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La quête de savoirs. Stonehenge (2000-1900 BC) L S  cos  = L/S Aristarque (2 siècle BC) Eratosthène (284 BC) L’infiniment grand La distance relative.

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1 La quête de savoirs

2 Stonehenge ( BC)

3 L S  cos  = L/S Aristarque (2 siècle BC) Eratosthène (284 BC) L’infiniment grand La distance relative TerreLune/Terre-Soleil Le rayon terrestre

4 Démocrite (450 BC) Aristote (350 BC) L’infiniment petit notions: d’atomes de vide (absence de matière) d’agitation des atomes de l’importance de la forme dans les propriétés des entités organisation des corps à partir des quatre éléments : terre (froid –sec) eau (froid-humide) air (chaud- humide) feu (chaud-sec)

5 Sciences, techniques et sociétés

6 système solaire galaxie amas notre univers naissance (le Big Bang), évolution, mort de notre univers? matière molécule atome noyau quark pré-quark le Big Bang, les étoiles et la nucléosynthèse Les quatre infinis de la quête des connaissances la vie biodiversités (3): gènes, espèces, écosystèmes biodiversité culturelle évolution des quatre biodiversités santé évolution de la «vie intelligente» dégradation des ressources dégradation des écosystèmes dégradationde la qualité de vie  complexe  petit  grand  préoccupant

7 Les grandes forces de la Nature La force gravitationnelle La force électromagnétique Les deux forces nucléaires – force forte d’attraction des quarks (cohésion de l’édifice nucléaire) – force faible d’échange de saveur des quarks (désintégration du neutron)

8 Forces nucléaires (1) Forces d’attraction entre les «particules élémentaires» du noyau agent de la force forte le gluon vecteur de la couleur des quarks agents de la force faible les bosons vecteurs de la saveur des quarks l’attraction entre les quarks, composants des nucléons, est à l’origine de la cohésion du noyau de l’atome et donc de la stabilité de la matière l’échange de bosons permet aux quarks de se transformer l’un en l’autre; ce processus est à l’origine de la désintégration naturelle du neutron : n  p+  - +  e cela change la nature du noyau, l’émission du  - est une forme de radioactivité naturelle Les bosons W +,- et Z 0 ont une masse. W - change un quark d en un quark u, processus de désintégration du neutron Le gluon particule sans masse de vitesse c

9 Forces nucléaires(2) Cascades d’effets dans l’environnement abiotique fusion nucléosynthèse radiations solaires et cosmiques radioactivité naturelle atmosphérique terrestre et marine de tous les organismes vivants convection du magma et techtonique des plaques énergie géothermique radioactivté naturelle du noyau terrestre radioactivité anthropique centrale (énergie) industries médecine (diagnostic, recherche, traitements) essais (armement) ,  -,  ,  -+, , n, p et autres noyaux radioactivité induite

10 Cellules et bagage génétique Forces nucléaires: effet anthropique ,  -,  ,  -+, , n, p et autres noyaux radioactivité induite les vecteurs d’interaction les capteurs biologiques Vulnérabilité potentielle aux radiations anthropiques et aux radiations cosmiques système immunologique adapté aux effets de la radioactivité naturelle absence de senseur biologique des radiations nucléaires

11 Force gravitationnelle (1) Force d’attraction entre les masses agent de la force: le graviton particule sans masse de vitesse c attraction entre tous les porteurs d’énergie ( matière – photons) entre les astres : F G = G (m 1 m 2 / d 1,2 ²) la pesanteur : F = m g g = G m T / R T ² théorie de la relativité Univers La Terre

12 Force gravitationnelle (2) Cascades d’effets dans l’environnement abiotique relation Univers - Terre sur Terre cycles des saisons, des jours et nuits cycles des marées: océaniques atmosphériques magmatiques cycles biologiques? comètes, météorites et autres «visiteurs de l’espace» modulation du flux des radiations solaires modulation du flux des interactions «mécaniques», interactions sonores et thermiques locales chute des corps poids pression friction poussée d’archimède gravitropisme chocs déformations vibrations stress mécanique énergie et chaleur sons

13 Force gravitationnelle : effets anthropiques les vecteurs d’interaction photons : lumière, chaleur gravitons onde mécanique : sons (infra et ultrasons) mouvement, contact les capteurs biologiques tractus rétino- hypothalamique canaux semi-circulaires équilibre vue ouïetoucherchaud-froid peau glande pinéale oreilleyeuxcellule ? rythmes biologiques les sens ? Gravitropisme ou autre influence gravitationnelle

14 Le Géoïde: surface d’égale pesanteur Rouge: bosses Bleu: creux La pesanteur est la même en tout point de la surface, il en résulte qu’en mer l’eau n’a aucune raison de couler des bosses vers les creux

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16 Une anomalie (augmentation) de l’intensité de la force gravitationelle à grande distance mesuréée avec les trajectoires des satellites Pioneer

17 La force gravitationnelle Une anomalie à grande échelle (satellite Pioneer), plus forte attraction Une anomalie à petite échelle (la force de Casimir), répulsion

18 La recherche du graviton VIRGO: à Cascina, près de la ville de Pise, à EGO(European gravitational observatory) un interféromètre laser de Michelson avec deux bras de 3 km de long, de 1,2 m de diamètre, sous vide(le vide record d’Europe) inauguration de VIRGO détecteur franco-italien d’ondes gravitationnelles. Il devrait enregistrer des vibrations de l’espace temps

19 L’effet de lentille gravitationnelle: les photons sensibles à la force gravitationnelle 4 images d’un même quasar: A,B,C,D La grandeur de l’effet supporte l’hypothèse de la masse sombre ou masse manquante

20 Force électromagnétique (1) Force d’attraction ou de répulsion entre les charges agent de la force: le photon particule sans masse de vitesse c entre deux charges F E = k (q 1 q 2 / d 1,2 ²) sur Terre, force à l’origine des édifices atomique et moléculaire et de leurs intéractions: l’origine de la vie sur une charge en mouvement F M = q v ^ B force exercée par un champ électrique E force exercée par un champ magnétique B  + +  + q 1  - q 2 F E = q. E une charge crée dans son milieu un champ électrique E une charge en mouvement crée dans son milieu un champ magnétique B E B entre deux courants* F M = k ’ (I 1 I 2 / d 1,2 ) *par unité de longueur de fil ·I1 ·I2·I1 ·I2 · +· +

21 Force électromagnétique (2) Cascades d’effets dans l’environnement abiotique force de van der Walls (attraction entre les molécules dans un fluide) force de cohésion moléculaire: liaison ionique, de covalence, de coordinence, forces attractivves et répulsives qui résultent en mouvement de translation et de rotation des charges mouvements accélérés des charges agitation due à T émission d’une onde électromagnétique processus bio-chimiques propres à la vie et à la matiére inorganique noyau: rayons  (R-  ) atome: R-X, UV, visible molécule: IR systèmes physiques: micro-ondes, radars, TV, radio distribution électrique (50-60 Hz) Interactions «local  global» à travers les cycles: eau, vent, vie

22 Force électromagnétique: effets anthropiques les vecteurs d’interaction photons: R- , R-X (ultraviolet) UV (lumière et couleurs) visible (infrarouge) IR de micro-ondes à lignes électriques interaction coulombienne: attraction, répulsion, mouvements les capteurs biologiques voies digestives et respiratoires tractus rétino- hypothalamique ? vue chaud-froid nez yeux langue, bouche rythmes biologiques les sens peau goût odorat Cellules ?

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24 h GMT Courbe donnant la fréquence annuelle des orages dans le monde selon le GMT(heure de référence de Greenwich); le maximum correspond à la période de 14 à 19h GMT et le minimum à 3h GMT. En d’autres termes c’est lorsqu’il est autour de 16h30 à Londes que le nombre d’orages est le plus grand sur Terre. Pouvez-vous expliquer ce phénomène? -6 h +7 h Walker «The flying circus of physics», John Wiley&sons, 1975 Ci-dessous: carte des orages entre décembre 1997 et février 1988, donnée par satellite

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26 pesanteur Électromagnétisme Force électrofaible Gravitation Grande théorie unifiée - électricité magnétisme Force nucléaire forte mécanique céleste Force nucléaire faible Force universelle Glashow, Weinberg, Salam ( ) Maxwell (1850) Newton (1687)

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