Horloge astronomique
Anticythère
2 000 ans plus tard, le mécanisme antique enfin décrypté ?
Pour la Science
2022/3 N° 533 – mars
144 pages
Citer ce numéro
Une étape de la modélisation a consisté à simuler en trois dimensions la cellule avec ses différents éléments et les contraintes qu’ils imposent, ici les ribosomes (en jaune), la membrane (en vert) et l’ADN (les petits cubes colorés).
Crédit : Cell, vol. 185, Z. R. Thornburg et al., Fundamental behaviors emerge from simulations of a living minimal cell, pp. 345-360.e28, © 2022, avec la permission d’Elsevier
Dans l’expérience menée au laboratoire Jila, aux États-Unis, un laser bleu traverse un ensemble de lentilles avant de pénétrer dans un gaz de strontium ultrafroid. À cause des conditions de densité et de température, les photons ne peuvent interagir avec les atomes et traversent le gaz sans être diffusés.
© C. Sanner/Jila
Le paléontologue Dean Lomax pose pour indiquer la taille de l’ichtyosaure découvert.
© Matt Power/Anglian Water/Bav Media/Shutterstock
Blastoïde humain dont différentes fonctions sont identifiées grâce à des marqueurs fluorescents.
© N. Rivron/Nature/IMBA
Le papillon Hypomenitis enigma vit dans les Andes. Il est toxique et fait partie d’un groupe d’espèces partageant les mêmes traits mimétiques dans leur habitat. Ce groupe est caractérisé par des ailes presque entièrement transparentes.
© Marianne Elias
Le pôle Nord de Mars était-il recouvert d’un océan il y a 3 milliards d’années ? Un nouveau modèle climatique suggère que oui. L’océan aurait été alimenté en eau par des glaciers comme celui de Kasei Valles (en blanc sur cette vue d’artiste).
© F. Schmidt, GEOPS - CNRS/Univ. Paris-Saclay / Nasa / USGS / ESA / DLR / FU Berlin (G. Neukum)
Dans les océans, des archées, acteurs importants du cycle de l’azote, seraient capables de produire du dioxygène dans l’obscurité.
© Tracey Jones Photography/Shutterstock
Chez le maïs, de la famille des graminées, la feuille forme une gaine autour de la tige.
© Annis Richardson
Certains guerriers sumériens allaient à la guerre sur des chariots tirés par des équidés : des kungas.
© Thierry Grange / IJM / CNRS-Université de Paris
Le poisson des glaces de Jonah Neopagetopsis ionah édifie des nids à l’aide de graviers et d’autres composants. Dans les eaux glacées de l’Antarctique, 60 millions de tels nids ont été découverts sur une zone de 240 kilomètres carrés (2,4 fois la superficie de Paris, une ville qui compte 2 millions d’habitants). La densité en nids est dix fois supérieure à celle de la capitale en habitants !
© Ofobs team
Le récepteur chimérique (CAR, pour chimeric antigen receptor) est exprimé à la surface de lymphocytes T afin de reconnaître un antigène spécifique et activer le lymphocyte pour détruire la cellule ciblée. Cette stratégie est utilisée pour traiter certains cancers. Elle a été adaptée pour éliminer certaines cellules à l’origine du processus de fibrose cardiaque.
© Juan Gaertner/Shutterstock
Cette bulle a duré 465 jours. Elle contient de l’eau, du glycérol et des particules de plastique. Ces deux derniers ingrédients empêchent l’évaporation et le drainage de l’eau, deux phénomènes à l’origine de l’éclatement des bulles de savon classiques.
© A. Roux et al., IEMN, Phys. Rev. Fluids, L011 601, APS
Une comète de fiction peut-elle aider à alerter sur la réalité du changement climatique ?
© muratart/Shutterstock
Les rayons X font apparaître des structures mécaniques noyées dans des concrétions marines, au sein du principal fragment de la machine d’Anticythère. À la surface apparaît la roue motrice principale.
© 2005 Musée national archéologique d’Athènes (à gauche) ; © 2005 Nikon X-Tek Systems (à droite)
© Graphique par Tony Freeth et Jen Christiansen, modèle par l’équipe de recherche Antikythera, UCL
Des tomographies X réalisées en 2005 ont révélé des inscriptions inédites sur le mécanisme d’Anticythère, notamment, sur la façade avant, une liste de cycles planétaires (ci-dessus) et, sur la façade arrière, un « mode d’emploi ».
© 2005 Nikon X-Tek Systems
Au fil des ans, la masse originale du mécanisme d’Anticythère s’est fragmentée en 82 morceaux. Comprendre comment les assembler fut un véritable défi pour les chercheurs. C’est dans le plus grand fragment (en haut à gauche) que se trouve la roue motrice principale.
© 2005 Musée archéologique national d’Athènes
Les chercheurs ont reconstitué l’affichage de la façade avant par ordinateur. Au centre, un dôme représente la Terre. La phase de la Lune est affichée par une sphère à demi argentée associée à un pointeur donnant sa position dans le Zodiaque, décrit par l’avant-dernier anneau (gradué). Les dates remarquables des cycles synodiques de Mercure, de Vénus, de Mars, de Jupiter et de Saturne sont marquées par des lettres et des perles sur cinq anneaux concentriques. Entre celui de Vénus et celui de Mars s’intercale l’anneau donnant le soleil « vrai ». Tout à fait à l’extérieur, après l’anneau gradué du Zodiaque, un anneau gradué donne la date dans le calendrier égyptien.
© Équipe de recherche Antikythera, UCL
À gauche : © ballykdy/shutterstock.com ; en haut : © © ra3rn/shutterstock.com ; à droite : © archive.org (Public Domain Mark 1.0)
La nymphe de la cigale bossue, Issus coleoptratus, effectue des sauts en synchronisant le mouvement de ses deux pattes postérieures grâce à un mécanisme d’engrenages présent sur des parties de ses pattes connectées aux fémurs (à droite en fausses couleurs, observé au microscope électronique à balayage). Les adultes, en revanche, troquent ce dispositif pour un système de frottement entre les hanches, peut-être plus avantageux du fait de leur plus grande taille, et peut-être aussi plus résistant à l’usure.
À gauche : © Bildagentur Zoonar GmbH/shutterstock.com ; à droite : © Siwanowicz et Burrows
En 2020, l’artiste néerlandais Daniel de Bruin a conçu une machine avec un train d’engrenages réalisant une démultiplication de 10100. Cent roues y opèrent chacune une réduction de vitesse d’un facteur 10. Si la première roue effectue 10100 tours, la dernière en fait un seul.
© Daniel de Bruin
La plus grande roue dentée a été construite pour une mine de cuivre en Chine (à gauche). Son diamètre est de 13,2 mètres et elle pèse 73,5 tonnes. Les plus petits engrenages fonctionnels mesurent quelques dizaines de micromètres (à droite). Leurs roues dentées sont produites par des procédés de gravures utilisés dans l’industrie des microprocesseurs. Elles sont utilisées dans la conception de systèmes microélectromécaniques (MEMS, en anglais), des mécanismes micrométriques aux applications multiples dans des domaines variés comme la défense, l’acoustique ou la conception de capteurs électroniques.
À gauche : © Hofmann Engineering Pty Ltd ; à droite : © Avec l’aimable autorisation de Sandia National Laboratories, SUMMiT™ Technologies
Sauf mention contraire, toutes les images ont de © NASA, SDO et les équipes scientiques AIA, EVE et HMI
ÉRUPTION SOLAIRE. Un panache de plasma est émis sous la forme d’un anneau dans une région d’activité intense à la surface du Soleil. La taille de ces panaches atteint plusieurs milliers de kilomètres. Le record est de 800 000 kilomètres, plus d’une fois le rayon de l’étoile !
UN ÉVÉNEMENT EN PARTIE INVISIBLE. Une éruption solaire commence par une forte émission électromagnétique dans une gamme spectrale très large. La plupart de cette énergie se trouve ainsi en dehors des longueurs d’onde du visible. Ce rayonnement s’accompagne de la formation d’un panache de plasma dont les particules sont éjectées à des vitesses comprises entre 20 et 2 000 kilomètres par seconde.
UN CHAOS MAGNÉTIQUE. Le Soleil est doté d’un champ magnétique intense, dont la dynamique complexe est le moteur des éruptions. Ces dernières sont aussi rythmées par le cycle de onze ans de l’astre, qui connaît des périodes de forte activité et d’autres plus calmes.
Des galaxies spirales en rotation aux plus grandes échelles cosmologiques, un ingrédient semble manquer pour décrire correctement les observations. Les deux pistes principales sont celles de la matière noire et de la gravité modifiée.
© Superstar/Shutterstock
UN TEST FATAL ?. Le fond diffus cosmologique est le premier rayonnement émis dans l’Univers alors âgé de seulement 380 000 ans. Observé dans toutes les directions sur la voûte céleste, il semble presque homogène et correspond à une température de 2,7 kelvins. Grâce à une sensibilité élevée, le télescope spatial Planck a mesuré la distribution spatiale de fluctuations autour de cette valeur moyenne (en haut), avec des régions un peu plus chaudes (en rouge et jaune) et d’autres, plus froides (en bleu et vert). L’analyse de la taille de ces zones conduit à un spectre (en bas) dont les caractéristiques peuvent être reliées aux conditions physiques de l’Univers au moment de l’émission du fond diffus cosmologique. L’axe horizontal correspond à la taille angulaire de ces taches. Le modèle standard de la cosmologie LCDM décrit parfaitement les mesures. Les approches concurrentes échouent souvent à faire aussi bien. Or le nouveau modèle de gravité modifiée RMond a franchi avec succès cette épreuve.
Visuel en haut de l’encadré : © ESA/Collaboration Planck
L’expérience XENONnT succède à XENON1T, installée dans le laboratoire souterrain de Gran Sasso, en Italie. Elle consiste en une cuve de 8,3 tonnes de xénon, très pur. Une grande partie est à l’état liquide. Lorsqu’un wimp, une hypothétique particule de matière noire, interagit avec un atome de xénon, deux phénomènes sont possibles : une scintillation ou une ionisation. Dans le cas d’une scintillation, de la lumière à une longueur d’onde de 178 nanomètres serait émise et détectée par un ensemble de capteurs (des photomultiplicateurs) installés sur les parties supérieure et inférieure de la cuve cylindrique. Si une ionisation se produit, l’électron arraché à son atome est entraîné par un champ électrique vers le haut de la cuve et déclenche un signal. La sensibilité de XENONnT est l’une des plus élevées parmi les expériences de détection directe de matière noire.
Crédit : © Henning Schulze-Eissing/Collaboration XENON
La galaxie Dragonfly 44 a été découverte dans l’amas de Coma, en 2011, par l’équipe de Pieter Van Dokkum, de l’université Yale, aux États-Unis. Sa masse est comparable à celle de la Voie lactée, elle semble pourtant très pauvre en matière ordinaire. Elle pourrait donc être dominée à plus de 95 % par de la matière noire. Expliquer sa dynamique représente un défi pour les approches de gravité modifiée puisqu’elles ne s’appuient que sur la matière ordinaire présente. Jonathan Freundlich et ses collègues ont montré que cela était possible dans le cadre du modèle de gravité Mond.
Crédit : © Pieter van Dokkum/Roberto Abraham/Gemini Observatory/SDSS/AURA
Les cactus saguaro présentent parfois des protubérances appelées « fasciations » ou « cristations ». Semblables à des tumeurs, elles résultent d’une croissance cellulaire anormale et rendent les plantes plus vulnérables aux maladies.
© John Cancalosi/Alamy
Plus un organisme comporte de cellules, plus le risque qu’il développe un cancer devrait être élevé. Or ce n’est pas le cas. De nombreux gènes sont à l’œuvre, capables de contrer la maladie, comme chez la baleine à bosse.
© George Karbus/Getty Images
Le risque de mortalité par cancer a été calculé pour 191 espèces (il est proportionnel à la longueur de la barre rouge). La vulnérabilité au cancer présente une forte variabilité entre les espèces.
Crédit : © O. Vincze et al., Nature, 2021 (CC BY 4.0)
Analogue au principal neurotransmetteur inhibiteur du cerveau, le GHB offre de nombreux bénéfices thérapeutiques.
© Egor Tetiushev/Shutterstock
Le GHB, ou acide gammahydroxybutyrique, est un analogue du principal neurotransmetteur inhibiteur du cerveau, le GABA. Cette substance, euphorisante et sédative, est utilisée en anesthésie, mais aussi pour le traitement de diverses pathologies.
© Jean-Marc Billod/Shutterstock
Le vol libre d’un ballon aérosolaire au-dessus d’un désert de sel argentin, sans énergie. Une nouvelle façon de penser les liens entre humanité et environnement.
© Aerocene Fondation
Joseph Louis Lagrange, Henri Poincaré et Isaac Newton se féliciteraient du lancement du télescope spatial James-Webb (JWST), l’engin ayant ensuite rejoint le voisinage de l’un des points dits « de Lagrange ». En ces points, en présence de deux corps en orbite circulaire, comme le Soleil et la Terre, un troisième de masse négligeable, resterait à peu près immobile par rapport aux deux autres. Ces points constituent des solutions particulières du problème à trois corps parmi bien d’autres : le tableau montre d’autres solutions trouvées par Leonhard Euler (en haut), Lagrange encore (au centre) et, plus récemment, en 2000, par Alain Chenciner et Richard Montgomery (en bas).
© Illustrations de Bruno Vacaro
Crédit : © Philip Garner/shutterstock.com. D’après Current Biology, vol. 31, L. Gąsiorowski et al., pp. 3629-3638.e2, ©2021, avec la permission d’Elsevier
