Comment les rayons cosmiques nous aident à comprendre l'univers - Veronica Bindi

Pour la leçon complète, voir: http://ed.ted.com/lessons/how-cosmic-rays-help-us-understand-the-universe-veronica-bindi

Nous ne connaissons que 4 % des composants de l'univers. Pouvons-nous aussi savoir ce qu'il y a au-delà de notre galaxie... Et s'il existait des formes inconnues de matière ?
Fort heureusement, nous avons des messagers dans l'espace : les rayons cosmiques. Ils nous apportent des données physiques venant de partie du cosmos se trouvant hors de notre portée.
Veronica Bindi explique ce que sont les rayons cosmiques, et comment ils transmettent des informations à propos de notre univers venant de l'au-delà.

Leçon: Veronica Bindi ; Animation: TED-Ed

A quel point pouvons-nous connaître
l'univers par delà notre galaxie ?

Le télescope Hubble a permis d'observer

des objets dans l'espace à une distance
de 13 milliards d'années-lumière.

Mais ça ne nous donne pas
les réponses à toutes nos questions,

telles que :
« De quoi l'univers est-il fait ? »

« Quels sont les éléments
les plus abondants ? »

« Est-ce que l’espace contient
des formes inconnues de matières ? »

« Pourrait-il y avoir des étoiles ou
des galaxies d’antimatière ? »

On ne peut pas répondre à certaines
de ces questions que par des images.

Mais si on avait des messagers qui
nous envoient des données physiques

de régions éloignées du cosmos,

se trouvant hors de portée
de nos astronautes ou de nos satellites ?

En un sens, on en a. Ces « messagers de
l'espace » s'appellent 'rayons cosmiques'.

Ces derniers ont été découverts
en 1912 par Victor Hess,

lorsqu'il étudiait les variations du niveau
de rayonnement dans l'atmosphère.

Lequel pensait-on émanait
de la croûte terrestre.

En prenant des mesures à bord
d'une montgolfière, lors d'une éclipse,

Hess démontra à la fois que
le rayonnement augmentait

à des altitudes élevées, et que
le soleil ne pouvait en être la source.

La conclusion étonnante fut
qu'il ne provenait aucunement

de l'atmosphère terrestre,
mais de l'espace.

Notre univers est composé de
nombreux objets astronomiques :

des milliards d'étoiles de toutes tailles,
trous noirs, noyaux galactiques actifs,

astéroïdes, planètes et plus encore.

Lors de violentes perturbations, comme
l'explosion d'une étoile en supernova,

des milliards de particules
sont rejetées dans l'espace.

Bien qu'on les appelle rayons,

les rayons cosmiques sont formés
de ces particules d'énergie

et non pas de photons,
qui forment les rayons lumineux.

Alors que la lumière d'une explosion
avance linéairement

à sa célèbre vitesse constante,

les particules sont piégées
dans des boucles

d'ondes de choc magnétique,
générées par l'explosion.

En traversant sans arrêt les boucles
de ce champ magnétique,

elles accélèrent jusqu'à atteindre la
vitesse de la lumière avant de s'échapper.

L'espace contient énormément de rayons
cosmiques dont certains ont voyagé

des milliards d'années avant
d'atteindre la Terre.

Lorsqu'ils gagnent l'atmosphère,
ils percutent les molécules présentes,

générant ainsi
un rayon cosmique secondaire,

ayant des particules plus légères et
moins énergétiques que celles d'origine.

La plupart sont absorbées
dans l'atmosphère,

Mais certaines sont capables d'atteindre
le sol, en traversant même notre corps.

Au niveau de la mer,
ce rayonnement est assez faible.

Mais les gens passant beaucoup
de temps à des altitudes élevées,

comme l'équipage de compagnies aériennes,
sont beaucoup plus exposés.

Les rayons cosmiques sont utiles
en tant que messagers

car ils portent les traces
de leurs origines.

En étudiant la fréquence à laquelle
les diverses particules apparaissent,

les scientifiques peuvent déterminer
l'abondance relative des éléments,

tels que l'hydrogène et l'hélium,
au sein de l'univers.

Les rayons cosmiques pourraient fournir
plus de données fascinantes

à propos de la structure même
de l'univers.

Une expérience appelée
le Spectromètre Magnétique Alpha (A.M.S),

récemment installé à bord de
la station spatiale internationale,

contient des détecteurs
mesurant séparément

la vitesse des particules, la trajectoire,
le rayonnement, le poids et l'énergie,

et si la particule est de la matière
ou de l'antimatière.

Généralement, il est impossible
de les distinguer,

mais leurs charges opposées permettent
de les détecter à l'aide d'un aimant.

Le Spectromètre magnétique alpha, mesure
quotidiennement 50 millions de particules,

envoie en temps réel les informations sur
chaque particule de la station spatiale

à la salle de contrôle de l'A.M.S au CERN.

D'ici plusieurs mois et années

on espère trouver des informations utiles
et surprenantes sur l'antimatière,

la possible existence de matière noire,

et peut-être même le moyen
de réduire les effets

du rayonnement cosmique
lors des voyages spatiaux.

Attentifs à de nouvelles découvertes,
regardez le ciel par nuit claire,

et peut-être verrez-vous
la station spatiale internationale,

où le spectromètre magnétique alpha
reçoit les minuscules messagers

transportant des secrets cosmiques.