ENERGETIQUEMENT VÔTRE

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    La tribu de Lanturlu ne connaît pas le feu. Pour se chauffer, l'hiver, elle expose des pierres au soleil, puis les rentre chaque soir dans la grotte-refuge. Tuant…

     Fortuitement, Anselme découvre la poudre, qu'il tente alors d'utiliser pour le chauffage, mais sans disposer d'une cheminée. Les déchets de combustion sont alors stockés dans d'immense outres, pour éviter que les habitant de la grotte ne périssent asphyxiés. Un vieillard de la tribu, rendu aveugle par des mystérieuses radiations, explique alors à Anselme que les atomes peuvent contenir une énergie cachée, qui est représentée par l'image d'un diable enfermé dans une boite fermée par un couvercle. De temps en temps, un fermoir de couvercle cède et le diable contenu dans la boite est éjecté (radioactivité naturelle). Mais, pour certains types de boites, le choc d'un diable avec une boite voisine, lors de son éjection, peut déclencher l'ouverture de cette dernière. On traduit ainsi les concepts de réaction en chaîne et de masse critique : il faut assembler suffisamment de boites les unes contre les autres pour que cette "pile" diverge et qu'à la limite elle puisse se transformer en bombe atomique, en cas de divergence explosive. Dans la suite de l'ouvrage on explique la différence entre fission et fusion. Les perspectives futures, édénique (fusion non-polluante) ou catastrophiques (là, on n'a que l'embarras du choix) sont évoquées.

Pour grand public.

COSMIC STORY

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    En franchissant les siècles, Lanturlu découvre les conceptions successives que l'homme se faisait du cosmos. Les univers jumeaux de babyloniens (Ohrzmad et Ahriman). Balayeur à la bibliothèque d'Alexandrie, il est témoins d'une discussion entre Ptolémée et un de ses élèves. Elève de Copernic, Hans Helm a du mal à comprendre pourquoi son maître conservera, jusqu'à sa mort, le résultat de ses puissantes réflexions.

     Lanturlu est ensuite le valet de Kepler qui, à Uraniborg, discute avec Tycho Brahé. Quelques pages plus loin, les mésaventures de Galilée avec l'Eglise sont évoqués. Au chapitre suivant, Anselme, devenu l'assistant de l'irascible Newton, entend son maître lui exposer ses conceptions sur les notions d'espace absolu et de vide, prenant le contre-pied de Descartes ("ce français, qui confond l'univers avec une tasse de thé").

      Devenu "Monsieur de Lanturlu" (noblesse d'Empire) Anselme assiste à la Malmaison à une discussion entre Herschel et Laplace. Questionné par Bonaparte à propos de l'intervention de Dieu dans la stabilité des orbites planétaires (invoquée par Newton), celui-ci lui répond "qu'il n'a pas eu besoin de cette hypothèse dans ses calculs".

    Le mont Palomar, Hubble, l'expansion cosmique, le Big Bang, les quasars, la mystérieuse absence d'antimatière dans notre "versant d'univers".

Pour grand public. Extension en "Lanturlu Junior", prévue, étendue à l'histoire des idées en astronomie.

L'ASPIRISOUFFLE

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    Comment les avions volent-ils ? Est-ce en surfant simplement sur les masses d'air ? Non, c'est plus subtil que cela. Sophie tente de l'expliquer à Lanturlu. Cette approche passera par une description microscopique d'un fluide, composé "de petite billes (les molécules) s'agitant en tous sens et se heurtant sans cesse". Les chocs de ces billes sur une surface produisent une force appelée pression. Si une feuille de papier, suspendue à un fil, dans une pièce fermée, sans "courant d'air", ne bouge pas, c'est parce qu'elle subit "autant de chocs d'un côté que de l'autre". Simple. Quant à la température absolue, ce n'est que la mesure de l'énergie cinétique moyenne de ces billes. Dans un gaz au zéro absolu, les billes sont simplement… immobiles, leur "vitesse d'agitation thermique" est nulle (situation qu'on ne rencontrera, dans la nature, que dans des masses de gaz interstellaire, très froid et très dilué, sinon les billes-molécules tendent à "s'agglutiner", pour former d'abord un liquide, puis un solide).

     Quelques expériences simples permettent de mettre évidence la loi de Bernouilli, qui permet à la taupe de ventiler son terrier, ou au parfum de monter dans le tube d'un vaporisateur, à la capote de la 2 CV se se tendre vers le haut, alors qu'elle semble recevoir de plein fouet l'impact de l'air qui arrive dessus.

     Lanturlu perd sa partie de tennis contre Bjorn Borg, qui "lifte" ses balles. Intrigué, il essaye de comprendre pourquoi la rotation de la balle altère sa trajectoire. Le problème étant éclairci, il imagine une machine volante dont l'élément portant est un cylindre rotation (dit "rotor de Flettner"), mais manque de se rompre le cou car il n'a pas tenu compte du "couple piqueur" créé par la machine. Sophie lui explique qu'il y a beaucoup plus simple et beaucoup moins dangereux : l'aile, dont le principe de fonctionnement est ainsi éclairci, en déplaçant une cuillère dans une tasse de café bien crémeux. Grâce à l'empennage, qui compense le couple piqueur de l'aile, Lanturlu peut enfin construire sa machine volante, propulsée par réaction.

     Un élément de la "machine à expliquer" que sont les bandes dessinées de Lanturlu. Sous l'aspect ludique, un cours de mécanique des fluides parfaitement charpenté et conforme, qui illustre le principe suivant : pour escalader une masse d'air, il faut pouvoir prendre appui dessus. Un avion qui vole n'en finit plus de tente d'escalader une masse d'air qui s'éboule. Pour escalader quelque chose, il faut pouvoir "prendre appui dessus". Il faut que le fluide soit "visqueux", qu'on puisse le mettre en mouvement par frottement. L'hélium "superfluide" n'est pas visqueux et Anselme, dans son navire, ne parvient pas à s'y déplacer, car son hélice et ses rames s'avèrent inopérantes.
Si l'air n'était pas "visqueux", les oiseaux seraient obligés d'aller à pied.

Pour lycéen réveillé, amateur de science. Version simplifiée en "Lanturlu Junior".

BIG BANG

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    L'univers, assimilé à une moquette. Mal posée par son créateur, comprimée, celle-ci fait des plis qui sont … les particules élémentaires. Dans cette moquette les "bosses" figurent la matière et les creux l'antimatière, un modèle pertinent. Matière et antimatière s'annihilent pour donner des photons, de même que les photons peuvent donner naissance à un creux et une bosse baladeurs. Ainsi les photons sont-ils des "creux-bosses". A partir de ce modèle didactique, pas mal de concepts clefs peuvent être présentés : l'ère radiative, la nucléosynthèse, le découplage matière-radiation. En fin d'album, un modèle pour bien comprendre l'effet Doppler, le concept d'horizon cosmologique. Avec deux patins à roulettes, deux aimants et un ressort, Lanturlu construit "les modèles de Friedman". En dernière page, un rappel du "cosmodrame".

Pour lycéen réveillé et amateur de science.

Version "Lanturlu Junior" prévue.

TOUT EST RELATIF

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    Anselme et Sophie visitent le Cosmic Park, tenu par un certain "Monsieur Albert". Anselme fait un tour sur le manège et prétend que le propriétaire lui a volé une seconde de distraction. Faux, lui rétorque, monsieur Albert, le temps, c'est comme les brosses à dents, c'est strictement personnel. Votre temps n'était pas le mien, c'est tout.

    Anselme est perplexe. Sophie lui explique quelques généralités sur l'espace-temps. Puis Monsieur Albert les emmène faire un tour en sous-marin. Un véhicule étrange, où le temps se mesure avec une horloge hydraulique. Un réservoir débite du "chronol" à l'extérieur du sous-marin et la mesure effectuée à l'aide du débitmètre de bord indique le temps écoulé, le temps du bord. Mais plus le sous-marin va vite et plus il croise profond, à cause du calage de ses barres de plongée, donc moins le temps s'écoule, puisque la pression extérieure, qui s'accroît, diminue le débit de chronol.

     Pourtant la vitesse est constante. La raison : le Cosmic Park est une goutte liquide, sphérique, une "planète relativité". Plus on va vite, moins le temps s'écoule, mais plus la distance à parcourir est faible. Ainsi la vitesse, qu'elle soit mesurée à bord du sous-marin ou par un observateur resté en surface, qui voit le sous-marin s'enfoncer puis réemerger, est la même.
Et quand on atteint la vitesse de la lumière ? Simple, on est au centre du système. La pression extérieure égale alors exactement celle du réservoir de chronol et le temps ne s'écoule plus. On parcourt alors une distance… nulle.
Pourquoi ne peut-on pas aller plus vite que la vitesse de la lumière ? Parce qu'on ne peut pas descendre plus profond qu'au centre d'une sphère. Ce modèle, pertinent, illustre le faite que la limitation des vitesse à c est de nature purement géométrique.

     Anselme cherche à approcher le cœur du Cosmic Park. Il se tient, avec un scaphandre autonome, sur le pont du sous-marin et presse Monsieur Albert de forcer les feux, d'accélérer, en vain. Au centre vivent les photons, "dont l'acte de décès est collé au verso de leur extrait de naissance" (dans leur "temps propre") . Quand Anselme et ses compagnons refont surface, tout est en ruine, parce que tout a vieilli pendant leur absence. Et Anselme conclut :

On dit que partir, c'est mourir un peu. En fait, c'est l'inverse.

     L'extrait ci-après provient d'un vieux projet de série télévisée qui n'a jamais vu le jour. L'auteur, en effet, était convaincu que le meilleur vecteur de la vulgarisation scientifique était la comédie musicale (Calculons sous la pluie, Un Informaticien à Paris, etc..)

Dans le cosmic Park
Je t'emmène fair' un tour en barque
Scruter les photons
Qui naviguent au fond
Comme de curieux petits poissons.

Un photon m'a dit
Pour nous, mon vieux, c'est pas un'vie
J'vois pas t'emps passer
J'me sens opprimé
Ce monsieur Albert
A un étrange frigidaire
Voilà qu'en tournant
Il gèle le temps.
Pour conserver les aliments.

Tout n'est qu'apparences
Comment peut-on avoir confiance
Le temps qui s'enfuit
L'espace qui rétrécit
La masse qui devient infinie.

Tout est relatif
L'espace est plein de hiéroglyphes
Un monde interlope
Un kaléidoscope
Entre chien et loup
Je prends mes jambes à mon cou.

Pour lycéen discipline science ou amateur science.

LE TROU NOIR

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    A la suite d'une défonce au cosmol avec Monsieur Albert, Lanturlu se retrouve projeté dans le monde de la géométrie. Comme dans le cas du Géométricon, il est fortement conseillé au lecteur de se munir du même matériel et de refaire lui-même les expériences géométriques faites par Anselme, c'est à dire de fabriquer des "posicônes " et des "négacônes". Dans cet album, un cours sur la courbure et sa mesure angulaire. Pôles, maillages, tout y passe, mais tout est accessible. Assimilant le voisinage du soleil (ou de tout objet massif) à un cône émoussé, Lanturlu découvre l'idée-clef de Monsieur Albert : remplacer les trajectoires "newtoniennes" d'objets se déplaçant dans un espace plat, et soumis à des actions à distance, dues à d'autres masses, par les géodésiques d'un espace courbe. Ainsi les masses disparaissent : il n'y a plus que la géométrie. Sous cet angle, l'album est une bonne présentation du concept-clef de la Relativité Générale : matière = géométrie.

      On perfectionne ensuite ce modèle en y mêlant la relativité Restreinte, c'est à dire en imaginant un "Cosmic Park" courbé, bosselé. A ce stade, c'est une bonne approche du glissement temporel que subirait une sonde s'approchant d'une étoile à neutron, assez massive pour courber l'espace-temps, et perturber les horloges de bord, les clepsydres à chronol. Nous savons que les étoiles à neutrons existent. On en a dénombré des centaines.

     Dans la suite du livre, j'ai essayé de construire plusieurs représentations géométriques de ce qu'on a coutume d'appeler un trou noir. Cela consiste à pousser les choses à l'extrême, la "bosse" créée dans ce Cosmic Park se transformant en gouffre sans fond. On retrouve toutes les idées liées au trou noir : l'arrêt sur image, le glissement temporel total.
Cet album a été écrit il y a presque vingt ans. Depuis j'ai pas mal fouillé ce modèle de trou noir et, comme l'avaient fait les mathématiciens avant moi, j'ai découvert qu'il s'agissait d'une solution de l'équation d'Einstein se référant à une région de l'espace temps où il n'existe ni énergie, ni matière. Personne ne pourra dire le contraire, mais les cosmic men ne le crient pas sur tous les toits. Cette seconde partie de l'album présente donc un objet dont je doute fort qu'il ait une existence physique. En dehors d'arguments de théoricien (le modèle du trou noir ne tient tout simplement pas debout, mais tout le monde s'y accroche comme à une bouée, faute d'avoir autre chose à se mettre sous la main) il y a des arguments d'ordre observationnel. Quand des astrophysiciens conjecturent que tel ou tel objet pourrait exister (Fritz Zwicky avait prédit l'existence des supernovae en 1931, lors d'une conférence donnée au Caltech), si l'idée est bonne, on commence par en trouver un, puis trois puis cent. Le cosmos est vaste. On a dénombre des milliers de quasars et des centaines d'étoiles à neutrons en rotations (pulsars). Les trous noirs… brillent par leur absence. Des candidats dont le nombre reste inférieur au doigts d'une main, hmmm…

     Un futur album présentera mon point de vue sur la question du devenir d'un objet hyperdense (étoile à neutrons), dépassant sa limite de stabilité, excédant la masse critique (autour de 2,5 masses solaires). . Je pense qu'elle file dans un univers jumeau par "transfert hyperspatial", tout cela étant, une fois de plus, affaire de géométrie (avec de superbes dessins à la clef).

     Enfin…. L'album reste une bonne introduction au concept de courbure. J'ai gardé le titre, mais je réécrirai tout cela sans doute un jour ou l'autre.

Pour amateur de science, lycéen section scientifique ou étudiant.

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