Échauffement pour vaincre la gravité

Entrer dans le champ de gravité - Le chat à pain défie la gravité

Chapitre 1 : La corde de Newton et le filet d'Einstein
Newton sur la force et le mouvement | Objets reliés par des cordes |
La corde oscillante de Newton et le filet ascendant d'Einstein | Suivez les lignes géodésiques

Chapitre 2 : Que se passe-t-il dans le filet ?
Trajectoire de la lumière dans l'espace 3D | La gravité comme lentille et les anneaux d'Einstein | Dernière minute : Mercure soutient Einstein !

Chapitre 3 : Comment exprimer des événements dans un réseau
Invocation pythagoricienne ! | Utilisons les vecteurs | Mesurons la distance la plus courte sur une surface courbe

Chapitre 4 : Une seule équation
Tenseurs et courbure | Le principe d'équivalence et les référentiels inertiels | Qui ose déformer l'espace-temps ?

Chapitre 5 Avec un cœur qui chante les étoiles
Un univers étoilé | Un effort poignant pour comprendre l'univers | Nous devons nous unir pour survivre ! | Les étoiles, l'usine chimique de l'univers

Chapitre 6 : Le poids insoutenable de la gravité
Et c'est pourtant arrivé | La tragédie d'un génie en avance sur son temps | Supernovas, étoiles à neutrons et contraction gravitationnelle

Chapitre 7 : Ce qui est invisible mais existe
La lumière se propage | Les trous noirs tournent comme des toupies | Trous noirs et rayonnement de Hawking | Observations des trous noirs enfin réalisées

Chapitre 8 : Le réseau ondulatoire – Ondes gravitationnelles
Nous l'avons fait ! | Recherche : Ondes gravitationnelles | Un autre type d'onde gravitationnelle

Chapitre 9 : Preuve vs. Preuve incomplète
Les capacités de prédiction d'Einstein sont sans égales dans l'Univers ! | Ondes gravitationnelles rapides comme la lumière | Le monde des singularités | Vous vous éloignez de plus en plus

Chapitre 10 Au-delà d'Einstein
Pourquoi les deux théories doivent s'unir | 1+1=? | L'évolution continue de la théorie

Échapper au champ gravitationnel - Comment utiliser la gravité

De la gravité de Newton à la gravité d'Einstein

« La gravité ? Tu ne l’as pas découverte sous le pommier ? »

Je ne sais pas si mes souvenirs sont confus ou déformés par l'âge, mais il est temps de laisser ces pensées dans le passé et de les mettre à jour avec les faits nouvellement découverts.
Outre les pommiers, la théorie de la gravitation de Newton, qui stipule que les objets sont reliés par des fils invisibles, a grandement contribué au développement de la civilisation humaine.
La grandeur de Newton dans la découverte de l'existence de la gravité grâce à la loi de la gravitation universelle restera longtemps gravée dans l'histoire des sciences, mais ce dont nous avons besoin maintenant que le champ d'action de l'humanité s'est étendu de la Terre à l'espace, ce n'est pas la gravité de Newton, mais la gravité d'Einstein.


« Qu’est-ce que la gravité de Newton et qu’est-ce que la gravité d’Einstein ? »

Il peut sembler que la gravité soit différente pour chaque découvreur, mais le concept est en réalité le même.
La seule différence réside dans son domaine d'application.
La gravité sur Terre, conçue comme le concept d'« une force agissant sur un objet doté d'une masse », pouvait être suffisamment expliquée par la théorie de la gravité de Newton, qui stipule que les objets s'attirent mutuellement.
Cependant, à mesure que la technologie se développait, d'étranges phénomènes sont apparus dans l'univers observé, tels que ① la lumière que l'on pensait se propager en ligne droite se courber, ② la distance parcourue augmentant, le temps d'arrivée est donc retardé, ③ la position observée d'une étoile et sa position réelle sont légèrement différentes, ④ et l'existence de trous noirs qui aspirent même la lumière, etc., qui ne pouvaient pas être expliqués par la gravité newtonienne, une théorie capable d'expliquer ces phénomènes de manière logique et scientifique est donc devenue nécessaire.
Ce qui apparut à cette époque, c'était la théorie de la gravité d'Einstein, qu'il expliqua en comparant la gravité à un filet plutôt qu'à une corde.
Après avoir découvert que l'univers est constitué d'une structure spatio-temporelle à quatre dimensions comprenant un temps et trois espaces, Einstein pensait que si un objet de grande masse, comme la Terre ou le Soleil, était placé dans cet espace-temps, celui-ci serait déformé.
À mesure que les questions trouvent une réponse une à une, comme celle de la lumière se déplaçant le long de l'espace-temps déformé et celle de la lumière provenant des étoiles ou réfléchie par celles-ci, qui est déformée et change de position, la gravité d'Einstein devient désormais le courant dominant du monde universitaire.

« N’est-il pas possible qu’ils aient eu cette idée parce qu’ils étaient intelligents à l’origine ? »

Einstein avait prédit tout cela il y a 100 ans.
C'est juste que je ne pouvais pas le mesurer.
« 10 choses que vous devez savoir sur la gravité » renferme les rires et les larmes d'innombrables scientifiques qui ont tenté d'interpréter et de comprendre l'univers à partir des théories prédites et établies par Einstein.
Eddington, Schwarzschild, Hilbert, Grossmann, Chandrasekhar et d'autres n'ont pas tout compris d'emblée. De même qu'on ne se rassasie pas après un seul verre, ils n'ont pu atteindre leurs objectifs qu'après de nombreux efforts.
La jeune génération a besoin de cette attitude de remise en question et de contestation constantes. En observant ceux qui n'ont jamais abandonné, elle peut rêver librement à l'avenir et développer l'idée qu'elle peut le façonner de ses propres mains.

Une mise en bouche pour savourer pleinement l'univers

Parmi les ouvrages scientifiques, certains utilisent des formules complexes pour expliquer les sciences, tandis que d'autres se contentent d'énumérer divers phénomènes sans explication, ce qui les rend difficiles à comprendre pour les jeunes.
Mais « Des adolescents qui connaissent un peu la gravité » est différent.
Bien que des formules de base et des méthodes de calcul apparaissent dans ce livre, elles ne font que confirmer leur existence et ne constituent en aucun cas le sujet principal.
Avant tout, ce livre encourage les jeunes qui évitent les sciences et n'y portent aucun intérêt car ils les perçoivent comme une matière difficile, en présentant en détail, à un niveau adapté aux jeunes, les phénomènes étonnants et surprenants qu'ils semblent ne voir que dans leurs rêves, afin qu'ils ne les trouvent pas difficiles.
Cependant, son objectif est de susciter l'intérêt pour l'espace en incluant des illustrations et des photos intéressantes de phénomènes célestes difficiles à observer sur Terre, ce qui lui donne l'allure d'un livre d'exploration d'un autre monde, très populaire auprès des adolescents de nos jours.

La gravité a toujours été avec nous.
Toutes les civilisations réalisées par l'homme ont été construites sur le postulat que la gravité est toujours à l'œuvre autour de nous.
Mais lorsque nous commençons à ressentir le besoin de voler dans le ciel et d'aller dans l'espace, et que nous réalisons que surmonter la gravité et y parvenir n'est pas chose facile, nous commençons à nous demander si la gravité n'est pas un obstacle qui entrave notre liberté.
On pourrait penser : « Si seulement la gravité n’existait pas », mais la gravité peut en réalité être plus utile si elle est bien utilisée.
Les systèmes GPS embarqués dans les voitures ou les téléphones portables subissent inévitablement des distorsions de localisation lors de la réception des signaux des satellites.
La cause de la distorsion de position est que la gravité subie par un satellite GPS flottant à 20 000 mètres au-dessus du sol ne représente qu’environ un quart de celle de la Terre. Si l’on considère la théorie de la relativité générale, qui stipule que le temps s’écoule plus vite dans les endroits où la gravité est plus faible que dans les endroits où elle est plus forte, la compréhension de ce principe sera d’une grande aide pour résoudre le problème.
Ce livre encourage le désir d'exploration scientifique des jeunes en leur fournissant une clé pour satisfaire leur curiosité grâce à des méthodes qui expliquent clairement divers phénomènes liés à la gravité.

Ce livre montre les efforts des scientifiques (chapitres 4-5), comme l'explication de phénomènes qui ne peuvent pas être expliqués par la gravité newtonienne à l'aide de la gravité einsteinienne (chapitres 1-3) et l'organisation et la clarification des formules.
Et dans ce processus, après avoir expliqué le phénomène de contraction gravitationnelle observé, les supernovas, les étoiles à neutrons et les trous noirs, ainsi que le rayonnement de Hawking (chapitres 6-7), les ondes gravitationnelles ont été mesurées et les trous noirs ont été photographiés (chapitres 8-9), mais tout comme la théorie d'Einstein a émergé pour expliquer des phénomènes qui ne pouvaient pas être expliqués par la théorie de Newton, cela montre que lorsque des phénomènes qui ne pouvaient pas être expliqués par la théorie d'Einstein ont été observés, une demande pour une nouvelle théorie est apparue (chapitre 10).
La théorie des cordes pourrait constituer une alternative, mais elle reste au point mort, et l'auteur souligne qu'il pense que notre jeunesse finira par apporter la réponse à ce problème.

Ondes gravitationnelles : un autre outil pour l’humanité, d’une puissance comparable à celle de la lumière.

L'automne 2016 a été une année historique pour la physique.
Nous avons effectivement mesuré les ondes gravitationnelles, un rêve de longue date.
Les ondes gravitationnelles sont les conséquences d'un mouvement qui se produit lorsque la trame de l'espace-temps est perturbée, et leur existence a été mentionnée pour la première fois il y a 100 ans, lorsqu'Einstein a annoncé sa théorie de la relativité générale.
Cependant, ① la technologie nécessaire pour mesurer les ondes gravitationnelles fait défaut, ② elles se produisent à une distance considérable, et ③ bien que les ondes gravitationnelles frôlent la Terre, leur vitesse est comparable à celle de la lumière, ce qui explique qu'elles n'aient jamais été mesurées auparavant. L'institut LIGO aux États-Unis est toutefois parvenu à cette conclusion.
Depuis l'apparition de l'humanité sur Terre, la lumière a été le seul outil d'observation sur lequel nous nous sommes appuyés pour explorer l'univers au-delà de la Terre.
Bien que le champ d'observation ait connu des progrès spectaculaires depuis l'introduction des dernières technologies télescopiques, l'observation à l'œil nu n'a pas permis d'aller au-delà de l'observation de la lumière ayant traversé l'espace.
Pour l'humanité, la découverte et la mesure des ondes gravitationnelles signifient la création d'un nouvel outil d'observation aux performances comparables à celles de la lumière.

Autrefois, nous ne pouvions pas voir les os sous la peau avec nos yeux, nous ne pouvions donc pas détecter les fractures ou les entorses à temps, et dans les cas graves, le patient décédait souvent.
Cependant, grâce à la découverte des rayons X, l'impossible est devenu possible : voir à l'intérieur du corps sans l'ouvrir. Cette découverte a joué un rôle énorme dans le progrès de la médecine et a permis de sauver de nombreuses vies.
Il en va de même pour les ondes gravitationnelles.
Jusqu'à présent, nous avons observé l'univers en le « voyant » avec nos yeux, mais la découverte des ondes gravitationnelles signifie que nous pouvons désormais « entendre » des corps célestes tels que les trous noirs, trop éloignés pour que la lumière puisse les atteindre ou qui absorbent la lumière et ne peuvent donc pas être observés. Cela signifie donc que l'humanité a pris l'élan nécessaire pour faire un bond dans un nouveau monde et qu'elle sera en mesure d'apporter une contribution majeure au développement futur de la physique et de l'astronomie.

Quand on connaît et utilise la gravité, l'imagination devient réalité !

Dans le manga « Dragon Ball », Son Goku et son rival Vegeta entrent souvent dans une chambre de gravité artificielle capable de contrôler la gravité pour combattre leurs ennemis, et grâce à un entraînement répété, ils augmentent rapidement leur puissance de combat en peu de temps.
Sigma, un héros du jeu en ligne [Overwatch], attaque ses ennemis en utilisant la technique « Effondrement de gravité », qui contrôle la gravité pour soulever l'adversaire dans les airs puis le projeter au sol.
Bien sûr, la mise en œuvre concrète d'une telle technologie est encore lointaine, mais existe-t-il un moyen d'exploiter la gravité dès aujourd'hui ?

Le séisme de Gyeongju de septembre 2016 dans la province du Gyeongsang du Nord a été le plus puissant de l'histoire sismique de la Corée du Sud, avec une magnitude de 5,8, blessant des dizaines de personnes et causant d'énormes dégâts matériels.
Parce que notre pays était considéré comme à l'abri des tremblements de terre par rapport aux autres pays, nous n'étions pas correctement préparés, et les dégâts ont été aggravés car l'information concernant le séisme n'a pas été communiquée rapidement au public.
Depuis, le système a été réorganisé et un manuel a été créé, permettant une transmission d'informations plus rapide lors du tremblement de terre de Pohang en 2017, mais des recherches sont en cours pour utiliser les ondes gravitationnelles afin d'obtenir une transmission encore plus rapide.
Après un séisme, le champ gravitationnel terrestre est perturbé quasi instantanément. Contrairement aux ondes P et S, qui se propagent respectivement à 8 et 4 kilomètres par seconde, les ondes gravitationnelles se déplacent à une vitesse comparable à celle de la lumière, soit 300 000 kilomètres par seconde. Si nous pouvions concevoir un système de détection des séismes, nous serions en mesure de les détecter et de nous y préparer bien plus tôt.

Les ondes gravitationnelles nous aident également à voir l'invisible.
Pendant longtemps, lorsque les humains observaient quelque chose, cela signifiait que leurs yeux observaient la lumière incidente.
Depuis lors, des progrès technologiques ont eu lieu, tels que l'apparition des télescopes astronomiques et l'installation du télescope spatial Hubble dans l'espace, mais du point de vue de l'humanité, l'observation n'a pas pu échapper au concept de confirmation par l'œil nu.
De ce fait, il était impossible d'observer les étoiles trop éloignées pour que la lumière puisse les atteindre, ou les étoiles situées très loin derrière les corps célestes incomparablement plus grands que le soleil, ou encore les trous noirs qui absorbaient la lumière et étaient invisibles.
Cependant, le concept d'observation humaine s'est considérablement élargi depuis qu'il est devenu possible de mesurer les ondes gravitationnelles créées par la collision de trous noirs ou d'étoiles à neutrons.


La gravité nous donne aussi la force de nous étendre jusqu'à des endroits éloignés.
L'humanité a déjà mis au point la technologie de survol rapide, qui utilise la gravité de Jupiter pour augmenter la vitesse d'une sonde.
Et si l'on pouvait exploiter la gravité d'un trou noir, infiniment plus massif que Jupiter, pour accélérer un vaisseau spatial à travers l'espace ? Cela ne réduirait-il pas considérablement le temps de trajet entre la Terre et les corps célestes lointains ? Si les trous noirs suscitent à la fois fascination et crainte, c'est parce que leur gravité est si intense qu'ils absorbent même la lumière, les rendant invisibles à l'œil nu. Si nous pénétrions accidentellement dans un trou noir, il nous serait impossible d'en sortir, et si nous étions aspirés à l'intérieur, nos corps pourraient être réduits en miettes.
Cependant, des recherches récentes montrent que les trous noirs émettent des particules en subissant le rayonnement de Hawking, et le processus de Penrose, qui a permis au Dr Brand de s'échapper en obtenant de l'énergie d'un trou noir dans le film [Interstellar], a été prouvé, et diverses méthodes d'utilisation des trous noirs sont à l'étude.
Exploiter la gravité n'est plus un rêve.
Conçu pour aider nos jeunes à prendre conscience de l'application pratique de la gravité, « Les adolescents qui s'y connaissent un peu en gravité » offre à la fois courage et divertissement.


Un lieu de débats scientifiques passionnés, pour passer au niveau supérieur [Adolescents qui connaissent un peu la science]

Le « programme révisé de 2015 » promeut l'image d'un être humain indépendant, créatif et vivant en société.
Dans le cadre de ce système de valeurs, nous nous concentrons sur le renforcement de l'enseignement de base en lettres et sciences humaines, en sciences sociales, en sciences et technologies, en mettant l'accent sur les concepts et principes fondamentaux de chaque discipline, tout en promouvant une éducation intégrée et convergente entre les différentes matières.


Dans le prolongement de cette tendance éducative visant à encourager les talents de demain, Poolbit a conçu une série scientifique pour les jeunes qui privilégie les concepts fondamentaux plutôt que la quantité de connaissances, et qui explique clairement les principes sous-jacents et leur application.
Une réflexion humaniste qui encourage les questions et les discussions sur les trois piliers que sont le noyau, le principe et l'application, voilà ce que souhaitent les élèves du collège, les enseignants de terrain et les parents, et c'est la direction claire que vise la série [Adolescents qui connaissent un peu la science] dans l'étude des sciences.


La série [Adolescents qui s'y connaissent un peu en sciences] a démontré un effort constant pour relier les connaissances scientifiques à nos vies, à commencer par le premier livre, « 10 choses que vous savez sur l'intelligence artificielle », qui dissèque en détail la réalité de l'intelligence artificielle, une science et une technologie de pointe, en la reliant à des problèmes concrets qui peuvent facilement survenir ; suivi du deuxième livre, « 10 choses que vous savez sur les matériaux », qui explore l'essence du monde à travers des éléments composés de divers éléments et que l'on peut facilement observer autour de nous ; et le troisième livre, « 10 choses que vous savez sur l'environnement et l'écologie », qui sensibilise à l'environnement à travers huit modes de consommation que nous adoptons facilement au quotidien.
Après cela, le 4e volume « 10 choses à savoir sur le Big Bang », qui traite de la théorie de la naissance de l'univers, le 5e volume « 10 choses à savoir sur la lumière », qui aborde le monde de la lumière qui a contribué à la création et au développement de la civilisation, et le 6e volume « 10 choses à savoir sur les éléments », qui organise les plus petites unités de matière représentant les domaines des sciences de la Terre, de la physique et de la chimie, centrées sur les éléments, ont jeté les bases de l'introduction des connaissances fondamentales nécessaires à la compréhension de l'univers.
Il est maintenant temps de passer à l'étape où vous pourrez utiliser les connaissances que vous avez acquises jusqu'à présent.
Le livre qui explique la cause des phénomènes nouveaux et inhabituels qui apparaissent dans l'espace est le 7e livre, « 10 choses que vous devez savoir sur la gravité ».
Les ouvrages à paraître, « 10 choses que vous devriez savoir sur l'électromagnétisme », « 10 choses que vous devriez savoir sur les gènes », « 10 choses que vous devriez savoir sur le changement climatique » et « 10 choses que vous devriez savoir sur l'énergie du futur », exploreront les domaines les plus fondamentaux et essentiels des sciences naturelles, à savoir la physique, les sciences de la vie et les sciences de la Terre.


Des matériaux concrets tournés vers l'avenir aux concepts fondamentaux qui constituent la base des sciences, [Science pour les adolescents] aborde la science sous tous ses angles.
Nous ne nous contentons pas de transmettre ce savoir à autrui.
Nous qui l'avons vécu, savons mieux que quiconque que ce type d'éducation assistée ne fonctionne plus, et nous ne devons pas permettre que de telles choses se reproduisent pour le bien de la prochaine génération, la jeunesse.
Ce dont nous avons besoin maintenant, c'est de compréhension, pas de mémorisation.
Cette série propose une approche tridimensionnelle où un oncle et une tante expliquent à leur neveu, élève de collège, quels sont les principes de la création, comment ils sont appliqués, quels problèmes scientifiques non résolus existent, quelles questions ils soulèvent et, finalement, comment nous devrions les accepter et les interpréter.
[Science pour les ados] a pour but de fournir les explications les plus conviviales et les plus simples possibles, adaptées au niveau des adolescents.
Il a le charme de permettre aux lecteurs de le lire du début à la fin sans perdre leur curiosité, avec des photos qui enrichissent le contenu et des illustrations qui vont au cœur du sujet mais sont empreintes d'esprit.
Je vous suggère de garder [Teenagers Who Know a Little About Science] à portée de main, car c'est un livre qui a déployé beaucoup d'efforts en matière de contenu et de format pour les adolescents, sans négliger même les plus petits détails.