cousine de la Terre. Le 25 décembre, les chercheurs attendent l’heureux avènement sous la forme d’un signal radio, un jingle conçu par le groupe de pop Blur que doit envoyer Beagle 2 après son atterrissage. Silence. Rien ne vient ce jour de Noël. La sonde-mère Mars Express ne recevant rien, on en sollicite une autre, Mars Odyssey. Sur Terre, on réquisitionne le télescope Lovell. Mais le silence s’épaissit, lourd de questions. Beagle s’est-il perdu lors de la traversée de l’atmosphère martienne ou avant ? Est-ce son parachute qui ne s’est pas déclenché, provoquant un crash inéluctable ? Ou bien sont-ce les airbags ? L’atterrisseur rejoint la longue liste des vaisseaux engloutis ou écrabouillés avant d’atteindre la planète rouge. Sur les quelque 40 missions envoyées, plus de la moitié ont échoué (le taux de réussite varie entre un tiers et la moitié selon les missions que l’on prend en compte). Onze ans plus tard, voilà que Beagle 2 réapparaît comme un petit point sur des images prises par la sonde MRO qui tourne autour de Mars. Peu de doutes sont permis, le robot est bien là, sur le sol, à 5 km du site d’arrivée prévu. Il est seulement à demi-déployé, ce qui explique peut-être que son antenne n’ait pas fonctionné. Les autres questions restent en suspens, par exemple : ses instruments ont-ils fonctionné pendant ce temps ? Ce serait un petit miracle martien.

Nomophobie — Rester onze ans sans être joignable à l’instar de Beagle 2, les nomophobes ne pourraient pas le supporter. Voilà un néologisme importé de l’anglais nomophobia, contraction de « no mobile phobia ». Traduction : angoisse ressentie en l’absence de son téléphone portable. L’apparition du mot remonterait à 2008 lors d’une étude menée au Royaume-Uni. Le terme de phobie n’est-il pas abusif quand il sert à décrire une banale anxiété ? Certains préfèrent le terme « adikphonia », tout aussi néologique. Bref, la nomophobie est un concept flou mais dans l’air du temps, qui formalise cette impression que nos téléphones sont de plus en plus comme des extensions de nous-même. Et une nouvelle étude vient de paraître sur le sujet (lire le protocole, en anglais). Elle montre que des étudiants qui doivent répondre à un questionnaire, sans pouvoir répondre à leur téléphone qui est en train de sonner, ont de moins bons résultats, un rythme cardiaque plus rapide et une tension artérielle plus élevée que lorsqu’ils répondent aux questions avec, à côté d’eux, leur smartphone. En l’occurrence, des Iphones. Personnellement, j’ai un Samsung. Ouf.

Scotchant — Il y a des physiciens qui cherchent à comprendre comment l’univers a commencé. D’autres scrutent l’infiniment petit en quête de nouvelles particules. D’autres encore s’attaquent à la compréhension du changement climatique. D’autres, enfin, se demandent comment on décolle du scotch. Parfaitement. Ce n’est pas moins compliqué. Ni moins important. Je ne sais pas si ce sont les insupportables « scriiiiiiiiiiiiiiiitch » de l’adhésif qu’on retire ou bien le souvenir des « aaaaaarrrrrrgggg » poussés suite au brutal décollage d’un pansement qui ont incité les chercheurs à s’attacher à ce problème. Mais ils ont fait des expériences. Non, ils ne se sont pas mis des pansements pour voir quelle méthode de retrait entraînait le moins de cris. Ils ont choisi un protocole plus calibré où ils pouvaient faire varier la vitesse à laquelle on décolle le scotch (V sur le schéma ci-dessous), la longueur du morceau sur lequel on tire (L), et l’angle de décollement (θ). Conclusion pratique : augmentez l’angle pour réduire les effets indésirables. Il y a aussi une conclusion plus théorique que je vous laisse découvrir dans l’article de la revue Soft Matter, et dont la lecture vous permettra sans aucun doute d’oublier la douleur lors votre prochain petit bobo.

Une expérience (dé)scotchante

Une expérience (dé)scotchante

En bref, pour ceux qui sont vraiment accrocs :

L’épidémie d’Ebola serait en légère régression. Une interview dont vous êtes le héros à retrouver sur Slate.fr

2015 est l’année internationale de la lumière. Je compte bien y revenir dans les prochains billets.

Les premières données scientifiques de la sonde Rosetta sur la comète « Tchoury » sont publiées.

Facebook prédit votre personnalité à partir de vos « likes ».

Satire & Science —  Les tueries de ce début d’année à Paris ont marqué le monde entier. La revue Nature y a consacré son éditorial du 13 janvier. Il relie la science et la caricature en déclarant « La libre pensée scientifique et la satire […] sont cruciales pour défier et saper les dogmes et l’autoritarisme ».

Puis, plus loin : « Le droit de critiquer, et même de moquer, la religion, le fanatisme, la superstition et aussi la science, […] est inscrit en France, comme dans beaucoup de pays, comme un droit fondamental de l’Homme ».

Dont acte. On peut caricaturer la science et les scientifiques. Je laisse donc le dernier trait à Charb  :

caricature de science

Ma dose de science #8

Vous avez passé l’été loin de la science et des bruits de laboratoires ? Vous ne connaissez ni les lauréats de la médaille Fields 2014, ni le nom de la comète autour de laquelle tourne la sonde Rosetta, ni l’événement dont on a fêté le 45e anniversaire en juillet ? Remettez-vous dans le bain avec cette dose de science !

 

Le noyau de "Chury"  Esa/Rosetta/MPS for Osiris Team/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Le noyau de « Chury »

Rosetta–Les scientifiques commencent vraiment à tirer des plans sur la comète. Sur la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko plus précisément. Ou « Chury » pour les intimes. En effet, la sonde Rosetta (dont j’ai déjà parlé ici) a réussi début août son approche de la comète. Un ballet céleste qui s’est déroulé à 400 millions de km de nous. L’engin spatial accompagne désormais, à moins de 100 km de distance, la comète dans sa course vers le Soleil. Les astronomes scrutent donc les images très précises de l’étrange noyau cométaire, ce double-patatoïde cratérisé. Pas facile de sélectionner, sur cette surface aussi désolée qu’accidentée, un site d’atterrissage pour le petit module Philae, qui doit se poser sur Chury vers le 11 novembre. 5 sites sont pour l’instant en compétition.

Ebola–Plus de 2000 cas en Afrique centrale et occidentale, plus de 1000 morts. La plus importante épidémie de cette fièvre hémorragique continue de faire des ravages. Voici une infographie de Courrier international pour faire le point.

Médaille Fields–Certains l’appellent « le prix Nobel des maths ». A tort, car la médaille Fields récompense exclusivement des mathématiciens de moins de 40 ans, comme une incitation à poursuivre leur recherche plutôt que comme une consécration venant parachever une carrière. Ensuite, les quelques 10000 euros reçus par les lauréats sont loin du million de dollar que se partagent les Nobels. Enfin, la distinction n’est décernée que tous les 4 ans, lors du Congrès international des mathématiciens. Cette année, c’est à Séoul qu’ont été récompensés Manjul Bhargava, Martin Hairer, Artur Avila et Maryam Mirzakhani. Cette dernière est la première femme à être nommée. Ils ont été honorés pour leurs contributions respectives à la théorie des nombres, à la théorie des équations aux dérivées partielles stochastiques, à la théorie des systèmes dynamiques, et à la dynamique et la géométrie des surfaces de Riemann et de leurs espaces de modules. Rien que ça. Si vous n’avez pas compris cette avant-dernière phrase, rassurez-vous, c’est normal. Si vous êtes motivés, voici les liens vers quatre articles rédigés par le mathématicien Etienne Ghys sur les travaux des lauréats (1, 2, 3, 4 ). Vous avez quatre ans pour comprendre, jusqu’aux prochaines médailles Fields.

Transdifférenciation–De la cellule rectale au neurone. Une ascension sociale rêvée pour toute cellule qui rêve de gloire. Plus qu’un rêve, ces changements d’identités (les chercheurs disent « transdifférenciation ») sont réalité dans la nature. Par exemple chez Caenorhabditis elegans, un petit ver. Les scientifiques ont étudié les processus par lesquels une cellule du rectum du ver devient un neurone moteur. Marie-Charlotte Morin, qui a fait sa thèse à l’Université de Strasbourg sur ce sujet, en parle beaucoup mieux que moi. Elle a d’ailleurs remporté la finale française du concours de vulgarisation « Ma thèse en 180 secondes » avec sa présentation nonchalamment intitulée « le rôle des protéines lin-15A et rétinoblastome dans la reprogrammation cellulaire directe in vivo chez C.elegans ». Jugez vous-mêmes :

L’équipe vient de publier un article à ce propos dans le magazine Science et le CNRS d’en est fait l’écho dans un communiqué. Marie-Charlotte participera à la finale internationale de « Ma thèse en 180 secondes » le 25 septembre à Montréal.

Chaudière solaire–Les neutrinos « pp », particules élémentaires produites lors des réactions nucléaires au cœur du Soleil, ont directement été observés pour la première fois. Contrairement à l’énergie produite lors de ces réactions, qui met plus de 1000 ans à traverser l’intérieur dense de notre étoile avant de nous parvenir sous forme de photons, les neutrinos n’interagissent quasiment pas avec leur environnement et traversent le Soleil sans encombre pour atteindre la Terre seulement 8 minutes après leur création. Cette « furtivité » explique pourquoi ils sont si difficiles à détecter. En tous cas, leur étude montre que le fonctionnement de la machine à fusion solaire n’a pas changé depuis 100 000 ans et devrait continuer sans encombre pendant une durée au moins équivalente. Sacrée garantie pour une chaudière.

Transparence intégrale— Un procédé permet de rendre, post mortem, des souris complètement transparentes. Il s’agit d’un gel qui élimine les lipides, qui rendent d’habitude les tissus et les organes opaques. Toute application sur les comptes bancaires hébergés dans les paradis fiscaux est pour l’instant exclue.

Botanique–Les plantes ont des oreilles. Du moins certaines d’entre elles, comme l’arabette des dames, seraient capables de capter les vibrations sonores émises par le machouillage d’une chenille et de réagir en sécrétant des substances chimiques qui dissuaderaient l’intruse de poursuivre son repas. L’article est paru dans la revue Oecologia.

Joyeux anniversaires–Cet été, on a eu l’occasion de souffler les bougies pour :

-Les 45 ans des premiers hommes sur la Lune. Le 21 juillet 1969 Neil Armstrong et Buzz Aldrin mettaient le pied sur le satellite naturel de la Terre. Mais vous souvenez vous du troisième homme, resté dans le mobile en orbite autour de la Lune ? Pour vous replonger dans l’ambiance de l’époque, le documentaire Moonwalk One vous attend.

-Les 10 ans de la sonde Cassini, dont on ne compte plus les résultats et les observations de Saturne notamment, comme le rappelle ici Francis Rocard.

 

Ma dose de science #7

Au programme : cosmos simulé, sexualité inversée, alphabet génétique et syndrome du savant

Crédit : Illustris

Simulation de l’univers. Crédit : Illustris

Cosmos simulé – Étudier l’univers dans sa globalité. C’est l’objet, démesuré et fascinant, de la cosmologie. Mais comment faire de la science lorsqu’on qu’on ne peut pas faire d’expérience sur son sujet d’étude ? Contrairement aux biologistes, le cosmologiste ne peut pas élever des univers-cobayes en laboratoire pour tester ses idées, ni générer de nouveaux univers dans les tuyauteries d’une grande machine comme le font les physiciens avec les grains de matière subatomiques dans les accélérateurs de particules. Alors le cosmologiste simule. Il crée un univers par ordinateur.
Après plusieurs centaines de milliers de lignes de codes informatiques, et quelques millions d’heures de calculs, les parcelles de gaz et de matière noire numériquement semées évoluent sous l’effet des lois de la physique pour former la trame cosmique dans toute sa complexité. La dernière simulation menée par Mark Vogelsberger et ses collègues du MIT offre un panorama de l’univers sur une vaste échelle de distances, depuis la diversité des galaxies individuelles, spiralées ou elliptiques, jusqu’au super-amas de galaxies interconnectés par des filaments de gaz.
L’histoire commence 12 millions d’années après le Big Bang et se déroule sur 13 milliards d’années, c’est-à-dire jusqu’à nos jours. La matière noire s’assemble sous l’effet de la gravité, tissant une toile cosmique invisible aux nœuds de laquelle la matière s’agrège en galaxies. Dans les nuages de gaz froid se forment les étoiles tandis que les régions les plus chaudes autour des trous noirs sont le siège d’explosions où les éléments les plus lourds, comme l’oxygène et le fer, se disséminent dans l’espace. Et le résultat colle plutôt bien avec ce que les astrophysiciens observent dans leurs télescopes, pour la distribution des différents types de galaxies, et pour l’abondance des différents éléments chimiques par exemple.
Bien sûr, préciserait le cosmologiste, tout l’univers n’est pas simulé (on ne sait pas vraiment ce que l’expression « tout l’univers » veut dire), mais seulement un cube d’environ 320 millions d’années-lumière de côté. Bien sûr, la modélisation n’est pas assez fine pour observer les étoiles individuellement, ni les systèmes planétaires. Et bien sûr, il y a deux ou trois choses sur lesquelles la simulation ne s’accorde pas avec la réalité (genre les galaxies peu massives qui apparaissent trop rapidement). Bref, le cosmologiste est un démiurge modeste. Mais la vision que cette simulation offre reste à l’image de son objet, l’univers : démesurée, fascinante…et scientifique.

La simulation de l’équipe du MIT en vidéo :

En savoir plus :

Un article de Guillaume Canat sur le blog du Monde et l’article paru dans la revue Nature


Sexualité inversée – N’en déplaise aux partisans d’un « ordre naturel », les relations entre individus dans les différentes espèces animales sont parfois complètement sens dessus dessous. Ainsi, chez plusieurs espèces de Neotrogla, un petit insecte ailé, c’est la femelle qui possède un pénis et le mâle un vagin. Les entomologistes supposent que le manque de nourriture dans les grottes où vivent ces insectes est la cause de cette curiosité de l’évolution. Dans certaines espèces, le mâle offre à la femelle un « cadeau nuptial » composé avec leur semence, très nutritive. Mais les mâles Neotrogla ne semblent pas aussi prévenant. Madame prend donc les devant, chevauche Monsieur, et le pénètre jusqu’à la cavité qui contient la précieuse liqueur. Le rodéo gastronomico-érotico-sado-maso (oui, l’organe femelle est dotée d’épines-crochets pour maintenir le mâle bien ancré) dure entre 40 et 70 heures ! Les scientifiques tentent désormais d’élever ces insectes en laboratoire pour les étudier plus en détail ces pratiques renversées et renversantes qui se déroulent chez ces bestioles …brésiliennes. Ça ne s’invente pas.

En savoir plus :

L’article paru dans la revue Current Biology


Alphabet génétique – A-C-G-T. Vous connaissez peut-être ces 4 lettres dont les combinaisons par paires AT et CG forment les barreaux de la double hélice des brins d’ADN. La suite de ces lettres forme des gènes, d’après un code qui coordonne la fabrication de protéines nécessaires au fonctionnement des organismes vivants. L’alphabet contient désormais deux lettres supplémentaires, artificielles. Cette nouvelle paire de base, d5SICS et dNaM, n’était pas inconnue des chercheurs, mais une équipe américaine a réussi à les implanter dans une bactérie Escherichia coli, qui les a tolérées. Il ne s’agit pas encore d’adoption d’un nouveau code génétique par l’organisme, qui servirait par exemple à contrôler l’expression des gènes ou la fabrication de nouvelles protéines. Autrement dit, l’organisme ne sait pas encore « lire » ces nouvelles lettres. Mais c’est une avancée significative dont les potentialités, pour la médecine par exemple sont encore floues.

En savoir plus :

Un article sur lemonde.fr et l’article paru dans la revue Nature


Coup de génie –  2002, Tacoma, Etat de Washington, USA. A 31 ans, Jason Padgett vient d’abandonner ses études, qui ne l’intéressent pas. Son truc, c’est plutôt les bières, la musculation et les sorties avec les potes. Bref, le parfait « crétin », selon l’expression de … Jason Padgett lui-même. Car sa vie bascule le 13 septembre, lorsqu’il est agressé et mis KO après un karaoké. Transporté à l’hôpital, il est rapidement renvoyé chez lui. Mais quelque chose a changé. Dès lors, il perçoit la structure géométrique de tout ce qu’il observe, jusque dans les moindres détails. Chaque mouvement lui apparait décomposé, comme un film visionné image par image, mais en mille fois plus haché. Désormais, Jason Padgett voit le monde comme une fractale. Et il le dessine. Les médecins restent pantois devant ce phénomène, certains parlent de « syndrome du savant », observé chez certains autistes ou acquis après une lésion cérébrale. Moins de 20 cas ont été repérés dans le monde, tous ont développé des compétences extraordinaires dans un domaine. Comment ? Mystère. Le cerveau de Jason Padgett aurait développé de nouvelles connexions pour compenser son traumatisme, augmentant ces perceptions géométriques. Depuis, il a repris des études en mathématiques, avec succès. Un coup de tête change parfois beaucoup de choses.

En savoir plus :

Jason Padgett vient de publier un livre dans lequel il raconte son histoire et un article en français

Ma dose de science #6

Cette semaine : Sabotage scientifique, beauté mathématique, fromage antique et mouche mélomane

Identité d'EulerSabotage – Le monde de la recherche possède des parts sombres et révoltantes. En 2011, lorsque Magdalena Koziol, post-doctorante à l’université de Yale, constate que les poissons zèbres qu’elle utilise pour ses expériences meurent mystérieusement, elle décide de procéder avec méthode. Elle prépare un bac portant son nom et contenant des poissons zèbres, ainsi qu’un autre, identique, mais anonyme. Seuls les poissons du premier bac meurent. La chose est claire : quelqu’un sabote son travail. Des caméras installées dans le laboratoire pour l’occasion, attrapent le coupable en train de verser de l’éthanol dans le bocal. C’est un « collègue » post-doctorant de Magdalena, Polloneal Jymmiel Ocbina. Il quitte Yale après avoir avoué. Mais le calvaire de la jeune chercheuse n’est pas fini. Son chef, Antonio Giraldez, lui interdit d’ébruiter l’affaire en la menaçant de poursuites judiciaires, néglige de la citer comme co-auteur dans un article pour la revue Nature et refuse de lui fournir une lettre pour justifier son manque de résultats auprès de futurs employeurs. Aujourd’hui, Magdalena est de retour à Cambridge, où elle a effectué son doctorat, mais elle a beaucoup souffert de cette affaire. Elle poursuit donc Ocbina, mais aussi  Giraldez et l’université de Yale devant les tribunaux.

Ces cas de sabotage sont rares, mais ils sont aussi durs à prouver. Si on ne connait pas les motivations d’Ocbina, les précédents montrent que ces actes sont souvent provoqués par la pression interne au laboratoire pour obtenir des résultats. Publier ou périr, voilà le slogan pervers d’un royaume qui confond malheureusement parfois recherche et compétition. Faut-il alors s’étonner d’y trouver quelque chose de pourri ?

Une affaire dont s’est fait écho le magazine Science

Art mathématique – Beauté et équations font souvent bon ménage, beaucoup de mathématiciens vous le diront. Mais qu’en disent leurs cerveaux ? Des neuroscientifiques de l’University College de Londres ont placé 16 spécimens de fort en maths dans un appareil d’IRM fonctionnel, qui permet de visualiser en temps réel les aires cérébrales qui sont stimulées lors d’une tâche particulière. Les mathématiciens devaient regarder 60 équations et les noter sur une échelle esthétique allant de « moche » jusqu’à « superbe ». Résultat : mieux la formule est notée, plus une région précise du cortex orbito-frontal s’active. Or cette zone s’active également face à des œuvres d’art visuelles ou musicales. Pour comparer, un groupe de profane a subi le même test. Face aux équations, la réponse de leur cerveau était moins forte, signe pour les neuroscientifiques que la beauté des formules provient en partie de leur compréhension. Rien de bien fracassant donc. On peut d’ailleurs critiquer cette tendance des neurosciences à s’emparer de concepts aussi vague que la beauté pour en dire si peu de chose. Qu’est-ce que trouver une chose belle ? C’est une interaction entre des impressions sensorielles, des émotions, un processus de décision et l’éventuelle récompense qu’on attend de cette décision. Bref, tout un entrejeu qui rend difficile d’enfermer la beauté dans une unique région corticale. Néanmoins, cette étude confirme que la formule d’Euler a la cote : elle trône en tête des plus belles équations (admirez-la, c’est elle qui inaugure cet article). Quant à la plus moche de l’avis des spécialistes, c’est la série de Srinivasa Ramanujan. Je vous laisse juge :

Série de Srinivasa Ramanujan

Série de Srinivasa Ramanujan

Longue conservation – Que les amateurs de fromages se précipitent sur le dernier numéro du Journal of Archaeological Science. Les chercheurs viennent en effet de retrouver sur les corps de momies dans le désert du Taklmamakan en Chine des morceaux de fromage vieux de 3800 ans ! Si on possédait déjà des indices de fabrication depuis le 6e millénaire avant JC, il s’agit des plus anciens morceaux que les archéologues ont à se mettre sous la dent (ou sous le nez, ça devrait leur suffire). Une question reste en suspens : ces petits bouts de fromage étaient-ils des en-cas pour le défunt lors de son périple vers l’au-delà ou bien des offrandes en forme de nourritures célestes pour échapper au caprice des dieux ?

 Chant de mouche – La drosophile est mélomane. Les chercheurs connaissaient le chant que le mâle de cette espèce de mouche du vinaigre adresse à la femelle pour lui faire la cour. Le prétendant vrombit langoureusement près de sa partenaire, qui, ressentant ces vibrations jusqu’aux tréfonds de ses segments thoraciques, ne résiste pas à ce fougueux virtuose aux ailes agiles.  Mais des chercheurs de l’université de Princeton ont remarqué que le prétendant avait plus d’un morceau dans son répertoire. Le mâle prête en effet attention au comportement de la femelle pour ajuster sa mélodie. Une diversité jusque-là insoupçonnée. Poussant plus loin leurs investigations, les scientifiques ont montré que, si le mâle était muet ou la femelle malentendante, s’instaurait un dialogue de sourd qui retardait le passage à l’acte. Au risque que la rencontre ne tourne au vinaigre ?

 Ecoutez la sérénade, c’est…surprenant :