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.

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