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Le GPS ruine la théorie de la Terre plate et applique la relativité d’Einstein !

Qui croit en la théorie de la Terre plate ? A cette question saugrenue, quelques rares mains se lèvent encore sur le web. Paradoxe de la diffusion massive de l’information grâce à ce média électronique, les pseudo-sciences les plus grossières parviennent à séduire un certain nombre d’internautes suffisamment crédules. De même, les partisans de la réfutation de la relativité d’Einstein n’ont jamais aussi actifs – peut-être plus encore qu’à l’époque de la publication des articles du célèbre physicien ! Répondre à ces contestataires est souvent bien difficile, car leur discours ne se limite pas à une critique constructive de la science mais relaye une croyance aveugle en des théories pseudo-scientifiques et conspirationnistes. Aussi est-il parfois judicieux de répondre par des exemples concrets, tirés de notre quotidien. Et parmi ces illustrations pertinentes, le récepteur GPS si utilisé de nos jours est un bon allié. Pensez donc, rien qu’avec ce petit appareil ou son application smartphone, il est possible de prouver à la fois que la Terre est ronde et que la relativité fonctionne. Comment donc ? Tout simplement en l’allumant pour trouver son chemin jusqu’à sa destination !

ConstellationGPSRevenons tout d’abord sur le réseau GPS actuellement en service au-dessus de nos têtes. Pas moins de 30 satellites, situés sur six plans orbitaux à 20000 km d’altitude, effectuent deux orbites journalières complètes. Leur positionnement à chaque instant dans l’espace permet de capter près d’une dizaine de satellites depuis n’importe quel point de la Terre (comme le démontre la simulation animée). Afin de trianguler une position, c’est-à-dire localiser un récepteur GPS, il faut au minimum capter le signal de 3 satellites. La localisation est alors suffisante pour des récepteurs sur des surfaces planes, comme un navire en mer, mais la précision reste relativement faible. Les appareils bon marché peuvent s’y limiter, tandis que les boîtiers haut de gamme ou professionnels atteignant une résolution de 3-10 mètres se doivent de capter quatre satellites.   Supposons pour les besoins de la démonstration que la Terre soit plate ; dans ce cas l’intérêt d’un réseau GPS d’une trentaine de satellites ne se poserait pas. Il suffirait de placer au moins quatre satellites en orbite géostationnaire (36000 km d’altitude) pour obtenir une triangulation précise de sa position sur toute la surface du disque planétaire. Autant dire que la facture lors de la mise en place du réseau aurait été beaucoup moins salée ! Pourtant, un tel dispositif satellite limité mis en place dans notre réalité serait un cuisant échec. Tout simplement parce si seulement quatre satellites en orbite géostationnaire devaient assurer la triangulation d’un récepteur GPS, alors la sphéricité de la planète limiterait leur périmètre d’action à une zone très réduite ! En d’autres termes, un réseau GPS constitué de peu de satellites géostationnaires est régional, mais en aucun cas mondial. Or, bien qu’initié par le département américain de la défense, le GPS est un réseau de géolocalisation mondial. Seul moyen de contourner l’obstacle d’une planète sphérique, mettre en place une constellation de satellites assurant par leurs orbites successives une couverture optimale à la surface. En conclusion, non la Terre n’est pas plate, c’est votre récepteur GPS qui vous le dit !

Einstein2Depuis plus de cent ans, la relativité d’Einstein est mise à mal par ses détracteurs. D’abord engagés dans une critique scientifique fondamentale, leurs rangs se sont clairsemés avec l’annonce des premières preuves expérimentales. Les militants actuels proviennent désormais des altersciences et pseudo-sciences, renvoyant le débat bien loin de la critique scientifique. Et pourtant, il suffit encore une fois d’un petit récepteur GPS pour souligner la véracité des relativités restreinte et générale ! Une fois en orbite, la vitesse d’un satellite NAVSTAR du réseau GPS est de 14000 km/h (soit 4 km/s). Cela reste très inférieur à la vitesse de la lumière (c = 3.105 km/s) à laquelle se déplacent les signaux transmis, mais suffisant pour créer un décalage entre l’horloge de votre récepteur GPS et l’horloge embarquée dans chaque satellite en orbite. D’après la relation de dilatation du temps en relativité restreinte t = t’ / √(1-v²/c²) et sur une période de 24h, ce retard accumulé est de Δt = 7,3 µs. Si les algorithmes régissant le système GPS ne tenaient pas compte de ce décalage temporel, l’erreur de distance estimée au terme d’une journée serait alors de Δd = c.Δt = 3. 105.7,3.10‒6 = 2,2 km.

 Mais ce n’est pas le seul facteur relativiste s’appliquant ici ! Le champ de pesanteur terrestre est également responsable d’une avance de 45 µs entre les deux horloges (terrestres et embarquées) au bout d’une journée. Le décalage temporel vaut donc au total ΔT = 45 – 7,3 = 37,7 µs. L’erreur totale d’évaluation de la position au bout de 24 heures serait donc de Δd’ = c.ΔT = 3.105.37,7.10‒6 = 11,3 km. Cette différence est énorme : imaginez que vous vouliez vous rendre au centre-ville de Nantes ; votre récepteur GPS vous guiderait au-delà du périphérique extérieur ! Pour corriger ce décalage temporel, les satellites embarquent des horloges atomiques précises au millionième de seconde, fournissant un temps propre du satellite suffisamment distinct du temps propre terrestre. Le logiciel interne au dispositif effectue ensuite sa propre correction pour renseigner correctement notre récepteur terrestre. Afin de concevoir un réseau GPS efficace, il faut donc prendre en compte la relativité d’Einstein, sous peine d’accumuler près de 11 km de décalage en une seule journée. Vous imaginez aisément quel fiasco aurait été le GPS sans cette correction !

Aussi étonnant que cela puisse paraître de premier abord, ce petit concentré de technologie qu’est votre récepteur GPS est également une preuve éclatante que la Terre est ronde et qu’Albert Einstein avait raison ! Les conspirationnistes trouveront certainement à rétorquer que tout ceci est un vaste complot pour masquer la vérité … Dans ce cas, remercions chaleureusement les conspirateurs qui nous permettent de retrouver notre chemin si facilement !

 

Pour en savoir plus :

 

  • Lachièze-Rey, M. « Voyager dans le temps ». Editions du Seuil (2013), 267 p.
  • Allen, G.D. « The GPS » (consulté le 24/2/15) [En ligne]
  • Durand, S. « Le GPS et la relativité » (consulté le 24/2/2015) [En ligne]

Des sphères de métal auraient-elles ensemencé la vie sur Terre ?

Le Pr. Chandra Wickramasinghe, directeur du Buckingham Centre for Astrobiology à l’Université de Buckingham, est un scientifique particulièrement critiqué, notamment en raison de sa foi inébranlable en la théorie de la panspermie et ses publications de faible niveau scientifique. Voici deux ans, cet astrobiologiste avait fait polémique en publiant la « preuve » de fossiles d’algues sur des météorites. L’article de Wickramasinghe et al., plus que douteux, pouvait se résumer à l’analyse erronée d’une pseudo-météorite récupérée dans une zone humide. Le voici de retour en ce début d’année, appuyant dans les colonnes du journal anglais Express l’analyse de débris de météorites dirigée par le Pr. Milton Wainwright de l’Université de Shellfield et une équipe de scientifiques du Buckingham Centre for Astrobiology. Le Pr. Wainwright, microbiologiste de formation, a récemment contribué à la découverte de bactéries dans la stratosphère terrestre, mais s’est également fait connaître pour ses prises de position surprenantes, argumentant notamment en une origine alien de la théorie de l’évolution. Les Pr. Wickramasinghe et Wainwright sont pour ainsi dire de bons clients de l’hypothèse ufologique d’une panspermie alien. Leur quête inlassable de vérité les a donc mené tout naturellement à une nouvelle collaboration, que Slate et les réseaux sociaux se sont empressés de relayer sans le moindre commentaire critique.

(c) Université de Buckingham.

(c) Université de Buckingham.

Mais revenons tout d’abord sur leur expérience. En utilisant un ballon stratosphérique à 27 km d’altitude, l’équipe du Pr. Milton Wainwright a collecté différentes particules et débris présents dans cette couche atmosphérique. Parmi ces échantillons, dont certains sont issus de météorites, les scientifiques auraient identifié une structure métallique sphérique, de quelques dizaines de micromètres de diamètre, composée principalement de titane et des traces de vanadium. Cette structure métallique, visible sur les clichés pris en microscopie électronique à balayage, est accompagnée d’un « suintement gluant » que les chercheurs identifient comme un liquide biologique, vraisemblablement de l’ADN selon eux. L’analyse aux rayons X leur a permis de déterminer la structure métallique de la capsule sphérique, cependant aucune analyse biochimique (à ma connaissance) ne vient confirmer la nature de ce suintement. L’hypothèse de brins d’ADN encapsidés est donc totalement gratuite, ainsi que l’interprétation encore plus fantaisiste de la séquence génétique de cet ADN, que nos astrobiologistes considèrent comme celle d’un agent infectieux. De plus, l’équipe du Pr. Wainwright n’explique ni la formation de ces billes métalliques, ni l’encapsidation présumée d’ADN dans ces structures. En effet, le titane fusionnant à 1668°C et le vanadium à 1910°C, les brins d’ADN ne peuvent supporter de telles chaleurs sans être dénaturés. Aussi, sont-ils encapsidés avant ou après formation de ces billes, et surtout comment parviennent-ils à briser leur coquille métallique pour en suinter ? Sont-ils alors insérés sous pression ? Bien évidemment, toutes ces interrogations restent sans réponses.

Tout au plus l’équipe s’appuie-t-elle sur une expérience suédoise de 2014, durant laquelle une fusée TEXUS-49 a permis d’exposer des échantillons d’ADN pendant 13 minutes au vide spatial à basse altitude. Certains brins d’ADN recueillis après l’atterrissage de la sonde codaient toujours pour leur séquence génétique sans interruption ni dégradation. Wainwright et Wickramasinghe font une sur-interprétation de ces résultats. Selon eux, les brins d’ADN envoyés dans l’espace puis retrouvés intacts auraient survécu à des températures de 1000°C. En vérité, le biochimiste Oliver Ullrich de l’Université de Zurich, co-responsable de cette expérience, confiait au magazine Space.com que seulement 53 % des plasmides (ADN circulaire) utilisés pour cette expérience avaient été retrouvés sur la sonde, et un tiers d’entre-eux seulement étaient encore fonctionnels. Soit à peu pris 16 % des plasmides initialement embarqués à bord de la fusée. Quant aux températures, Ullrich et ses collègues estiment que les plasmides furent exposés à des valeurs comprises entre 130-1000°C, mais sans instruments de mesure directement reliés aux échantillons exposés, ils ne peuvent préciser quelles furent les conditions exactes au cours de l’expérience sub-orbitale. Et Ullrich de conclure sur les risques de sur-interprétation de cette expérience dans le cadre de la théorie de la panspermie : « C’est seulement un très, très petit pas pour une très grosse question« .

Cette prudence ne semble nullement gêner l’équipe du Pr. Wainwright, qui s’appuient sur cette expérience et leurs récentes observations pour conclure que la vie sur Terre est bien d’origine alien. Selon leur créationnisme technologique, un dessein intelligent aurait tout simplement permis à une race de visiteurs supérieurs de propager les graines d’une vie terrestre sur notre planète bleue. Hypothèse plutôt fumeuse, puisque libérer des brins d’ADN sur un sol stérile ne fait qu’enrichir sa surface en molécules organiques, rien de plus. Les séquences génétiques programmées par nos ingénieurs aliens auraient été rapidement détruites par les conditions physico-chimiques régnant à la surface de la Terre primitive; et quant bien même elles se seraient maintenues quelque temps, comment auraient-elles pu s’exprimer sans biomolécules assurant leur transcription puis traduction ? Non seulement l’observation du Pr. Wainwright ne prouve en rien cette hypothèse de science-fiction, mais en plus elle ne permet pas de l’expliquer entièrement. Wainwright n’en démord pas, et rajoute que si cette séquence d’ADN suintant de sa coquille métallique est un agent infectieux, alors les ingénieurs aliens cherchent désormais à nous détruire. Il est certain qu’avec une telle analyse hautement scientifique, les colonnes de Nature ou Science lui seront grandes ouvertes. A moins que le seul éditeur de ses travaux ne soit en définitive Hollywood. Des Ingénieurs créant la vie sur Terre puis voulant la détruire … Par Zeus, ils ont tout pompé sur Prométhéus !


Les dinosaures sans plumes de Jurassic Park sont-ils crédibles ?

Tous les amateurs de dinosaures le savent désormais, la saga Jurassic Park ne se distingue pas pour la véracité de ses terribles sauriens mis en scène. La mise en évidence de fossiles d’archosauriens non-aviaires à plumes a depuis le début des années 90 révolutionné notre vision de l’ère secondaire. A tel point que la question du plumage des dinosaures glabres reste l’un des débats préférés des listes de discussion consacrées à l’univers de Michael Crichton et Steven Spielberg. La sortie du quatrième volet de la saga, Jurassic World, a depuis peu relancé les échanges entres internautes. Ce nouvel opus de science-fiction, réalisé cette fois-ci par Colin Trevorrow, imagine que la célèbre firme de biotechnologies InGen a été rachetée par la Masrani Global Corporation. Simon Masrani, son PDG, construit un nouveau parc jurassique, fort des enseignements du tragique échec de feu John Hammond à Isla Nublar. L’exploitation commerciale de ces nouveaux clones dinosauriens est un véritable succès. Mais le Dr Wu et son équipe de généticiens voient encore plus loin : ils décident de créer par biologie synthétique leur propre espèce de dinosaure. Les apprentis démiurges jouent gros, et s’ils perdaient le contrôle de leur création ? Attendu en salles pour le 10 juin prochain, Jurassic World promet d’être l’un des blockbusters phares de cet été, et de relancer par la même occasion des débats enflammés sur les listes de discussion !

Le Vélociraptor tout en plumage. Insolite mais plus réaliste.

Le Vélociraptor tout en plumage. Insolite mais plus réaliste.

A sa sortie dans les salles, en 1993, Jurassic Park avait émerveillé le public. Cette adaptation du thriller d’anticipation de Michael Crichton, porté à l’écran par un Spielberg au sommet de son art, avait bénéficié des plus grandes prouesses de l’époque en matière d’effets spéciaux. Ce qui en avait fait le plus grand film de science-fiction de ce début des années 90. Le film avait même soulevé l’intérêt de nombreux scientifiques. Car à défaut de se révéler irréprochable sur ce plan, ce film donnait l’opportunité de vulgariser bon nombre de notions de génétique et de paléontologie, et même de présenter le métier de chercheur auprès du grand public. Ainsi nous vîmes fleurir dans les journaux différents avis de spécialistes sur ce clonage de dinosaures, débat dont le point final n’a été publié que récemment, avec la conclusion qu’aucune séquence d’ADN serait encore lisible après tant de millions d’années écoulés. Quelques voix plus critiques s’élevèrent cependant dès la sortie du film concernant certains dinosaures emblématiques portés à l’écran, tels que le T-rex et les Raptors. Il apparut assez rapidement que la fiction prenait trop de liberté par rapport aux données paléontologiques, non pas seulement sur l’emploi abusif du terme « jurassique » pour ces espèces uniquement présentes au Crétacé, mais également sur les limites de la représentation proposée à l’écran de ces terribles lézards. Outre la confusion polémique entre Deinonychus et Velociraptor, ce qui frappe le plus le spectateur averti en visionnant la saga reste l’allure de reptiles boostés aux stéroïdes des dinosaures de Spielberg.

Or dès la sortie du premier opus dans les salles, l’idée d’un véritable plumage recouvrant certaines espèces de dinosaures non aviaires faisait déjà son chemin. Il faudra attendre trois années supplémentaires pour que la première véritable preuve fossile soit publiée dans la littérature scientifique [1]. Des travaux plus récents suggèrent même que le plumage fut même un attribut physique courant, remontant aux espèces ancestrales des dinosaures et des oiseaux [2]. Des tests immunologiques ont également révélé sur des fossiles de Shuvuuia deserti la présence de β-kératine, une protéine commune dans les plumes d’oiseaux [3]. L’avancée des recherches paléontologiques sur les dinosaures tend à ringardiser la vision de Spielberg. Et la découverte de lézards glabres dans le trailer de Jurassic World laisse à croire que Colin Trevorrow n’a nullement tenu compte des progrès de la paléontologie. Mais cette erreur est-elle si grave que cela ? Permettez-moi d’en douter, et de défendre la position contraire. En effet, la présence de dinosaures sans plumes est peut-être un des éléments le plus cohérent de l’univers Jurassic Park.

Les dinosaures clonés par InGen devraient-ils avoir forcément des plumes ? Rien n’est moins sûr. Premièrement, si les paléonotologues s’accordent désormais pour doter la plupart des dinosaures thérapodes de plumes, il faudrait examiner spécimen par spécimen l’application de ces résultats aux clones d’Isla Nublar. Deuxièmement, il est indispensable de revenir sur le background scientifique détaillé dans l’univers de Jurassic Park. Les généticiens de la société InGen ont dû, pour cloner leurs dinosaures, utiliser le matériel génétique issu du sang ingéré par des moustiques préhistoriques et conservé dans l’ambre depuis des millions d’années. La science moderne réfute de manière définitive ce scénario, mais prolongeons tout de même la réflexion. D’après nos généticiens fictifs, le matériel génétique ainsi extrait est incomplet, des loci entiers ayant été dégradés au fil des millénaires. Pour colmater les pertes de matériel génétique de dinosaure, les chercheurs d’Hammond ont utilisé des séquences d’ADN de grenouille, et ainsi créé des organismes transgéniques. Les dinosaures de la saga ne sont donc pas de véritables sauriens, mais des créatures génétiquement modifiées s’en rapprochant. Dans ces conditions, nos chimères génomiques ensuite clonées dans des œufs d’autruche n’exprimeront pas totalement leur génome ancestral de dinosaure. Or la β-kératine est apparue avec les Sauropsidés, un clade comprenant les reptiles et les oiseaux. La rapide évolution du gène de la β-kératine montre sa diversification génomique et phénotypique, soulignant sa présence dans de nombreuses structures tégumentaires. Cependant, la β-kératine est absente des amphibiens. Il est donc tout à fait possible que durant la reconstruction du génome chimérique de leurs dinosaures, le gène dinosaurien de la β-kératine ait été remplacé par un gène ancestral non fonctionnel, ait été conservé sous une forme dégradée de pseudo-gène (non fonctionnel) ou encore ait été définitivement perdu au cours de la mauvaise conservation de l’échantillon génétique. Cette hypothèse n’est pas la seule envisageable, car en plus du gène de la β-kératine s’ajoutent forcément différents gènes fonctionnels assurant in fine la présence de plumes sur la peau de nos dinosaures. L’absence ou la disruption en pseudo-gènes de l’un d’entre-eux aboutit tout simplement à l’incapacité d’expression des plumes, la peau des dinosaures d’InGen conservant alors un aspect primitif.

En définitive, l’absence de plumes sur les dinosaures de Jurassic Park n’est pas forcément un mauvais choix. Etant donné que ces spécimens issus du génie génétique possèdent un génome chimérique, leur phénotype ne peut plus correspondre avec exactitude aux données paléontologiques. Cet argument est d’ailleurs développé dans les premières scènes de Jurassic Park III. Alors que le Pr. Grant est en visite chez son ex-femme, le Dr. Ellie Sattler, les deux scientifiques échangent sur le déclin de la profession de paléontologue suite à la création de réserves naturelles pour les dinosaures d’InGen. Le Pr. Grant marque alors un point en fustigeant les études éthologiques menées sur ces spécimens vivants, qui ne sont en rien de véritables dinosaures mais des « monstres de foire ». Grant et Sattler, qui ont survécu au fiasco d’Isla Nublar, parlent en conséquence de cause, et l’opinion de notre paléontologue fictif fait en quelque sorte office d’autorité. En effet, les dinosaures de Jurassic Park sont des chimères et non, ils n’ont en définitive que leur spectaculaire silhouette de commune avec leurs lointains ancêtres. En conséquence, puisque la saga met en scène des créatures chimériques, examinons plutôt ces erreurs paléontologiques comme autant d’éléments de cohérence scénaristique !

 

Désolé, les gars, mais c'est une grenouille qui va sortir de votre oeuf, pas un dinosaure !

Désolé, les gars, mais c’est une grenouille qui va sortir de votre oeuf, pas un dinosaure !

 

Bibliographie consultée :

 

[1] Ji, Q.; Ji, S. (1996). On discovery of the earliest bird fossil in China and the origin of birds. Chinese Geology 10(233), p. 30-33.

[2] Rosen, Meghan. « All dinosaurs may have had feathers”. ScienceNews, 2 juillet 2012. [En Ligne].

[3] Schweitzer, M. H.; Watt, J.A. et al. (1999). Beta-Keratin Specific Immunological reactivity in Feather-like structures of the Cretaceous Alvarezsaurid, Shuvuuia deserti. Journal of Experimental Zoology Part B (Mol Dev Evol) 285, p. 146-157.


Pourquoi la théorie de la Terre creuse sonne faux ?

Les fans d’Iron Sky trépignent d’impatience depuis la diffusion du premier trailer de la séquelle tant attendue. Au menu dans cette vidéo toujours plus délirante, Sarah Palin révèle sa nature reptilienne et descend depuis un passage secret situé en Antarctique jusqu’à la face interne de notre globe terrestre, abritant une civilisation nazie. Autant d’éléments inspirés des récits pulps et des théories du complot que ne cessent de relayer depuis des décennies les partisans de la Terre creuse. Aussi surprenant que cela puisse l’être, il suffit d’effectuer une rapide recherche sur le web pour dénicher une multitude de pages dédiées à la description de cette coquille vide que serait la Terre. Mieux encore, des gouffres polaires habilement dissimulés par les gouvernements mondiaux permettraient de rallier le monde intra-terrestre et ses civilisations avancées. Le lecteur averti ne manquera pas de reconnaître à travers ces théories farfelues quelques trésors de la science-fiction, genre littéraire regorgeant de récits de mondes creux ou caverneux. S’il serait bien trop long de référencer toutes les œuvres sur ce billet, citons tout de même « Les Aventures d’Arthur Gordon Pym » d’Edgar Allan Poe (1838), le fameux « Voyage au centre de la Terre » de Jules Verne (1864) ou encore le Cycle de Pellucidar d’Edgar Rice Burroughs (1914-44). De même, les petits français de la fin des années 80 gardent certainement un souvenir ému de la série animée des Mondes Engloutis naguère diffusée sur Antenne 2. Puisque la fiction ne sera pas le thème principal de ce billet, et sachant que les amateurs de récits souterrains ne manqueront pas de signaler leurs œuvres préférées dans les commentaires, concentrons-nous plutôt sur la potentielle crédibilité de ces théories de la Terre creuse. Difficile d’y apporter le moindre crédit, je vous vous l’accorde. Mais au-delà de toute raillerie bien légitime, est-il possible d’envisager un tel modèle géophysique, et sur quelles sources scientifiques s’appuient les partisans de la Terre creuse ? Voilà une question des plus originales à traiter, me direz-vous. En guise d’introduction, je reviendrai en premier lieu sur une brève histoire de ces théories. Il sera ensuite temps de développer un modèle géophysique hypothétique de Terre creuse fidèle aux visions des partisans de sciences parallèles, que nous soumettrons avec un malin plaisir à l’impitoyable couperet de la réalité physique. Dura scientia, sed scientia …

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Un peu d’histoire parallèle

La plupart des mythologies antiques témoignent de l’intérêt précoce de l’Humanité pour les mondes souterrains. Dans la mythologie sumérienne et akkadienne, l’Apsû est un océan souterrain d’eau douce qui alimente les lacs, puits et rivières de surface. Le dieu Enki y vécut avant même que les premiers hommes ne voient le jour. Dans les légendes sumériennes et akkadiennes, la déesse Inanna tenta de détrôner sa sœur aînée Ereshkigal, souveraine du Monde Inférieur. Pour les anciens égyptiens, le dieu solaire Râ traversait durant la nuit le monde souterrain de la Douât. Dans la mythologie grecque, le Royaume d’Hadès est un lieu souterrain où séjournent les âmes avant d’être jugées. L’accès aux Enfers est gardé par le Cerbère. La tradition perdure avec le dieu romain Pluton et se transmet aux Chrétiens. Le Nouveau Testament nous révèle ainsi l’épisode de la descente aux Enfers et de la résurrection du Christ. Les cavernes et mondes infernaux situés sous terre s’opposent alors aux domaines célestes ou terres lointaines baignées de lumière, la séparation entre les royaumes célestes et souterrains se teinte avant tout de manichéisme.

Il faut attendre plusieurs siècles pour que les mondes souterrains sortent de leur symbolique religieuse et soient abordés par l’astronome britannique Edmound Halley. En 1692, le savant publie dans la revue Philosophical Transactions of Royal Society of London un article discutant de la structure interne du globe. Cherchant à expliquer les variations du magnétisme terrestre, il considère que la Terre est constituée de quatre sphères concentriques d’une épaisseur de 800 km, toutes peuplées en leur surface. Les mondes souterrains bénéficieraient d’une atmosphère lumineuse, dont les volutes s’échappant à notre surface seraient responsables des aurores boréales. Euler, d’après une légende urbaine persistante, aurait lui aussi affirmé que la Terre est un monde creux doté d’un soleil interne. Selon toute vraisemblance, il s’agirait plutôt d’un simple exercice de pensée et non d’un discours géophysique réellement défendu par le mathématicien. Le physicien et mathématicien écossais Sir John Leslie reprit quant à lui l’idée d’une Terre creuse en suggérant que deux petits soleils, Pluton et Proserpine, s’y cachaient au cœur d’une large voûte interne.

symmes-hollow-earthLa version moderne de la théorie de la Terre creuse ne connaît son véritable essor qu’en 1818, lorsque le vétéran américain de la guerre de 1812 John Cleves Symmes clame que la Terre est une enveloppe de 1300 km d’épaisseur et que quatre coquilles concentriques constituent sa structure interne. Chaque coque présente deux ouvertures aux pôles, la nôtre se distinguant par des gouffres de 2300 km de diamètre. Symmes ne publie rien de son vivant, mais ses talents d’orateur lui valent l’attention d’un petit groupe d’admirateurs. Il tenta de monter sa propre expédition polaire pour rallier le trou septentrional (ou « trou de Symmes » ), mais sans succès. Son disciple James McBride rédigea en 1826 « La théorie des sphères concentriques de Symmes » que son fils Americus Symmes publia en 1868. La même année, W.F. Lyons publia  « Le Globe creux » , sensiblement proche des thèses de Symmes. Un an plus tard, en 1869, l’herboriste Cyrus Reed Teed prétendit être en contact télépathique avec une femme vivant sur la face interne de la Terre. Il développa ses élucubrations jusqu’au point de fonder un culte : les Koreshans. En 1906, William Reed publia « Le fantôme des Pôles » où il exposait une théorie de la Terre creuse sans coquilles concentriques ni soleils internes. Pour Reed, l’échec des expéditions polaires dont il était le contemporain représentait la preuve éclatante de l’existence de ces gouffres situés aux deux pôles. Marshall Gardner publia en 1913 « Un voyage vers l’intérieur de la Terre » dans lequel il reprenait en partie les idées de Reed et imaginait une Terre creuse contenant un soleil intérieur. Il déposa même le brevet d’un globe terrestre modélisant cet étonnant système interne !

Le succès de l’expédition Peary au pôle nord en 1909, suivie en 1911 de l’expédition Amundsen au pôle sud ne décourage pas pour autant les partisans de la Terre creuse. Pas plus que le survol du pôle nord en dirigeable par Amundsen et Nobile (1926) puis en avion par le contre-amiral Byrd (1926), bien au contraire. Lorsque Byrd revint de son expédition en Antarctique (1928-1930), la somme de connaissances scientifiques accumulées par son équipe de scientifiques avait de quoi donner le tournis. Son survol du pôle sud tenait également de l’exploit aventurier et aurait dû enterrer définitivement la polémique d’une Terre creuse. Cependant, Byrd se plaisait à enrober ses récits d’expédition de métaphores et descriptions ampoulées : ainsi surnomme-t-il l’Antarctique « terre du mystère éternel ». Il n’en fallait pas plus pour convaincre les amateurs de sciences parallèles que Byrd leur délivrait un message caché, et que l’explorateur américain avait volontairement dissimulé sa découverte du gouffre austral. La théorie du complot gagna même en vigueur au lendemain de l’expédition militaire Highjump (1946-47), dirigée par le contre-amiral Byrd en personne. Comment expliquer que l’US Navy ait déployé 5 000 hommes, 13 navires et 26 avions en Antarctique si ce n’est pour mener un vaste complot mondial ? Le ridicule de la question peut porter à sourire, d’autant plus que cette opération avait officiellement pour objectif d’asseoir les prétentions américaines sur une partie du continent austral. Mais une explication aussi simple ne convaincre les conspirationnistes, qui lui préfèrent de loin les interprétations les plus farfelues. Au rang des opérations secrètes prétendument menées par la marine américaine figurent, dans le désordre : l’exploration du gouffre austral, l’éradication des peuplades intra-terrestres, la destruction d’une station spatiale alien, ou encore l’anéantissement d’une base secrète nazie dans laquelle Hitler et ses derniers lieutenants auraient trouvé refuge quelques années auparavant. Si ces théories s’avéraient exactes, il nous faut dans ce cas souligner l’incontestable supériorité de l’armée américaine, puisque les rapports d’incident ne recensent qu’un avion écrasé contre une montagne (3 morts), un sous-marin entré en collision avec un iceberg (le bâtiment endommagé mit le cap vers la Nouvelle-Zélande) et un soldat accidentellement mort en déchargeant du matériel d’un bateau. Rien ne résiste à l’oncle Sam !

Amazing0647Après les années 40, inspirés par les fantasmes d’expéditions de Byrd, les partisans de la Terre creuse se focalisent plus précisément sur les descriptions de Reed et Gardner tout en y rajoutant une touche d’ufologie. L’origine de ce phénomène serait probablement née de la complicité entre deux amoureux de science-fiction et d’ufologie : Richard Sharpe Shaver et Raymond A. Palmer. A la fin des années 40, Palmer, alors éditeur d’Amazing Stories, publia le « Mystère Shaver ». Le dénommé Shaver y explique avec le plus grand sérieux, et sous couvert de fiction, qu’il reçoit des « voix » émanant des profondeurs de la Terre. Selon lui, il s’agit des Deros, des créatures dégénérées issues d’une race supérieure préhistorique désormais éteinte. La rédaction d’Amazing Stories reçut des courriers de lecteurs témoignant avoir eux aussi entendu les voix sataniques. A la même époque, Shaver et son complice s’intéressèrent au phénomène émergeant des observations de soucoupes volantes. Les deux hommes auraient vraisemblablement participé à la diffusion des « flying saucers » dans la presse généraliste américaine, propageant ainsi un des plus grands mythes de l’ufologie actuelle. Il n’en fallut pas plus pour que OVNI et Terre creuse se rejoignent. Chose remarquable, le magazine Life relaya en 1952 les théories de Shaver, sans qu’aucun de ses journalistes n’y trouve à redire. En 1964, l’ésotériste Raymond W. Bernard (pseudonyme d’un certain Seigmeister) publia « La Terre creuse – La plus grande découverte géographique de l’histoire fait par l’amiral Richard E. Byrd dans les terres mystérieuses au-delà des pôles – La véritable origine des soucoupes volantes ». Mais il ne s’arrêta pas en si bon chemin et publia également « Les Soucoupes volantes de l’intérieur de la Terre », ouvrage de référence tout aussi déluré. Persuadé qu’il existe plusieurs passages secrets ralliant le monde intérieur, il mourut d’une pneumonie en 1965, alors qu’il cherchait un de ces tunnels en Amérique du Sud. Un autre auteur utilisa le pseudonyme de Raymond Bernard pour publier en 1969 l’ouvrage « La Terre creuse » : l’auteur peuple à son tour le monde intra-terrestre de soucoupes volantes. En 1970, Raymond Palmer refit parler de lui en publiant un cliché satellite du pôle nord sur lequel figure un énorme trou noir. Le cliché, non truqué, est en fait mal interprétée : la zone sombre correspondant à la limite de couverture photographique du satellite en orbite. Depuis cette date, de nombreux conspirationnistes clament révéler la vérité à partir de clichés similaires. Détail amusant, leurs « goufres polaires » rétrécissent à mesure que s’agrandissent les zones couvertes par les satellites météorologiques …

La multiplication des missions polaires et des clichés pris depuis l’espace ne convainc pas pour autant les partisans de la Terre creuse. Les théories les plus farfelues s’accumulent, peuplant le monde intra-terrestre aussi bien de soucoupes volantes que de races supérieures, d’anciens égyptiens ou de rescapés nazis, vikings, mayas, incas ou aztèques. En 1995, le journal canadien Weekly World News publia le témoignage d’un haut responsable de la NASA, qui sous couvert d’anonymat révélait que l’agence spatiale communiquait depuis un an avec une civilisation cachée à l’intérieur de la Terre ! Bien entendu, l’informateur refusait de détailler ses révélations et le journal jugea inutile de vérifier ses sources. En 2001, Kevin et Mattheu Taylor publièrent « La Terre sans horizon » dans lequel ils décrivent une Terre creuse à soleil interne, responsable selon eux du magnétisme terrestre. Les amateurs d’ésotérisme et de télépathie s’en donnent également à cœur joie, et la démocratisation du web leur fournit un formidable outil de diffusion de leurs « témoignages ». En 2007, les partisans de la Terre creuse s’approprièrent même des clichés de la sonde Cassiny-Huygens : selon eux, la découverte d’un vortex polaire austral dans l’atmosphère de Saturne démontrerait que la géante gazeuse est elle-aussi creuse. Les sites de sciences sont même accusés de « travailler pour le gouvernement » en minimisant l’importance de la découverte … Parions que certains braves lanceurs d’alerte feront de même dans les commentaires de ce billet.

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Séismes, volcanisme et tectonique des plaques

Si la Terre est creuse, alors la géologie devra être entièrement réécrite. Mais modérons notre enthousiasme, ce n’est pas encore l’heure de contacter les maisons d’éditions universitaires. En effet, les sciences de la Terre possèdent pour l’heure de sérieux arguments remettant en cause l’idée même d’une coquille creuse terrestre.

Commençons par un peu de sismologie. Lorsqu’un séisme se déclenche, des vibrations générées par la rupture se propagent dans toutes les directions : il s’agit des ondes sismiques. Quelques rappels de cours de lycée, il existe différentes types d’ondes. Les ondes P (primaires) ou ondes de compression, se propagent à travers les couches internes et même dans le noyau terrestre. Elles sont enregistrées en premier sur les sismographes. Les ondes S (secondaires) ou ondes de cisaillement, de vitesse inférieure et ne se propageant pas dans les milieux liquides, ne sont détectées qu’en second et sont arrêtées par le noyau externe liquide de la Terre. Leur propagation n’est donc pas globale, contrairement aux ondes P.

Les ondes sismiques sont donc extrêmement intéressantes pour déterminer la structure interne de la Terre. Étant donné que les ondes de compression émises par un séisme sont potentiellement enregistrables par des sismographes situés en tout point du globe, celles traversant les couches les plus profondes de la Terre vont connaître une vitesse modifiée selon la structure des matériaux constitutifs. La vitesse des ondes P est calculée selon la formule suivante : Vp = √(K+0,75µ) / ρ avec Κ pour le module d’incompressibilité, μ pour le module de cisaillement et ρ pour masse volumique.

Plus un corps est difficile à comprimer ou à déformer, plus la vitesse des ondes P augmente. Plus le corps est dense, moins cette vitesse est grande. Au cours de leur progression dans le manteau, la vitesse des ondes P augmente avec la profondeur et la pression croissante (Vp < 14 km/s). Dans le noyau externe, constitué principalement de fer liquide, la vitesse des ondes P diminue car µ devient plus faible (Vp < 10 km/s). Dans la graine (solide), la vitesse des ondes augmente de nouveau (Vp > 11 km/s) en raison des fortes pressions auxquelles sont soumisses le fer solide, principal composant chimique de cette ultime structure interne.

Si la Terre présentait de vastes cavités souterraines de la taille d’un continent ou se composait de coquilles concentriques, alors les ondes sismiques seraient brutalement interrompues à partir d’une distance limite de l’hypocentre du séisme. Il serait dans ce cas impossible de détecter un séisme produit aux antipodes d’une station sismologique, tout simplement parce que, d’après la formule de la vitesse des ondes P, les propriétés de compression et la très faible densité de l’air feraient brutalement chuter la vitesse de ces ondes dès qu’elles déboucheraient sur le monde intra-terrestre. La face interne pourrait tout au plus « ressentir » les vibrations du séisme, de la même manière que la surface terrestre localise son épicentre. En conclusion, la propagation des ondes P s’oppose totalement à l’idée d’une Terre creuse !

Quant à l’existence de mondes souterrains, leur présence entraînerait des zones « silencieuses » correspondant à une perte brutale d’ondes P. En effet, par projection de ces ondes, il serait même possible de déterminer une sorte « d’ombre sismique » correspondant à la position du monde souterrain absorbant spécifiquement les ondes l’atteignant. Si une telle situation existait, alors les stations sismiques du monde entier l’auraient déjà détecté. Or, ce n’est pas le cas. A ce sujet, la plus grande caverne au monde se situe au Vietnam : il s’agit de la grotte Hang Soon Dong. Longue de 4 kilomètres, elle présente une vaste galerie de 200 mètres de haut sur 100 mètres de long. Aux États-Unis, le Parc national de Mammoth Cave (Kentucky) présente également le plus grand réseau souterrain au monde. De quoi inspirer bon nombre de légendes et attirer de nombreux spéléologues, mais aucune raison pour autant d’y voir une connexion avec des mondes intra-terrestres. A l’échelle de la structure terrestre, il ne s’agit là que de petits phénomènes de surface de la croûte terrestre. En définitive, ces grottes inspirent surtout l’imagination féconde des hommes.

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Propagation des ondes sismiques (crédits : columbia.edu)

A l’inverse, le volcanisme pourrait nous permettre d’estimer grossièrement l’épaisseur possible d’une coquille sphérique terrestre. En effet, la chambre magmatique d’un volcan se situe entre 20-30 km et 100-110 km de profondeur. S’il existe une surface intra-terrestre, ces chambres magmatiques profondes doivent se situer à une épaisseur médiane, ce qui permet d’estimer qu’une coquille d’au minimum 200 km d’épaisseur est nécessaire afin d’assurer un volcanisme sur les deux face. La chambre magmatique est le lieu d’accumulation du magma issu de la fusion des roches dans le manteau terrestre sous l’effet de la pression et de la température. Mais avec une coquille aussi fine, la portion de manteau terrestre serait extrêmement réduite : à peine quelques dizaines de kilomètres dans la zone médiane ! Il devient difficile dans ce cas d’envisager des conditions physiques suffisantes pour former des chambres magmatiques. Autre problème majeur : la tectonique des plaques est assurée par des mouvements de convection dans le manteau inférieur. Or cette structure n’est atteinte qu’après avoir franchi le manteau supérieur, ou asthénosphère, à 700 km de profondeur. Pour que s’opère le mouvements des plaques tectoniques, elles-mêmes d’une épaisseur 10 à 100 km, il convient donc d’agrandir nos proportions. La coquille de 800 km d’ Halley est insuffisante, celle de 1300 km d’épaisseur de Symmes non plus. Car pour garantir une tectonique des plaques à la surface de notre Terre creuse, il faut prévoir une épaisseur de 2900 km, soit jusqu’à la discontinuité de Gutenberg qui délimite le noyau externe et le manteau inférieur ! Mais si la surface interne est « habitable » et donc froide, comment le gradient de température affectera-t-il les conditions de viscosité du manteau inférieur ? Faut-il aussi prévoir une lithosphère (croûte terrestre) interne ? Et voilà notre coquille sphérique encore épaissie en conséquence !

Enfin, en procédant à l’énucléation de notre Terre, nous soulevons un autre problème majeur. Grâce aux mouvements du noyau métallique externe liquide, notre planète possède un champ magnétique, élément essentiel pour protéger sa surface du bombardement des particules charriées par le vent solaire. Sans ce bouclier magnétique, l’atmosphère serait progressivement « soufflée » sous l’action de ce vent solaire et toute forme de vie serait annihilée. Sur Mars, le noyau externe refroidi et solidifié a entraîné la disparition de la magnétosphère. Ce facteur est vraisemblablement une des raisons de l’absence de vie martienne. Étant donné que ce noyaux externe est indispensable à la vie sur Terre, imaginer que la Terre est creuse revient à nier notre propre existence ! A moins, bien entendu, que les habitants du monde intra-terrestre nous aient fabriqué un générateur géant de champ magnétique.

Conclusion de ce premier bilan géologique, non seulement les données sismographiques ne sont pas compatibles avec les modèles d’une Terre caverneuse ou creuse, mais encore le volcanisme et la tectonique des plaques soulèvent de sérieuses interrogations quant à la taille minimale requise pour notre coquille sphérique terrestre. Pire encore : l’absence de noyau externe signifierait la disparition du champ magnétique terrestre, et avec lui de toute la biosphère. Si malgré tout vous conservez encore un maigre espoir de découvrir une civilisation atlante cachée au cœur de la Terre, attendez-vous à une douche froide. Car entre en scène un nouveau détracteur : l’une des quatre forces fondamentales régissant l’Univers, rien que cela.

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Une question de gravité

Sur Terre, un objet de masse m subit l’accélération de la pesanteur g sous la forme d’une force verticale dirigée vers le bas et appelée poids de l’objet selon la relation P = m.g (avec g = 9,81 m/s²). Cette accélération de la pesanteur correspond à la formule g = G.MT/RT² dans laquelle MT est la masse de la Terre (5,97.1024 kg), RT le rayon terrestre (6378 km) et G la constante universelle de gravitation (6,674.10-11 m3.kg-1.s-2). Pourquoi recourir à la constante de gravitation pour critiquer les théories de la Terre creuse ? Tout simplement parce que l’accélération de pesanteur va être liée à la masse de la Terre. Or, si la planète est creuse, sa masse devrait être inférieure à celle estimée par les géologues, et l’accélération g ressentie s’en retrouver également diminuée. Sachant l’épaisseur de notre coquille sphérique terrestre, il est possible de calculer sa masse totale. Nous obtiendrons ainsi de nouvelles valeurs d’accélération de la pesanteur à sa surface. Mais avant d’obtenir ces résultats, il est impératif de discuter du modèle de Terre creuse retenu pour nos calculs.

D’après la plupart des partisans contemporains de ces théories, la Terre est soit une coquille vide, soit une enveloppe renfermant un soleil interne. Nous ignorerons donc les modèles de Halley, Euler ou Symmes, bien trop anciens – voire excentriques – pour être discutés ici. Puisque la surface interne de la Terre est supposée peuplée, le volume interne de notre planète creuse n’est donc pas vide mais constitué d’une atmosphère. Pour des raisons physiques discutées plus tard, nous considérerons la densité de cette atmosphère globalement homogène et égale à celle mesurée à la surface terrestre. Ainsi, il sera plus facile d’envisager que d’hypothétiques « gouffres polaires » permettent de communiquer avec la surface interne sans créer d’immenses vortex atmosphériques. Enfin, si un soleil interne existe, il nous faut discuter son rayon minimal ainsi que sa densité, ces valeurs permettant d’en déduire son volume, sa masse et bien entendu sa contribution à la gravité terrestre.

Au cours du chapitre précédents, nous avons proposé plusieurs épaisseurs limites susceptibles de décrire notre coquille terrestre. La première proposition, fixée à 200 km, permettrait un volcanisme durant les premiers âges de la Terre avant son refroidissement définitif, tandis que la seconde proposition de 2900 km se veut (difficilement) compatible avec la tectonique des plaques. Les calculs permettant d’estimer l’accélération de la pesanteur à la surface de ces deux modèles de mondes creux sont faciles à résoudre : ils ne nécessitent que des formules de physique et mathématique de niveau lycée. Suivons donc l’exemple d’Euler en résolvant ce problème imaginaire : sachant que le volume d’une sphère équivaut à v = 4/3.π.r, il est possible de calculer le volume de notre coquille en distinguant vTerre = vcoquille + vcreux. La masse de la coquille peut ensuite être calculée en se référant aux densité des couches géologiques terrestres et en utilisant la formule m = vcoquille.mvolumique. Toutes les constantes nécessaires à la résolution de ces équations ont été prises dans des ouvrages universitaires de référence, mais les curieux n’auront aucun mal à les retrouver sur des encyclopédies en ligne. Le calcul du volume de l’air suit le même raisonnement, à la différence près qu’il faut utiliser cette fois-ci le volume creux de notre sphère. Les masses totales (coquille + atmosphère interne) sont ensuite utilisées pour résoudre la formule g = G.MTerre creuse / RT² présentée ci-dessus. Une fois les calculs achevés, nous trouvons les accélération de pesanteur suivantes, comparées dans le tableau ci-dessous :

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Il n’est pas nécessaire d’être physicien pour comprendre qu’un léger problème de pesanteur se pose à nos habitants d’un monde creux. Tout au pire (épaisseur de 200 km), la pesanteur devient quatre fois plus faible que sur la Lune ; tout au mieux (épaisseur de 2900 km), la pesanteur équivaut aux deux tiers de celle s’exerçant habituellement à la surface de la Terre ! Or jusqu’à preuve du contraire, il ne me semble pas que bondir en l’air me permette de reproduire les cabrioles lunaires des astronautes. Si notre planète était creuse, alors sa faible pesanteur aurait également des conséquences fâcheuses sur la pression atmosphérique. La planète Mars possède une atmosphère ténue, de l’ordre de 0,6% de la pression atmosphérique terrestre au niveau des océans. Il est désormais prouvé que l’atmosphère martienne fut beaucoup plus dense (jusqu’à 90% de la pression atmosphérique terrestre) voici près de 3,5 milliard d’années. Plusieurs facteurs expliquent cette déplétion atmosphérique : l’érosion par les vents solaires en raison de la disparition de la magnétosphère martienne (voir section précédente), la collision avec des astéroïdes assez massifs pour expulser de larges portions d’atmosphère, et enfin une faible pesanteur favorisant la libération progressive de gaz (ou échappement de Jeans). Avec des pesanteurs relatives de 0,04-0,68 g selon le modèle considéré, la surface actuelle de notre Terre creuse serait donc très probablement dépourvue d’atmosphère mais également d’hydrosphère. En effet, à des pressions négligeables ou aussi basses que sur Mars, les océans, lacs et rivières s’évaporeraient. Notre monde serait stérile et aride, semblable à une coquille de noix aussi sèche qu’inhabitable. Respirez à plein poumons, buvez un verre d’eau : vous venez de démontrer par ces gestes anodins que la Terre n’est pas creuse.

Retournons le problème et intéressons-nous à la gravité subie par les habitants du monde intra-terrestre. La situation est plus complexe, car selon la théorie de Gauss pour la gravitation, le champ gravitationnel à l’intérieur d’une sphère creuse est considéré comme homogène et nul. Les contributions au champ gravitationnel interne se cumulent dans des directions opposées et s’annulent en tout point. En physique, le champ gravitationnel est lié à la présence d’un objet massique susceptible d’exercer une influence gravitationnelle sur tout autre corps situé à proximité. Conséquence d’une coquille sphérique homogène dans l’espace, tout corps emprisonné va « flotter » en apesanteur sans qu’il ne subisse d’effet gravitationnel de l’objet sphérique. Qu’en est-il pour la face interne de notre Terre creuse ? Si sa topographie ne donne pas une surface homogène en tout point, la somme totale des influences de ces irrégularités de surface entraîne une très modeste modification de la théorie de Gauss. En définitive, la gravité reste quasi-nulle dans notre monde intra-terrestre. Notez que cela peut présenter un avantage pour y fonder des spatioports aliens, plus besoin de consommer au décollage pour échapper à l’attraction terrestre ! Mais tout voyageur de ce monde interne risque également de connaître les affres d’une chute libre s’il n’est pas correctement harnaché …

Seul espoir de toucher le plancher interne des vaches, la force centrifuge. Principe de mécanique newtonienne évoqué pour créer une gravité artificielle dans les vaisseaux spatiaux, elle stipule que tout objet soumis à une vitesse de rotation le long d’une d’une trajectoire circulaire subit une force d’expulsion selon l’équation F = m.v²/RT. Sur Terre, cette force centrifuge existe et s’applique sur tout objet. La vitesse de rotation de la Terre est de 465 m/s , en supposant cette valeur inchangée et en considérant un individu situé à l’équateur (zone géographique où la force centrifuge est maximale), nous pouvons calculer l’accélération centrifuge a = F/m = v²/RT = 0,034 m/s². Notez que cette accélération, représentée comme un vecteur s’opposant à la pesanteur, connaît une application technique : en effet, la force centrifuge réduit la pesanteur jusqu’à obtenir une valeur minimale au niveau de l’équateur (gmin = 9,78 m/s²). Il est donc plus rentable en carburant de faire décoller une fusée en s’approchant de l’équateur, d’où la position stratégique de Cap Canaveral pour les américains. Sur la face interne de notre Terre creuse, cette force centrifuge permettrait-elle d’obtenir un effet de pesanteur ? En calculant l’accélération centrifuge pour chaque rayon d’espace vide (RTerre = Rcoquille + Rvide) nous obtenons les résultats suivants : avec une coquille de 200 km d’épaisseur l’accélération est de 0,035 m/s² (soit 0,003 g), tandis qu’avec une coquille de 2900 km d’épaisseur l’accélération est de 0,062 m/s² (soit 0,006 g). Ne comptez donc pas trop sur la force centrifuge pour ressentir la même gravité qu’à la surface terrestre !

hollow_earth_sunLe soleil interne

Certaines théories vont même jusqu’à imaginer la présence d’un soleil interne au cœur de notre Terre creuse. L’idée est plus pratique pour éclaire ce monde intra-terrestre que l’atmosphère luminescente d’Halley, il faut bien le reconnaître, mais présente aussi d’énormes difficultés conceptuelles. Tout d’abord, si ce soleil émet une lumière naturelle comparable au nôtre, il faut dans ce cas envisager la présence d’une naine jaune au centre de la Terre. Pour comparaison, le rayon solaire mesure 696000 km, soit 109 fois le rayon terrestre. Supposons que ce monde interne se contente de la plus petite étoile lumineuse connue, à savoir la naine rouge OGLE-TR-122b. Cette dernière pèse tout de même un dixième de la masse de notre soleil pour un rayon de 83520 km, soit treize fois le rayon terrestre ! Quant à la gravité ressentie à la surface de la Terre, si toutefois la nature arrivait à comprimer une étoile au centre de notre planète, elle serait de 31873 g. Nous ne serions plus qu’une bouillie moléculaire inerte !

Seule solution, le soleil interne est artificiel. Cependant, la création d’une machine à lumière rayonnant depuis le centre de la Terre risque d’avoir un effet gravitationnel plutôt gênant : ce soleil artificiel générera son propre champ de gravitation, aux conséquences ambivalentes. Supposons que la masse du soleil artificiel compense la perte de masse de la Terre creuse et permette de rétablir une accélération de la pesanteur de 9,81 m/s² : ce serait une bonne nouvelle pour la surface terrestre. Mais les habitants du monde intra-terreste, quant à eux, seraient soumis à ce champ gravitationnel de substitution qui les attirerait en chute libre inexorablement vers leur brasier artificiel ! En conclusion, la mise en service d’un tel soleil artificiel a certainement provoqué la destruction de notre civilisation interne réputée si évoluée …

Une théorie qui sonne creux

Vous l’aurez certainement déjà compris, cet article sert avant tout de prétexte à la vulgarisation scientifique. A travers quelques exemples de réflexion et d’imagination autour de l’hypothèse d’une Terre creuse, les diverses réfutations proposées illustrent la délicate mécanique de la structure interne de notre planète. Loin d’être exhaustif, ce billet laisse également la porte ouverte à vos propres critiques face à ces théories complotistes. Quoi qu’il en soit, aussi fascinantes soient-elles, les théories d’une Terre creuse ne tiennent indiscutablement pas la route. Outre les preuves géophysiques de l’ineptie de ces modèles, les contraintes géologiques requises pour estimer l’épaisseur de la coquille terrestre, ou encore les contradictions apportées par la gravitation newtonienne, l’idée même d’un soleil interne vient définitivement ruiner la faible crédibilité de ces théories fantaisistes. Et pourtant, malgré toutes ces réfutations, les partisans de la Terre creuse poursuivent inlassablement leur quête de vérité. Paradoxe de notre monde moderne, s’il n’a jamais été plus facile de se procurer de l’information que depuis la démocratisation d’Internet, les hoax n’ont jamais autant progressé au sein de la population. Toutes les formules et constantes de ce billet peuvent être obtenues en quelques clics, et leur difficulté scientifique ne dépasse pas le niveau d’un bachelier. A vrai dire, il n’est même pas nécessaire d’avoir un bac scientifique en poche pour les comprendre ! La prolifération des sciences parallèles à l’ère du numérique souligne donc au combien le web n’est en rien responsable de leur apparition : il n’est que l’accélérateur de leur diffusion. Mais cette sur-exposition à l’information, qu’elle soit bonne ou mauvaise, souligne en définitive une faiblesse de nos concitoyens que l’école devrait s’évertuer à corriger : sans esprit critique ni culture scientifique élémentaire, l’internaute peut aisément se faire berner par ces informations « alternatives ». Ne fustigeons donc pas leurs partisans, mais invitons-les plutôt à cultiver leur esprit critique !


Voyager dans le temps – Marc Lachièze-Rey

voyager temps lachieze-reyLa notion de temps est une question centrale depuis la physique newtonienne. Elle a connu de nombreuses évolutions au cours des siècles passés, notamment grâce aux apports de la relativité restreinte et générale, de la gravité quantique ou encore de la théorie des cordes. Au final, le temps semble encore échapper aux physiciens, alors comment ne pas rêver aux fabuleux voyages dans le temps des romans de science-fiction ? Mais avant de visiter l’époque de notre choix, encore faut-il percer les mystères du temps. Et la chose n’est pas encore gagnée, comme le souligne Marc Lachièze-Rey dans son récent ouvrage. Directeur de recherche au CNRS, chercheur au laboratoire APC (Astroparticule et cosmologie), ce spécialiste de physique théorique fondamentale publie aux éditions Seuil un dossier complet sur le temps dans la physique théorie. Prenons donc le temps de se pencher sur la question !

Au risque de vous décevoir, Marc Lachièze-Rey ne révèle pas les plans de la machine à remonter le temps, loin de là. Se présentant comme un recueil de notes de cours, ce voyage dans la « quatrième dimension » de Wells se penche avant tout sur la physique moderne, sans pour autant se priver de quelques références à la littérature et à la philosophie. Le style est parfois difficile d’approche, la plume livre les pensées de l’auteur et le profane aura hélas du mal à suivre les cheminements intellectuels du chercheur. Quant au niveau scientifique, le lecteur devra prendre garde : un baccalauréat scientifique est préférable afin d’apprécier à leur juste mesure les chapitres de l’ouvrage. Mais nous étions prévenus par l’éditeur, Marc Lachièze-Rey écrit des livres exigeants pour un lectorat cultivé.

En guise de conclusion, l’ouvrage de Marc Lachièze-Rey reste un essai assez difficile d’approche pour le néophyte, mais il se distingue par la richesse de son contenu, qui à défaut de révolutionner la question du temps en physique permet d’en condenser les indispensables notions que le lecteur intéressé se fera un devoir de connaître. Si l’alléchant titre de « voyager dans le temps » laisse tout de même sur sa faim, il faut souligner la quantité d’informations contenues en seulement 251 pages, qui constituent sans nul doûte un complément de cours que tous les étudiants en physique devraient parcourir afin de consolider leur propre culture scientifique.


Réchauffement climatique : faut-il rationner les ressources énergétiques fossiles ?

oil pumpLimiter le réchauffement climatique relèvera-t-il de l’exploit ? C’est hélas ce que laisse à penser une publication parue dans la revue Nature. Avec un objectif annoncé d’une hausse maximale de 2°c de la température globale moyenne depuis l’époque pré-industrielle, les dirigeants politiques ont voulu adresser un signal fort à leurs concitoyens. Mais pourront-ils tenir leurs engagements ? Rien n’est moins sûr. Selon les experts du GIEC, pour conserver 50% de chances de parvenir à ce résultat, il faudrait limiter les émissions mondiales de dioxyde de carbone d’ici 2050 à seulement 1100 milliards de tonnes (gigatonnes) maximum. Or nous disposons d’après le World Energy Council de réserves fossiles mondiales encore conséquentes, estimées à environ 2900 gigatonnes d’équivalent CO2. Ces stocks n’étant que la partie émergée de l’iceberg, puisque l’ensemble des ressources en matières fossiles présentes dans le sous-sol terrestre est estimé à 11000 gigatonnes d’équivalent CO2. Est-ce à dire qu’il faudra volontairement rationner ces stocks si nous voulons tenir nos objectifs ?

Selon les chercheurs Christophe McGlade et Paul Ekins, de l’University College London, la réponse est clairement oui. Leur étude, s’appuyant sur la répartition, l’extraction de ces énergies fossiles et l’impact global de ces émissions de gaz à effet de serre, est sans appel. Afin de tenir l’objectif d’une hausse de seulement 2°c des températures mondiales, il nous faudra renoncer à 35% des réserves de pétrole, 52% des réserves de gaz et 88% des réserves de charbon. Inutile non plus d’espérer contre-balancer le bilan en procédant au captage-stockage du CO2 : cette technologie encore balbutiante n’aurait que peu d’impacts positifs, si ce n’est faire fonctionner le marché économique fort critiquable du « crédit carbone ». L’effort devra être mondial, mais inégalement réparti selon les nations. Ces derniers seront d’autant plus mis à contribution que la distance entre centres d’extraction et zones de consommation sont éloignées, créant par exemple de fortes différences entre une nation comme le Canada (restriction de 75% de son pétrole) ou les USA (restriction de 6% de son pétrole). Nul doute que de telles mesures risqueraient d’être des plus impopulaires, aussi bien auprès d’états producteurs d’énergies fossiles qu’auprès des dirigeants et citoyens d’états massivement importateurs.

Mais ce rapport va encore plus loin, puisqu’il prend parti sur l’épineuse question des hydrocarbures « non conventionnels » (à savoir les pétroles et gaz de schistes et de sables bitumeux). Les auteurs concluent que toute hausse de leur production actuelle n’est en aucun cas envisageable dans le scénario climatique mis en œuvre; adieu donc l’exploitation de nouveaux gisements tout comme l’autorisation de leur prospection. Un argument supplémentaire pour les opposants au gaz de schiste en France et dans le monde entier. La sanctuarisation s’étend également aux ressources en hydrocarbures de l’Arctique, qui ne doivent en aucun cas être exploitées. Mais cet article ne règle pas pour autant la question du modèle économique mondial à même de soutenir une telle restriction, et se focalise plus sur la production que sur la consommation d’énergies fossiles par la population mondiale. En d’autres termes, l’épineuse question de la résolution de l’équation de Kaya reste posée.

Sorti quelques jours avant les récentes déclarations de Ségolène Royal sur le nucléaire, cette étude relance le débat sur les énergies alternatives aux ressources fossiles. Sérieux candidat dans ce domaine, la filière nucléaire souffre cependant d’atouts négatifs, que ce soit la gestion de ses déchets ou sa très mauvaise image dans l’opinion public depuis la catastrophe de Fukushima. Et pourtant, la solution demeure, avec le concours des énergies renouvelables, l’une des rares alternatives préconisées dans les rapports du GIEC. Devra-t-on s’y résoudre en partie, du moins pour assurer le renouvellement d’un parc nucléaire vieillissant ? Ou nous faudra-t-il tout simplement apprendre à vivre dans un monde beaucoup moins énergivore ? Hélas, dans les deux cas, nous ne pouvons que regretter l’émergence de ce débat alors que le réchauffement climatique nous met dos au mur, après des décennies d’effarante passivité.