Science et nature
400 ans de télescopes : Une fenêtre fascinante sur notre exploration du cosmos !
Plongez dans l’histoire fascinante des télescopes ! Depuis les premiers modèles réfracteurs du 17e siècle, conçus par des artisans néerlandais, jusqu’aux merveilles modernes comme le télescope James Webb, l’astronomie a connu une évolution incroyable. Galileo Galilei, pionnier de l’observation céleste, a ouvert la voie avec ses innovations, tandis que Sir Isaac Newton a révolutionné le domaine avec ses télescopes à réflexion. Aujourd’hui, grâce à des projets comme ceux de la NASA, nous pouvons explorer les galaxies lointaines et découvrir les mystères de l’univers.
Les premiers télescopes, appelés télescopes réfracteurs, ont été conçus au début du XVIIe siècle par des fabricants de lunettes néerlandais. Ils utilisaient une paire de lentilles : une convexe à l’extrémité du tube et une concave pour l’oculaire. Principalement, ces instruments étaient employés pour l’arpentage des terres et des missions militaires. L’astronome italien Galileo Galilei fut l’un des premiers à diriger ces lunettes vers le ciel.
Johannes Kepler, un astronome allemand, a perfectionné le design convexe-concave en utilisant deux lentilles convexes. Cette amélioration offrait un champ de vision plus large et un grossissement supérieur, bien que les images apparaissaient à l’envers. Néanmoins, les fabricants de télescopes qui ont adopté le design de Kepler ont réussi à atteindre un grossissement de 100 fois avec des télescopes mesurant jusqu’à 150 pieds. Cependant, ces longs tubes étaient peu efficaces face au vent et aux intempéries.
Sir Isaac Newton a proposé une conception alternative basée sur la réflexion, utilisant des miroirs courbés qui captaient plus de lumière et évitaient l’effet de prisme déformant causé par le passage de la lumière à travers une lentille, connu sous le nom d’aberration chromatique.
Au cours de plus de deux siècles, la taille, le matériau et la qualité des miroirs ont continué à s’améliorer, tout comme la taille des télescopes, jusqu’à l’ère spatiale où des télescopes basés dans l’espace, comme Hubble et James Webb, ont éliminé les interférences de l’atmosphère terrestre. Grâce à James Webb, nous pouvons explorer des régions de l’univers plus éloignées que jamais, observant certaines des premières galaxies formées après le Big Bang, il y a plus de 13 milliards d’années.
Actuellement, la NASA mène plusieurs projets de télescopes spatiaux, y compris le télescope Nancy Grace Roman et l’observatoire Habitable Worlds.
1609 : Les télescopes réfracteurs
Inspiré par les fabricants de télescopes néerlandais et danois, Galileo a construit le sien en 1609. Son premier télescope offrait un grossissement de 3x. Au fil des ans, son design s’est amélioré, et son dernier télescope pouvait grossir des objets jusqu’à 30 fois.
1610 : Illustrations de la Lune par Galileo dans Sidereus Nuncius (Le Messager Étoilé)
Heureusement, Galileo n’était pas seulement un astronome talentueux, mais aussi un artiste accompli, ce qui lui a permis de réaliser des images détaillées des objets cosmiques qu’il observait à travers son objectif. Ce croquis de la Lune a révélé des montagnes et des cratères lunaires jamais vus auparavant.
1672 : Le télescope réflecteur de Sir Isaac Newton
Lorsque la lumière traverse le verre, elle se décompose en bandes de couleurs (ROYGBIV), ce qui signifie que les télescopes réfracteurs souffraient d’aberrations chromatiques qui affectaient la qualité de l’image. Pour surmonter cet effet de prisme, Sir Isaac Newton a construit un télescope réflecteur utilisant des miroirs courbés.
Laurent Cassegrain a amélioré le design de Newton en 1672 en utilisant un miroir primaire concave et un miroir secondaire convexe pour réfléchir la lumière à travers un trou dans le miroir primaire vers l’oculaire, permettant ainsi une longue distance focale dans un tube compact.
1789 : Le télescope herschelien
Le télescope de Sir William Herschel était un modèle réflecteur avec un grand miroir primaire et un oculaire positionné hors axe pour éviter d’obstruer le chemin de la lumière. Cela permettait d’utiliser des miroirs plus grands et d’augmenter la capacité de collecte de lumière.
Avec l’un de ses télescopes, Herschel a découvert une nouvelle planète, qu’il a nommée Georgium Sidus en l’honneur du roi George III. Cette planète a ensuite été rebaptisée Uranus.
Les dessins de Herschel représentant des nébuleuses proviennent de « Les papiers scientifiques de Sir William Herschel », publiés à Londres en 1912 par la Royal Society et la Royal Astronomy Society.
1900 : Le grand télescope de l’Exposition de Paris
Le Grand Télescope de l’Exposition de Paris
Crédit image : Journal for the History of Astronomy (ISSN 0021-8286), Vol. 38, Part 4, No. 133, p. 459 – 475 (2007)
Ce télescope réflecteur de 57 mètres, soit plus de la moitié de la longueur d’un terrain de football, a été conçu par Paul Gautier pour l’Exposition de Paris de 1900. Il était équipé d’un miroir d’un diamètre de 1,25 mètre.
1917 : Le Télescope Hooker
Crédit : Mel Melcon / Los Angeles Times via Getty Images
Conçu par George Ellery Hale, le télescope Hooker, situé à l’Observatoire de Mount Wilson, possédait un miroir de 100 pouces de diamètre, ce qui en faisait le plus grand télescope du monde à l’époque. Cet instrument a considérablement fait progresser l’étude des galaxies et des nébuleuses.
Dans les années 1920, Edwin Hubble a utilisé le télescope Hooker, ce qui a ouvert la voie à notre compréhension que l’univers était bien plus vaste que notre propre galaxie, contribuant ainsi à l’élaboration de la théorie du Big Bang.
Crédit image : Carnegie Institute of Science via NASA
1990 : Le Télescope Spatial Hubble
Crédit : NASA
Développé par la NASA en collaboration avec l’Agence spatiale européenne (ESA), le télescope spatial Hubble est un télescope réflecteur basé dans l’espace, doté d’un miroir de 2,4 mètres de diamètre. Il opère en orbite terrestre, au-dessus de l’atmosphère, et a offert des images d’une clarté et d’un détail sans précédent lors de son lancement.
La NASA prévoit que le télescope continuera à fonctionner jusqu’à la fin des années 2020.
Crédit image : NASA, ESA, et Martino Romaniello (Observatoire européen austral, Allemagne)
2021 : Le Télescope Spatial James Webb
Crédit : NASA
Fruit d’une collaboration entre la NASA, l’ESA et l’Agence spatiale canadienne (CSA), le télescope spatial James Webb est un télescope réflecteur avancé, équipé d’un miroir segmenté de 6,5 mètres de diamètre.
Il fonctionne dans le spectre infrarouge, ce qui lui permet d’observer des galaxies lointaines, des exoplanètes et d’autres phénomènes célestes avec une sensibilité exceptionnelle. Le télescope Webb orbite autour du Soleil, près du deuxième point de Lagrange Terre-Soleil (L2), à un million de miles de la Terre.
Crédit image : NASA
Général
Les scientifiques redéfinissent l’avenir scientifique de l’Afrique lors de la 15e conférence de l’AAS à Abuja
Plus de 1 000 scientifiques du monde entier se réuniront à Abuja, Nigeria, pour la 15e Assemblée Générale et Conférence Scientifique, prévue du 9 au 12 décembre 2024. Sous le thème « Renforcer et faire avancer l’entreprise scientifique en Afrique », cet événement promet d’aborder des enjeux cruciaux tels que la santé, le changement climatique et l’économie numérique. Le professeur Friday Okonofua a souligné l’importance de cette rencontre pour redéfinir l’avenir scientifique du continent et stimuler son développement.
Actualités
Le 18 septembre 2024, plus de 1 000 chercheurs du monde entier se réuniront à Abuja, au Nigeria, pour la 15e Assemblée Générale et Conférence Scientifique, visant à redéfinir l’approche scientifique de l’Afrique et à libérer son potentiel pour favoriser le développement du continent.
Prévue du 9 au 12 décembre 2024, cette conférence, intitulée « Renforcer et faire progresser l’entreprise scientifique en Afrique », rassemblera des esprits éminents et des acteurs clés, notamment des experts en politiques, des organismes scientifiques régionaux, des partenaires de développement et des dirigeants africains.
Lors d’une conférence de presse tenue mercredi à Abuja, à l’approche de cet événement organisé par l’Académie Africaine des Sciences, le Secrétaire Général de l’AAS, le Professeur Friday Okonofua, a annoncé que le Président Bola Tinubu ouvrira la conférence, tandis que le Président de la Banque Africaine de Développement, le Professeur Akinwunmi Adesina, prononcera le discours d’ouverture.
Le Professeur Okonofua, spécialiste en obstétrique et gynécologie, a souligné que cet événement abordera des questions cruciales telles que la santé, le changement climatique, la diplomatie scientifique, l’agriculture, les infrastructures, l’économie numérique et les mécanismes de financement.
« La conférence mettra en avant des intervenants de renom, tels que le Professeur Patrick Lumumba du Kenya, le Professeur Olubayi Olubayi de l’Ouganda et le Professeur Oyewale Tomori, Président du Réseau Ouest-Africain des Académies Scientifiques », a-t-il précisé.
Il a également souligné l’importance de l’AAS, une société savante panafricaine fondée en 1985, en déclarant : « L’AAS, dont le siège est à Nairobi, est une société non alignée, apolitique et à but non lucratif, qui promeut le développement de tous les pays africains par la science. »
Au cours de la conférence, l’académie procédera également à l’intronisation de nouveaux membres et annoncera les lauréats de prix prestigieux, y compris le Prix Olusegun Obasanjo.
« Nous sommes convaincus que les résultats de la conférence offriront d’énormes perspectives pour repositionner la vision scientifique de l’Afrique et l’exploiter pour la croissance future du continent », a ajouté Okonofua.
Général
Une veste aérienne qui permet aux lézards plongeurs de rester sous l’eau plus longtemps !
Des lézards fascinants ont développé une technique unique pour échapper à leurs prédateurs : plonger dans les ruisseaux et rester immergés jusqu’à 18 minutes ! En observant les Anolis aquaticus au Costa Rica, Lindsey Swierk a découvert qu’ils expulsaient de grandes bulles d’air, qu’ils réinhalent ensuite. Cette méthode leur permet de maximiser leur apport en oxygène, transformant ainsi leur peau en véritable réservoir d’air. Imaginez ces créatures, élégantes et argentées, défiant les lois de la nature !
Évasion Aquatique : La Stratégie Surprenante des Lézards
Techniques de Survie des Lézards
Certaines espèces de lézards ont développé des méthodes fascinantes pour échapper à leurs prédateurs. En particulier, ces reptiles sont capables de plonger dans des ruisseaux, utilisant une technique unique de respiration par bulles qui leur permet de rester sous l’eau pendant une durée impressionnante allant jusqu’à 18 minutes.
Adaptations Étonnantes
Cette capacité à rester immergé est le résultat d’adaptations physiologiques remarquables. Les lézards, en utilisant des bulles d’air, parviennent à prolonger leur temps sous l’eau, ce qui leur offre un avantage considérable face aux menaces. En effet, cette stratégie leur permet non seulement de se cacher, mais aussi de se déplacer discrètement dans leur environnement aquatique.
Importance de la Recherche
Des études récentes ont mis en lumière ces comportements fascinants, soulignant l’importance de la recherche sur les adaptations animales. Par exemple, une étude menée en 2023 a révélé que ces techniques de survie pourraient inspirer des innovations dans des domaines tels que la biomimétique, où les scientifiques s’efforcent de reproduire des stratégies naturelles pour résoudre des problèmes humains.
Conclusion
Les lézards, avec leur capacité à plonger et à respirer sous l’eau, illustrent parfaitement comment la nature a équipé certaines espèces pour survivre dans des environnements hostiles. Ces adaptations ne sont pas seulement impressionnantes, mais elles ouvrent également la voie à de nouvelles découvertes scientifiques et technologiques.
Comprendre la Résilience des Lézards Aquatiques
Introduction à la Vie Aquatique des Lézards
Les lézards, bien que souvent associés à des habitats terrestres, possèdent des capacités fascinantes qui leur permettent de s’adapter à des environnements aquatiques. Certaines espèces de lézards ont développé des techniques uniques pour prolonger leur temps passé sous l’eau, ce qui leur confère un avantage dans la recherche de nourriture et l’évasion des prédateurs.
Techniques de Survie Sous l’Eau
Un aspect remarquable de la survie aquatique des lézards est leur capacité à expulser l’air de leurs poumons. En faisant cela, ils réduisent leur flottabilité, ce qui leur permet de plonger plus profondément et de rester immergés plus longtemps. Par exemple, le lézard de mer, qui se trouve dans certaines régions côtières, utilise cette méthode pour se cacher des prédateurs tout en cherchant des proies comme des crustacés.
Adaptations Physiologiques
Les adaptations physiologiques de ces lézards sont également impressionnantes. Leur peau est souvent recouverte d’écailles qui minimisent la perte d’eau, leur permettant de rester hydratés même lorsqu’ils passent de longues périodes sous l’eau. De plus, certains lézards possèdent des membranes nictitantes, qui agissent comme des lunettes de plongée, leur permettant de voir clairement sous l’eau tout en protégeant leurs yeux.
Exemples de Lézards Aquatiques
Prenons l’exemple du lézard de la famille des Scincidae, qui est connu pour sa capacité à nager efficacement. Ce lézard peut rester immergé pendant plusieurs minutes, utilisant ses pattes pour se propulser tout en maintenant une respiration contrôlée. Une étude récente a montré que ces lézards peuvent rester sous l’eau jusqu’à 20 minutes, ce qui est impressionnant comparé à d’autres espèces.
Conclusion
La capacité des lézards à s’adapter à des environnements aquatiques témoigne de leur résilience et de leur ingéniosité. En comprenant mieux ces adaptations, nous pouvons apprécier la diversité de la vie sur notre planète et l’importance de la conservation des habitats naturels qui soutiennent ces créatures uniques.
Les Lézards Aquatiques et leur Comportement de Respiration
Introduction à un Comportement Fascinant
Des recherches récentes ont mis en lumière un comportement intrigant chez certaines espèces de lézards aquatiques. En 2015, lors d’une étude de terrain au Costa Rica, Lindsey Swierk, chercheuse à l’Université de Binghamton dans l’État de New York, a observé que certains lézards, connus sous le nom de Anolis aquaticus, plongeaient dans des ruisseaux lorsque des personnes s’approchaient, restant sous l’eau pendant de longues périodes.
Observation et Découverte
En filmant ces lézards sous l’eau, l’équipe de Swierk a remarqué qu’ils expulsaient de grandes bulles d’air par leurs narines, qui restaient attachées à leur tête, avant de les réinhaler. Dans un article publié en 2018, Swierk a décrit ce comportement unique. En 2021, elle et ses collègues ont révélé que pas moins de 18 espèces de lézards du genre Anolis pratiquent cette respiration de bulles sous l’eau, pouvant rester immergés jusqu’à 18 minutes.
Caractéristiques Physiques des Lézards
Ces lézards possèdent une peau hydrophobe qui est recouverte d’une fine couche d’air lorsqu’ils sont sous l’eau, leur conférant une apparence argentée. Cette caractéristique est également la raison pour laquelle les bulles qu’ils expulsent restent attachées à leur tête.
Étude Expérimentale
Dans une étude plus récente, Swierk a appliqué un émollient sur la tête de lézards fraîchement capturés à l’aide d’un pinceau, afin de temporairement empêcher leur peau de repousser l’eau. Les lézards ainsi traités n’ont pu expulser que de petites bulles. « Ils ont pu réinhaler un peu d’air car je n’ai pas appliqué l’émollient sur les narines, pour des raisons évidentes », explique Swierk.
Les lézards ont ensuite été placés dans un réservoir en plastique transparent rempli d’eau de ruisseau pour mesurer combien de temps ils pouvaient rester sous l’eau avant d’être relâchés. Ceux qui avaient été peints avec de l’eau ordinaire sont restés sous l’eau en moyenne 32 % plus longtemps que ceux traités avec l’émollient.
Mécanisme de Respiration
Swierk suggère que le fait de réinhaler le même air permet aux lézards d’extraire davantage d’oxygène. De plus, lorsque la bulle expulsée se connecte à la fine couche d’air sur la peau du lézard, davantage d’oxygène pénètre dans la bulle. En d’autres termes, cette fine couche d’air pourrait agir comme un réservoir d’oxygène.
Comparaisons avec d’Autres Espèces
Il est également envisageable que la grande bulle joue un rôle similaire à celui d’une branchie, permettant au dioxyde de carbone de se dissoudre dans l’eau et à l’oxygène de diffuser à l’intérieur. On sait que de nombreux insectes, araignées et plantes peuvent survivre sous l’eau grâce à des couches d’air qui fonctionnent comme des branchies.
D’autres animaux, comme le rat-taupe étoilé et la musaraigne aquatique, expulsent et réinhalent également des bulles sous l’eau, mais il est supposé qu’ils le font principalement pour détecter des odeurs tout en étant immergés.
Conclusion
Ces découvertes sur le comportement des lézards aquatiques ouvrent de nouvelles perspectives sur la façon dont certaines espèces s’adaptent à leur environnement aquatique. La capacité de réinhaler des bulles d’air pourrait être un mécanisme évolutif fascinant, permettant à ces lézards de maximiser leur temps passé sous l’eau tout en optimisant leur respiration.
Science et nature
Une OLED révolutionnaire pour une vision nocturne compacte et légère !
Une révolution dans la vision nocturne ! Des chercheurs de l’Université du Michigan ont développé un nouveau type de OLED qui pourrait remplacer les lourdes lunettes de vision nocturne par des lunettes légères et pratiques. Cette innovation permet non seulement de réduire les coûts, mais aussi d’améliorer l’autonomie grâce à une consommation d’énergie bien moindre. De plus, un effet de mémoire dans ces OLED pourrait ouvrir la voie à des systèmes de vision par ordinateur capables de saisir et d’interpréter les signaux lumineux. Imaginez des lunettes qui se souviennent de ce qu’elles voient !
Une Révolution dans la Vision Nocturne : Les OLEDs Légers
Introduction aux OLEDs Innovants
Des chercheurs de l’Université du Michigan ont mis au point un nouveau type de diode électroluminescente organique (OLED) qui pourrait remplacer les lunettes de vision nocturne encombrantes par des modèles légers et plus abordables, adaptés à une utilisation prolongée.
Fonctionnement des Systèmes de Vision Nocturne Traditionnels
Les systèmes de vision nocturne actuels reposent sur des intensificateurs d’image qui transforment la lumière infrarouge proche en électrons. Ces électrons sont ensuite accélérés à travers un vide vers un disque mince comportant des centaines de petits canaux. En heurtant les parois de ces canaux, les électrons libèrent des milliers d’autres électrons, qui frappent ensuite un écran phosphorescent, convertissant ainsi l’énergie en lumière visible. Ce processus permet d’amplifier la lumière entrante jusqu’à 10 000 fois, offrant ainsi une vision nocturne.
Les Avantages des Nouveaux Dispositifs OLED
Le nouvel appareil OLED développé convertit également la lumière infrarouge proche en lumière visible, mais avec une amplification supérieure à 100 fois, tout en étant plus léger et sans nécessiter la haute tension ni le vide encombrant des intensificateurs d’image traditionnels. Les chercheurs estiment qu’une amplification encore plus élevée pourrait être atteinte en optimisant la conception de l’appareil.
Une Technologie Révolutionnaire
Chris Giebink, professeur d’ingénierie électrique et de physique à l’Université du Michigan, souligne que « l’un des aspects les plus attrayants de cette nouvelle approche est qu’elle amplifie la lumière dans une pile de films minces de moins d’un micron d’épaisseur, bien plus fine qu’un cheveu, qui mesure environ 50 microns. »
Réduction de la Consommation Énergétique
Étant donné que cet appareil fonctionne à une tension bien inférieure à celle des intensificateurs d’image traditionnels, il permet de réduire considérablement la consommation d’énergie, prolongeant ainsi la durée de vie des batteries.
Mécanisme de Fonctionnement
Le dispositif intègre une couche absorbante de photons qui convertit la lumière infrarouge en électrons, ainsi qu’une pile de cinq couches d’OLED où ces électrons sont transformés en photons de lumière visible. Idéalement, cinq photons sont générés pour chaque électron traversant la pile OLED.
Une partie de ces photons est émise vers l’œil de l’utilisateur, tandis que d’autres sont réabsorbés par la couche absorbante, produisant encore plus d’électrons dans un cycle de rétroaction positive. Ce phénomène amplifie considérablement la lumière émise par rapport à la lumière d’entrée.
Une Avancée dans la Technologie OLED
Les précédents modèles d’OLED ne parvenaient pas à amplifier la lumière, produisant un photon de sortie pour chaque photon d’entrée. Raju Lampande, chercheur postdoctoral à l’Université du Michigan, déclare : « C’est la première démonstration d’un gain élevé de photons dans un dispositif à film mince. »
Comportement de Mémoire et Applications en Vision par Ordinateur
Le dispositif présente également un comportement de mémoire, connu sous le nom d’hystérésis, où sa sortie lumineuse à un moment donné dépend de l’intensité et de la durée des illuminations passées. Giebink explique : « Normalement, lorsqu’un OLED d’upconversion est éclairé, il commence à émettre de la lumière, et lorsque l’éclairage est éteint, il cesse d’émettre. Ce dispositif peut rester actif et se souvenir des choses dans le temps, ce qui est inhabituel. »
Bien que ce comportement de mémoire pose des défis pour les applications de vision nocturne, il pourrait offrir des opportunités pour un traitement d’image similaire à celui du système visuel humain, où les neurones biologiques transmettent des signaux en fonction du timing et de l’intensité des signaux entrants. La capacité de mémoriser des entrées passées pourrait faire de ces OLEDs de bons candidats pour des connexions neuronales permettant d’interpréter et de classifier une image sans nécessiter un traitement séparé.
Fabrication et Collaboration
Les chercheurs ont fabriqué le dispositif en utilisant des matériaux et des méthodes couramment employés dans la production d’OLED, ce qui devrait améliorer la rentabilité et la scalabilité pour les applications futures. Ce projet a été réalisé en collaboration avec OLEDWorks, une entreprise spécialisée dans les produits d’éclairage OLED, et RTX, un entrepreneur dans le secteur aérospatial et de la défense. La technologie est en attente de brevet par OLEDWorks et l’Université d’État de Pennsylvanie, où l’étude a été initiée avant que Giebink ne rejoigne l’Université du Michigan. Ce travail a été financé par la DARPA.
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