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Les insectes à la croisée des disciplines
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David Elbaz : « La plus belle ruse de la lumière pour se multiplier, c’est la vie ! »

David Elbaz : « La plus belle ruse de la lumière pour se multiplier, c’est la vie ! » | EntomoScience | Scoop.it
Nous avons beaucoup parlé d’entropie, qui est en quelque sorte le désordre global. Une des règles principales de notre univers, établie par le deuxième principe de la thermodynamique, explique que l’entropie ne peut que croître au cours d’une transformation. L’image la plus triviale pour comprendre cette règle, c’est que si un verre se brise en tombant, on ne voit jamais les morceaux se recomposer d’eux-mêmes. Cette règle fondamentale, c’est aussi ce qui explique la flèche du temps, le fait qu’il ne fait qu’avancer sans retour en arrière possible. Maintenant que c’est clarifié (si si !), nous pouvons glisser avec David Elbaz sur la grande pente de l’histoire de l’univers.

 

par Erwan Cario

publié le 17 décembre 2021
 

On arrive au propos de votre livre : les «photons», qui composent la lumière, servent de monnaie à l’univers pour se structurer.

 

Einstein s’est aperçu en 1905 que de la matière qui était agitée pouvait se libérer de son agitation avec un coût en quantas d’énergie. Ce n’est qu’en 1920, quinze plus tard, que le mot «photon» a été introduit. La particule de lumière que je reçois sur mon télescope quand j’observe le ciel, elle a donc emporté avec elle l’agitation de la matière dont elle est issue. La molécule qui a vibré, elle s’est calmée. Avec moins d’énergie pour résister à la gravité, elle s’est rapprochée des autres…

 

Ainsi, la matière s’est mise à donner forme et a engendré cette fameuse beauté. C’est un peu comme si on avait filmé Rodin face à un gros bloc de pierre. On verrait des morceaux jaillir de tous les côtés, et progressivement, le bloc de pierre se transformerait. A la place des éclats de pierre, nous avons des photons.

 

Modeler la matière, ce n’est pas le boulot de la gravité ?

 

Je n’ai rien inventé, mais c’est l’angle qui est un peu original. Ce que j’explique, c’est que la gravité crée le bloc de pierre, et la lumière, c’est Rodin.

 

La pente naturelle de l’univers, c’est la création d’entropie, de désordre, et donc la création de lumière…

 

L’univers a deux manières de créer de l’entropie : créer du désordre dans la matière, et subdiviser l’énergie en petits morceaux. Et ces petits morceaux, on peut en créer autant qu’on veut. C’est un peu comme si on avait une pente avec un chemin plus marqué qu’un autre. L’eau qui coule choisit toujours naturellement la pente la plus forte. Dans le cas de l’entropie, la pente la plus forte, c’est celle de la lumière. C’est la clé.

 

Et la façon la plus efficace de faire de la lumière, c’est quand la matière se structure en formes complexes, qui semblent être l’exact opposé du désordre. On se rend compte qu’à chaque étape de son histoire, l’univers n’a fait que donner à la matière des moyens de plus en plus efficaces de produire de la lumière. Et la plus belle ruse de la lumière pour se multiplier, c’est la vie ! C’est ça qui est dingue.

 

C’est quand même compliqué, de penser la vie comme faisant partie d’une pente naturelle de l’univers. Notre raison résiste à cette idée-là…

 

Je comprends. C’est comme si on retrouvait encore une fois cette position de centre du monde, d’aboutissement de l’évolution… Pendant longtemps, on a expliqué que si, globalement, le système univers augmentait d’entropie, localement, elle pouvait diminuer. Mais ce n’est pas du tout satisfaisant. C’est comme si localement, on pouvait se libérer totalement d’une partie des lois de la physique.

 

Mais si on regarde vraiment, un gramme d’être vivant produit 200 000 fois plus de lumière qu’un gramme de soleil ! Au moment où on parle, on est donc en train de répondre aux lois de la physique… Pour moi, ce serait plus troublant que la vie soit une rupture dans l’histoire de l’univers, provoquée par un comportement anormal de la matière, que de dire que ça répond à une propension naturelle.

 

[Image] « Nous n’avons pas de définition scientifique et objective de la beauté. Et pourtant, on entend souvent parler de beauté en sciences. » (Xavier Lissillour/Liberation)

 
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Les écailles du Morpho [Pint of Science 2017] - Strange Stuff And Funky Things

Les écailles du Morpho [Pint of Science 2017] - Strange Stuff And Funky Things | EntomoScience | Scoop.it
En début d'année, Eléa Heberle, de l'équipe d'organisation de Pint of Science, me contactait pour me proposer de participer à la réalisation d'un chouette projet collectif : une

 

Les écailles du Morpho [Pint of Science 2017] - Strange Stuff And Funky Things

Par taupo, vendredi 21 avril 2017

 

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Extrait

 

"... pour aller un peu plus loin dans notre découverte des écailles de papillons Morpho [...], j'évoque les propriétés particulières qu'ont ses écailles vis à vis de la lumière : alors qu'elles sont par essence brunes voire totalement transparentes en terme de pigmentation, elles apparaissent bleues grâce au phénomène de coloration structurelle, conféré par la striature minuscule qu'elles possèdent.

 

→ Zoom into a Blue Morpho Butterfly (Narrated) on Vimeo
https://vimeo.com/32921285

 

C'est donc par un jeu d'interférences constructives et destructives que la couleur bleue nous apparaît. Un phénomène qui fait l'objet d'ailleurs de recherches en biomimétisme pour réaliser des matériaux colorés mais sans pigments (...)"

 

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Les couleurs chez les animaux

Les couleurs chez les animaux | EntomoScience | Scoop.it
Il existe deux manières pour obtenir une coloration chez les animaux. La première, celle qui vient spontanément à l'esprit, est liée à la présence de pigments. Il s'agit de couleurs d'origine chimique. Le pigment le plus connu est la mélanine, protéine responsable de la coloration de la peau chez les êtres humains, mais il y en a bien d'autres (caroténoïdes, flavonoïdes, ptérides, etc...). C'est ainsi que les flamants roses (couleur des plumes) et les truites saumonées (couleur de la chair) ont une couleur rose uniquement si ces animaux se nourissent de crevettes qui leurs apportent des caroténoïdes responsables de cette coloration.

Mais on peut également avoir une coloration sur la base d'un phénomène physique. En fait, plusieurs phénomènes physiques peuvent entraîner la coloration d'un animal : essentiellement la diffusion et des interférences.

(...)

 

[Image] Morpho menelaus observé avec une lumière rasante

 

Dans cette photographie, la source de lumière était située sur la gauche. Dans ce cas de figure, on constate que la couleur de l'aile située à gauche a changé et est différente de celle de l'aile située à droite. La couleur est donc sensible à l'angle d'incidence de la lumière, ce qui ne peut être expliqué par une origine pigmentaire mais implique une origine physique.

 

Crédit photographique : Michel Delarue, Service BioMédia de l'UPMC.

Pour citer cet article

Les couleurs chez les animaux, Planet-Vie, Mardi 24 novembre 2009, https://planet-vie.ens.fr/content/couleurs-animaux
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Coup de projecteur sur la lumière des lucioles

Coup de projecteur sur la lumière des lucioles | EntomoScience | Scoop.it
L'organe émetteur de lumière, appelé «lanterne», se situe dans l'abdomen des lucioles. Il ressemble à une série de tubes devenant de plus en plus fins, à l'image des branches d'un arbre se terminant en brindilles. Ce réseau de tubes a pour fonction de fournir de l'oxygène aux cellules de la lanterne, qui renferment de la luciférase. Il s'agit d'un mécanisme complexe, qui a rendu toute étude approfondie très difficile, et par là même sa reproduction pour des utilisations dans la vie pratique.

Pour cartographier la manière dont l'oxygène est acheminé vers les cellules lumineuses, Giorgio Margaritondo de l'EPFL, Yeukuang Hwu de l'Academia Sinica et leurs collègues de l'Université nationale Tsing Hua de Taïwan ont utilisé deux techniques d'imagerie sophistiquées. Ces technologies - la microtomographie synchrotron à contraste de phase et la microscopie par transmission de rayons X - permettent en effet de scanner une cellule simple, et même de dévoiler ce qu'elle contient.

En travaillant sur des lucioles vivantes, les scientifiques ont, pour la première fois, pu observer la structure complète de la lanterne, et proposer une évaluation quantitative de la distribution d'oxygène.

L'imagerie a ainsi montré que les lucioles détournent l'oxygène d'autres fonctions cellulaires et l'utilisent pour diviser la luciférine. Plus précisément, la consommation d'oxygène diminue à l'intérieur de la cellule, ce qui réduit la production d'énergie et met l'accent sur l'émission lumineuse.


Enerzine, 22/12/2014


[Image]  Three-dimensional views of the tracheal system in L. terminalis (a)–(b) and L. cerata (c)–(d)


via Phys. Rev. Lett. 113, 258103 (2014) - Firefly Light Flashing: Oxygen Supply Mechanism http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.113.258103

                                

Bernadette Cassel's insight:


SUR ENTOMONEWS


→  Des chercheurs taiwanais et suisses expliquent la production de lumière par les lucioles

                           

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