11 commentaires

surprised bird

Loin dans le grand Nord, dans le pays nommé Svithjod, il y a un rocher. C’est un rocher qui fait cent miles de haut et cent miles de large. Une fois tous les mille ans, un petit oiseau se pose sur le rocher pour aiguiser son bec.
Lorsque le rocher a ainsi totalement été usé, c’est une seule journée de l’éternité qui s’est écoulée.

Ceci est la première ligne de The Story Of Mankind, une histoire pour enfant écrite par Hendrik Van Loon et parue en 1922. L’histoire retrace, comme son titre laisse présager, l’histoire des civilisations en commençant par l’origine de la vie unicellulaire.

Cette citation magnifique emmène à se poser une question : combien de temps dure l’éternité ?

Les hypothèses

Avant de commencer de se lancer dans les calculs, il faut poser quelques hypothèses :

  • Les dimensions du rocher : ils sont 100 miles (161 km) de haut et de large. On assumera qu’il mesure aussi 100 miles en profondeur, formant ainsi un cube.
  • Le poids du rocher : un tel rocher devrait en toute logique s’effondrer dans la croûte terrestre (à titre de comparaison l’Himalaya mesure 8,8 km de haut). On supposera que le rocher ne s’enfonce pas.
  • L’oiseau : le texte dit que c’est un petit oiseau. On assumera qu’il s’agit d’un oiseau de type moineau ou rouge-gorge plutôt qu’un aigle ou un albatros. On supposera également que l’oiseau puisse voler à 160 kilomètres d’altitude (un avion de ligne vole à 10 km de haut) pour pouvoir se poser sur le rocher. On dira également que malgré la dureté beaucoup plus grande du rocher par rapport à celle du bec de l’oiseau, c’est un grain de sable cubique d’un millimètre de côté qui est enlevé par l’oiseau à chaque fois.
  • On supposera que l’érosion n’intervient pas ici.

Le calcul

Le rocher mesure 161 km de côté, soit 161 million de millimètre. Le volume du rocher est dès lors égal à 4,2 million de million de million de million de millimètres cubes.

On sait que l’oiseau enlève un millimètre cube du rocher tous les 1000 ans. Il lui faut donc 4,2 milliard de million de million de million de d’années pour user complètement le rocher. En notation scientifique, ceci s’écrit $4,2 \times 10^{27}$ années, et il correspond à une seule journée de l’éternité.

À titre de comparaison, notre calendrier en est à $2,0 \times 10^{3}$ années, les premiers êtres humains remontent à $1 \times 10^{7}$ années, les dinosaures se sont éteints il y a $6,5 \times 10^{7}$ années et l’univers tout entier aurait l’âge de $1,4 \times 10^{10}$ années.

Selon l’histoire de Hendrik Van Loon, donc, un jour de l’éternité dure 300 millions de milliards de fois l’âge de nôtre univers.

Quant à savoir combien de temps dure l’éternité toute entière… Et bien si c’est encore nécessaire, on peut par exemple lui donner autant de jours que notre univers a déjà connu, soit 5000 milliards. Ce qui donnerait à l’éternité toute entière une durée de 1,5 millions de milliards de millions de milliards… de fois l’âge de nôtre univers.

Conclusion : l’éternité est assez longue.

Liens :

source image

Lire la suite…

6 commentaires

Je n’ai jamais vraiment aimé les spectacles de magie. C’est beau et à voir, mais pour moi c’est l’explication d’un phénomène qui est la plus passionnante : un spectacle de prestidigitation est donc quelque chose de pas complet, auquel il manque l’essentiel.

C’est pour ça que je préfère les spectacles de science (comme ça) : l’explication y est toujours donnée et le but n’est pas de laisser le spectateur sur sa faim.

Mais… Ceci n’est satisfaisant que si l’explication donnée à un phénomène est correcte !
Aujourd’hui c’est un lecteur, Tsyr2ko, qui me pointe l’expérience des billes magiques qui disparaissent dans l’eau, les « Jelly Marbles ». L’expérience est montrée sur cette vidéo :

jelly marbles youtube capture écran

Tsyr2ko me signalait que certains sites disaient que ce phénomène était un hoax : que c’était faux, donc. En regardant mieux, le hoax ne concernait en réalité que les vidéos qui montraient comment faire soi-même ce genre de billes avec différent produits domestiques douteux, comme sur cette vidéo.
La vidéo en question expliquait le phénomène d’une façon totalement absurde : que les billes sont des produits liquides sous l’eau, mais quand on les sortait de l’eau, ils prenaient une forme solide grâce à des « tensions polaires » et d’autres explications compliquées.

Bien-sûr, ces explications sont fausses, et la réalité est bien plus simple, car oui, ces billes existent bel et bien !

Si ces billes disparaissent dans l’eau, c’est pour deux raisons :

  • elles sont transparentes-incolores
  • et leur indice de réfraction optique est la même que celle de l’eau

Si on plonge un objet en verre dans l’eau, on le voit parce que l’indice de réfraction optique du verre est différente de celle de l’eau : physiquement cela signifie que la lumière se déplace à une vitesse différente dans le verre que dans l’eau, et il s’en suit que le rayon lumineux forme un angle à l’interface eau-verre :

déviation de la lumière dans l’eau et le verre

En pratique, on observe une zone où les rayons lumineux se comportent différemment, et le cerveau en déduit que c’est là l’emplacement du verre, même s’il est transparent, tout comme l’eau.

Les billes « Jelly Marbles », elles, ont un indice de réfraction optique qui est égale à celle de l’eau : du coup, la lumière n’est pas du tout déviée quand elle traverse la bille. Il n’y a aucun zone où la lumière semble distordue et le cerveau ne voit rien : les billes paraissent invisibles :

indice optique 2

Il ne s’agit donc absolument pas que les billes se dissolvent dans l’eau aussitôt qu’on les y plongent, et se reconstituent dès qu’on les sort de l’eau. Bien que cette idée ne soit pas totalement absurde, ce n’est pas l’explication exacte au phénomène de disparition des billes dans l’eau. D’ailleurs, vous pouvez très bien sentir les billes quand elles sont dans l’eau : elles ne se « dissolvent » pas.

Par ailleurs, c’est exactement le même phénomène utilisé dans une autre expérience : il vous faut une petite bouteille en verre (bouteille de sauce Tabasco®, petit pot Ducros® ou autre pot en verre dans ce genre) et de la glycérine : l’effet est visible sur cette vidéo. L’explication est la même qu’avec l’eau et les billes : ici, c’est la glycérine qui a le même indice de réfraction optique que le verre : les rayons ne sont donc jamais déviés quand ils passent de l’un à l’autre, et le verre parait invisible !

Pour info, vous pouvez vous procurer les billes « Jelly Marbles » sur SteveSpanglerScience.com, et même sur eBay ou ailleurs. Ces billes sont aussi présentes dans les couches superabsorbants pour bébé.
Ces billes en polymère-superabsorbant retiennent de l’eau quand on les immerge toute une nuit et prennent jusqu’à 1000 fois leur volume initial : elles contiennent donc essentiellement des molécules d’eau emprisonnées dans les nœuds des longues molécules formant la bille. C’est la polarité de ces molécules qui absorbe l’eau (elle aussi polarisée).

Lire la suite…

7 commentaires

Qu’on soit d’accord : ici je ne vous apprendrai pas à faire sauter la baraque.

La science et surtout la chimie, est beaucoup plus sympa quand on la fait soi-même. Voici donc, histoire de s’amuser un peu, quelques trucs que vous pouvez faire chez vous pour vous divertir.
Je le répète : je ne vous apprendrai pas à fabriquer une bombe, et ce qui va suivre est totalement sans danger à petite échelle. Par simple précaution je précise quand même que je ne suis responsable de rien si vous décidez de faire ces réactions à une échelle plus grande.

Vinaigre + chou rouge

Vous connaissez surement : si vous avez du chou rouge cuit, il est de couleur bleu/violet. Vous pouvez le rendre rose fluo en ajoutant un peu de vinaigre (ou tout autre substance acide). Si vous ajoutez au contraire du sucre, il aura tendance à devenir bleu/indigo foncé.

Si vous n’avez pas de chou, la même chose est possible avec du thé noir et du jus de citron : d’une couleur marron-foncée vous passerez à brun-clair.

Que ce soit avec le chou ou le thé, le phénomène est le même : le chou et le thé contiennent des composés chimiques dont la couleur dépend de l’acidité du milieu. En fait, un milieu est acide s’il contient des ions hydrogènes $H^+$, qui sont tout simplement des protons isolés. Le composé chimique du chou ou du thé peut capter ce proton. La configuration électronique de la molécule est alors légèrement modifiée, et la longueur d’onde (la couleur) de la lumière réfléchie par la molécule est modifiée : la molécule dans le chou émet alors du rose au lieu du bleu, et dans le thé il émet globalement du brun-orangé au lieu de marron-sombre.

De la craie + vinaigre

La craie est un composé calcaire et le vinaigre est acide. Quand les deux se rencontrent, l’acide va dissoudre et attaquer le calcaire et du dioxyde de carbone est émis (le $CO_2$) sous forme de bulles.
Pour info, vous pouvez également essayer avec du Coca-Cola : il est aussi acide et dissoudra la craie aussi bien. On peut aussi s’en servir pour nettoyer la bouilloire, la douche ou les verres. Par contre, pour les mêmes raisons, faites attention à ne pas renverser du Coca ou du vinaigre sur des meubles en marbre : ils seraient également attaqués.

Super-glu + polystyrène

Là c’est un truc dont il faut mieux être au courant quand vous bricolez : prenez n’importe quelle morceau de polystyrène expansé et mettez une goute de super-glu dessus (faites gaffes aux vapeurs). Très vite vous verrez la colle ronger le polystyrène jusqu’à y faire un gros trou.

Le polystyrène expansé est essentiellement de l’air emprisonnée dans de longues molécules de polystyrène. Quand on verse de la super-glu (ou un autre produit comme de l’acétone) dessus, les molécules vont être dissoutes dans le liquide et l’air s’en échappe (d’où l’impressionnant creux observé).
Notez quand même que cette réaction produit des vapeurs plus ou moins dangereuses, donc prévoyez un endroit ventilé.

Du bicarbonate + produit vaisselle + vinaigre

Mettez du bicarbonate de sodium dans un récipient (quelques bonnes cuillères), recouvres le produit vaisselle puis ajoutez du vinaigre. Au besoin, mélangez avec une spatule. Le mélange va alors mousser de façon importante et assez spectaculaire.
Le vinaigre (acide) et le bicarbonate réagissent entre eux et libère du $CO_2$ gazeux. Le gaz va faire des bulles dans le savon et l’ensemble va former une bonne quantité de mousse. En prime, vous pouvez utiliser cette mousse pour nettoyer, ça évite de la jeter : elle sera efficace pour laver à peut prés n’importe quoi.

Du permanganate de potassium + produit vaisselle + eau oxygénée

Ici, c’est à peu près la même chose que l’expérience précédente : mettez la solution (de couleur violette) de permanganate de potassium dans un récipient, mélangez avec du produit vaisselle, puis ajouter l’eau oxygénée : ici la quantité de bulles produit est encore plus importante (attention, ici la mousse chauffe un peu) ! Les bulles contiennent du dioxygène.
Vous pouvez trouve les produits requis en pharmacie. Ici je vous recommande également de ne pas faire l’expérience à trop grande échelle (ou alors d’aller à l’extérieur) : la réaction chauffe pas mal et vous pouvez vous bruler. Néanmoins, si vous n’utilisez toujours que l’équivalent d’une petite cuillère de produit, il ne vous arrivera rien.

Lire la suite…