On trouve les sciences partout, même dans les mondes imaginaires (voir par exemple mon article sur la géologie et le climat dans le monde de Tolkien). Si la plupart de ces recherches sont faites par des scientifiques durant leur temps libre, des étudiants en physique de l’université de Leicester les font pour obtenir leur diplôme.
Un journal scientifique pour apprendre la recherche
Pour leur quatrième année d’étude, ces physiciens en devenir doivent effectuer un travail de recherche de deux pages, qu’ils publient dans un journal de leur université, le Journal of Physics Special Topics. Créé en 1996 par le Professeur Derek Raine, puis mis en ligne en 2009 par le Dr. Mervin Roy, ce journal jouit maintenant d’une audience internationale. Et certains de ses articles font objet de compte-rendus dans des blogs et dans la presse générale, friands de découvertes insolites.
Tous les sujets sont permis. Mis à part cela, le Journal of Physics Special Topics est point par point similaire à un journal scientifique : tous les articles doivent être revus par des experts, être éventuellement modifiés selon leur jugement et recevoir l’aval de l’éditeur pour être publiés. Selon le site du journal, le but d’une telle initiative est d’introduire les étudiants au monde de la recherche, de leur faire réviser les concepts de base en physique et de développer chez eux leur créativité.
Puiser dans la fiction pour trouver des idées de physique
Chaque volume, publié une à deux fois par an, contient des dizaines d’articles. Un bon nombre d’entre eux sont liés à des romans, à des séries ou à des films de fiction.
Ci-dessous, je vous livre une sélection non exhaustive de ce genre d’articles dans les deux derniers volumes publiés.
Sciences dans l’univers de Star Wars
Star Wars est l’œuvre de science-fiction la plus connue du grand public. Et c’est sans surprise que des étudiants s’inspirent de l’univers de George Lucas pour faire leur travail.
Crédit : Lucasfilm Ltd. & TM.
Dans deux articles publiés en 2012 et 2013, ces étudiants essaient de voir si les sabres lasers ou les boucliers déflecteurs de rayons lasers peuvent être construits en se basant sur les connaissances scientifiques actuelles.
Après quelques calculs, ils concluent que, si on arriverait à construire ces objets, ils ne seraient pas tout à fait comme ceux présentés dans les films. En effet, les boucliers déflecteurs, composés de plasma, auraient besoin d’un champ
magnétique très puissant et coûteux en énergie, qui, en plus, empêcherait toute personne de voir au-delà de ce champ. Cet inconvénient peut être compensé par des caméras sensibles aux ultra-violets.
De plus, les sabres lasers, aussi composés de plasma à haute température, seraient, selon eux, plutôt en forme de bouteille (le milieu de la lame serait bombé), et les possesseurs risqueraient se faire brûler par un plasma d’un million de degrés à chaque choc d’épée. Bref, cette épée semblerait loin d’être une arme maniable.
La guerre des mondes et le transport martien
Parmi les créatures les plus marquantes de la science-fiction figurent les Martiens de “La guerre des mondes”. Ces terrifiants envahisseurs arrivent sur la Terre, transportés dans des cylindres catapultés depuis leur propre planète.
Mais ces Martiens pourraient-ils survivre à l’atterrissage?
Ils le pourraient, conclut un article de Journal of Physics Special Topics publié en 2012. En calculant la vitesse d’échappement sur Mars et l’énergie cinétique des cylindres, les auteurs de l’article montrent que 120 tonnes de poudre à canon suffirait pour les propulser. A l’atterrissage, les Martiens subiraient une accélération 100 fois supérieure à celle de la pesanteur terrestre. Selon les auteurs, un tel exploit existe déjà dans le monde animal, et ces Martiens en sont sans doute capables.
On comprend pourquoi ces envahisseurs sont si dangereux, non seulement à cause de leur puissante technologie, mais aussi à cause leur résistance physique.
2,5 millions mouettes pour faire voler James et la grosse pêche
Il n’y a pas que la science fiction qui puisse inspirer la physique. Prenons l’exemple de James et la grosse pêche de Roald Dahl. Dans ce roman pour enfants, le petit James découvre une pêche qui va grandir jusqu’à devenir une maison. Lui-même et la pêche-maison seront, à un moment, transportés dans les airs par une armée de 501 mouettes.
Mais, pointe une étude parue en 2012, il faudrait beaucoup plus d’oiseaux pour que ce vol soit physiquement possible. En se servant des principes de la physique de base et de la mécanique des fluides, les auteurs ont calculé que l’armée de mouettes ne serait pas égale à 501, mais plutôt à 2,5 millions (2,425,907 pour être exact)!
Mais il est possible que ces mouettes aient des pouvoirs aussi « magiques » que ceux de la pêche, de telle sorte que chacune pourrait faire le travail de 5000 mouettes normales.
Vérifier la cohérence les récits bibliques : miracle ou non?
Même la Bible n’échappe pas à l’esprit inquisiteur des étudiants de Leicester. L’Arche de Noé pouvait-elle flotter avec ses occupants? L’eau peut-elle se transformer en vin?
Crédit : Marion E. (Creative Commons)
Pour l’Arche, il faudrait estimer sa taille, son poids et celui tous ses passagers, ainsi que la flottabilité de l’ensemble. Les calculs présentés dans un article de 2013 démontrent qu’un tel exploit serait possible, du moins tant que l’on ne tient pas compte des aspects logistiques du bateau (nourriture, eau, espace minimal pour chaque passager…).
Quand à la possibilité de transformer l’eau en vin, quelques considérations thermodynamiques laissent les auteurs d’une autre étude de 2013 conclure que, sans catalyseur et apport d’énergie, un tel processus relèverait d’un miracle.
Apprendre les sciences par l’imagination
Vu la manière dont je vous ai présenté ce journal, vous pourriez croire que tous ces étudiants ne s’intéressent qu’à ce genre d’études. Rassurez-vous, certains d’entre eux préfèrent aborder des sujets plus « utiles » pour la société (voir par exemple, cet article sur l’énergie géothermique, en anglais).
D’un autre côté, pourquoi devraient-ils se limiter à des méthodes définies pour apprendre la physique? Serait-il possible que celles utilisées actuellement aient découragé un bon nombre de jeunes à (continuer à) faire les sciences? L’ancienne étudiante en moi aurait bien aimé qu’une initiative comme ce journal ait existé dans son université. Si les sciences demande rigueur et discipline, l’imagination et la créativité en sont des composantes essentielles, non seulement pour la recherche, mais surtout pour l’apprentissage.
Étudiants, élèves, professeurs et enseignants, sortez des sentiers battus! Utilisez votre imagination pour faire les sciences.
Je confirme, ce Journal est une excellente source de news scientifiques insolites 🙂
C’est bien dommage qu’on ne trouve pas de tels journaux dans toutes les universités et facultés ^^’
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