"créer" artificielement des étoiles ?

[invite3fd145a7]

Bonjour,
Je me suis posé une question : peut-on imaginer qu'un jour l'Homme saura créer des étoiles ? Je sais que naturellement elles se forment grâce à l'effondrement d'un nuage interstellaire sur lui-même. Pourrait-on un jour provoquer cet effondrement, voire l'accélérer, de sorte à provoquer l'apparition d'étoiles (à long terme ) ? Les difficultés techniques doivent être énormes, mais si l'on réussissait à produire de l'antimatière avec un haut rendement, des bombes à antimatière par exemple devraient pouvoir hausser la température du nuage, et ainsi faciliter son effondrement (à cause de l'agitation thermique et de l'ionisation des élements du nuage), non ?
Merci pour vos réponses !
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[vanos]

Bonsoir,

Sur ordinateur et en simulation autant qu'on en voudra, mais dans la réalité, la réponse est un non absolu et définitif.
La formation des étoiles est tellement au-delà de l'échelle humaine, c'est de la folie rien que d'y penser.

@+

[Gilgamesh]

si l'on réussissait à produire de l'antimatière avec un haut rendement, des bombes à antimatière par exemple devraient pouvoir hausser la température du nuage, et ainsi faciliter son effondrement (à cause de l'agitation thermique et de l'ionisation des élements du nuage), non ?

Chauffer un nuage aurait exactement l'effet inverse de l'empêcher de s'effondrer.

Par ailleurs l'antimatière n'est pas une source d'énergie (il faut de l'énergie pour en produire, et avec un rendement ridicule).


a+

[Garion]

Je fais un copier-coller de ma réponse pour un autre topic, mais la réponse est la même :

La question qu'on pourrait se poser d'un point de vue pratique (calcul), c'est :
Dispose-t'on de l'énergie nécessaire pour cette opération ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3fd145a7]

Chauffer un nuage aurait exactement l'effet inverse de l'empêcher de s'effondrer.

Je ne suis pas sur d'avoir bien compris, mais il me semble que c'est ce que je voulais dire: une température suffisante devrait permettre d'ioniser le gaz (en fait de retirer des électrons à ses atomes, je crois que c'est un état de "plasma"). L'intéraction électromagnétique entre les charges obtenues devrait être suffisante pour "assembler" une partie du nuage, formant un amas attirant le reste du nuage par effet gravitationnel cette fois, et l'engrenage est alors en marche...
Je pensais que plusieurs bombes à antimatière seraient suffisantes pour obtenir cette température donnant lieu au plasma dont je parlais... Alors bien sur tout ceci dans l'hypothèse que l'on sache créer à haut rendement de l'antimatière (ce qui arrivera bien un jour... ).

[Gilgamesh]

Je ne suis pas sur d'avoir bien compris, mais il me semble que c'est ce que je voulais dire: une température suffisante devrait permettre d'ioniser le gaz (en fait de retirer des électrons à ses atomes, je crois que c'est un état de "plasma"). L'intéraction électromagnétique entre les charges obtenues devrait être suffisante pour "assembler" une partie du nuage, formant un amas attirant le reste du nuage par effet gravitationnel cette fois, et l'engrenage est alors en marche...

Non, l'ionisation ne crée aucune force de cohésion ni à l'intérieur, ni à l'extérieur d'un cube de plasma, qui reste électriquement neutre.

Pour former une étoile, il faut un nuage dense et froid (~ 10 K).

Tu peux aller sur cette page c'est bien expliqué.

Je pensais que plusieurs bombes à antimatière seraient suffisantes pour obtenir cette température donnant lieu au plasma dont je parlais... Alors bien sur tout ceci dans l'hypothèse que l'on sache créer à haut rendement de l'antimatière (ce qui arrivera bien un jour... ).

Sur l'échelle des température, il n'y a absolument pas besoin d'aller chercher aussi loin qu'une bombe à AM pour ioniser un plasma. La température d'ionistaion est dans les 10⁴ K il n'y a pas besoin d'une boule de feu à 10⁷ K ou plus.
Ensuite, ioniser demande de l'énergie, et ce n'est pas d'abord le vecteur d'énergie qui manque mais la source.

Mais bon, je le répète, ioniser un gaz n'est d'aucune utilité pour créer une étoile, au contraire.

a+

[inviteb7268b6b]

Hello tout le groupe !

En réponse à Gilgamesh, d'après le lien ce n'est pas la température qui provoque l'effondrement du nuage, ok. Mais dans l'exemple de besieger, l'effet de la température n'est qu'indirect, c'est surtout l'ionisation provoquée par la température qui est importante, comme par exemple dans les régions HII :

http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9gion_HII

les photons très énergétiques émis par l'étoile commencent à ioniser le gaz environnant – celui-ci étant principalement composé d'hydrogène, on obtient alors un plasma de protons et d'électrons libres. Il se forme alors un front d'ionisation, qui s'étend à très grande vitesse. La pression interne du gaz nouvellement ionisé augmente avec sa température, entraînant de fait une augmentation de son volume. Les déplacements de matière et ondes de choc générées favorisent à leur tour la formation stellaire dans les régions voisines.

Pour la source d'énergie, c'est pas grave, n'importe quelle source sur Terre peut faire l'affaire. Ce qui compte c'est que l'antimatière est un moyen efficace de transporter cette énergie et de la libérer d'un coup, ponctuellement.

[Gilgamesh]

dans l'exemple de besieger, l'effet de la température n'est qu'indirect, c'est surtout l'ionisation provoquée par la température qui est importante, comme par exemple dans les régions HII

Je vais me répéter : l'ionisation ne provoque pas de force attractive dans le nuage. Par contre l'ionisation massive nécessite une température élevée, qui augmente la masse de Jeans, cad à masse minimale pouvant s'effondrer pour former une étoile

Pour la source d'énergie, c'est pas grave, n'importe quelle source sur Terre peut faire l'affaire. Ce qui compte c'est que l'antimatière est un moyen efficace de transporter cette énergie et de la libérer d'un coup, ponctuellement.

Il n'y a aucun source terrestre assez puissante puissante pour jouer le moindre rôle en astrophysique et en outre la conversion en am se fait à des rendement absolument minuscule, donc la majeur partie l'énergie employée serait dissipée en chaleur.


a+

[inviteb7268b6b]

De quoi parle l'article de wikipédia dans ce cas ?
Si j'ai bien compris, en fait la température et la pression du gaz augmentent, ce qui induit une augmentation de son volume, et c'est cette phase qui favorise la création d'étoiles (parce qu'il y a déplacements de matière et donc des chocs).
L'ionisation n'a donc pas vraiment d'importance, c'est vrai.
En revanche en provoquant la hausse de température initiale on doit pouvoir favoriser la création d'étoiles...

Après, pour ce qui est de l'obtention d'antimatière, je crois qu'on se place (au début du fil de discussion) dans l'hypothèse qu'on sait la produire à haut rendement. En fait tout ça pour savoir s'il serait possible en théorie de créer des étoiles (on spécule un peu...)...

a+

[Gilgamesh]

De quoi parle l'article de wikipédia dans ce cas ?
Si j'ai bien compris, en fait la température et la pression du gaz augmentent, ce qui induit une augmentation de son volume, et c'est cette phase qui favorise la création d'étoiles (parce qu'il y a déplacements de matière et donc des chocs).

Non, cela ralentit la contraction du nuage, qui doit d'abord évacuer toute l'énergie gravitationnelle perdue (sous forme de rayonnement et de jets polaires cf. objets de Herbig Haro)

L'ionisation n'a donc pas vraiment d'importance, c'est vrai.
En revanche en provoquant la hausse de température initiale on doit pouvoir favoriser la création d'étoiles...

Après, pour ce qui est de l'obtention d'antimatière, je crois qu'on se place (au début du fil de discussion) dans l'hypothèse qu'on sait la produire à haut rendement. En fait tout ça pour savoir s'il serait possible en théorie de créer des étoiles (on spécule un peu...)...

Nan, mais tu ne piges pas décidément : l'antimatière N'EST PAS une source d'énergie. Avant toute chose, il faut disposer d'une source d'énergie.On ne dispose pas du millième de milliardième de la quantité d'énergie nécessaire pour agir sur un objet aussi astronomiquement gigantesque qu'un nuage moléculaire, sous forme de bombe AM ou ce que veux, et ça s'arrête là.



a+

[invite3fd145a7]

Nan, mais tu ne piges pas décidément : l'antimatière N'EST PAS une source d'énergie. Avant toute chose, il faut disposer d'une source d'énergie.On ne dispose pas du millième de milliardième de la quantité d'énergie nécessaire pour agir sur un objet aussi astronomiquement gigantesque qu'un nuage moléculaire, sous forme de bombe AM ou ce que veux, et ça s'arrête là.

Nan mais ça je crois qu'on a compris, l'antimatière n'est qu'un vecteur d'énergie (comme c'est écrit dans le dossier de futura sur l'AM).
Mais je vais prendre un exemple pour bien me faire comprendre:
On se met d'accord dès le départ : dans mon exemple on pense le gaz comme de l'énergie potentiel. Voilà:
Si j'allume ma gazinière à feux doux (comme pour faire chauffer des pâtes ), la température va sensiblement augmenter dans la cuisine. Si je laisse mon gaz allumé à feux doux jusqu'à ce que la bouteille de gaz soit vide, il va me falloir très longtemps pour la vider (on dit 1 mois à titre d'exemple), et pendant tout un mois j'aurai dans ma cuisine une température un peu plus élevée qu'en temps normal.
Maintenant si j'ouvre la bouteille juste une nuit, et que j'allume une allumette le lendemain... La température va augmenter très fort ! Bien plus qu'avec mon feux doux... Autant de gaz va être consommé, mais en un tant plus court, ce qui a pour conséquence une hausse de la température plus conséquente.
Pour l'antimatière c'est pareil : il va me falloir récupérer de l'énergie nucléaire (par exemple) pendant longtemps pour faire ma bombe à AM. Quand je fais sauter ma bombe AM dans la nuage interstellaire, c'est toute l'énergie (issue du nucléaire) que j'ai accumulée pendant longtemps qui est liberée en peu de temps. Ici l'utilité de la bombe AM c'est qu'au lieu de me ramener avec 10 000 bombes H (c'est un nombre au hasard) je n'ai qu'une bombe AM!

Bon après j'ai compris que le rendement de fabrication de l'AM est minuscule ! Mais on est dans l'hypopthèse que l'on sait la produire à haut rendement. Donc on ne sait pas la produire à haut rendement mais imaginons que si. Parce que ce qui m'interesse ce n'est pas qu'on sache faire de l'AM, mais qu'il soit possible de produire des étoiles (et dans ce cas l'AM n'est rien d'autre que le vecteur d'une grande quantité d'énergie !

P.S :sinon l'article de wikipédia (cf.message de minibus) se tromperait ?

[Gilgamesh]

Ben oui, mais même sur ce point là (utiliser l'AM comme vecteur) c'est (doublement) foireux... Décidément.

D'une part comme déjà dit, c'est inutile (on n'a pas besoin d'arriver à ces températures de rayonnement pour ioniser la matière). Tu utilises un marteau pour écraser une mouche.

D'autre part le rendement de transformation énergie -> antimatière ne peut pas dépasser 50% pour des raisons fondamentales (conservation du nombre baryoniques) et une bonne partie de ce qui reste va partir sous forme de neutrinos. Donc tu ne peux pas faire l'hypothèse qu'on sache en produire à haut rendement, vu que c'est impossible.


a+

[mtheory]

Bonjour,

Gilgamesh à 100 % raison, évidemment...

[mtheory]

Par contre, on pourrait peut-être imaginer le scénario suivant.

Repérer une étoile instable près à ce transformer en supernova très proche d'un globule de Bok lui même très instable.

Provoquer l'explosion de cette étoile instable. Cela doit rester très difficile mais comme ce genre d'étoile va exploser en supernova à un moment donné ce n'est peut-être guère plus dur que de déclencher une avalanche avec un bâton de dynamite.

A ce moment là, comme ça c'est visiblement produit avec le système solaire, l'onde de choc de l'explosion sera peut-être suffisante pour provoquer l'effondrement du globule.

De toute façon, dans tous les cas de figure, la formation de l'étoile prendra certainement des centaines de milliers d'années et probablement des millions alors....je vois pas l'intérêt pour une civilisation même galactique de se lancer dans cette opération.

[inviteb7268b6b]

D'autre part le rendement de transformation énergie -> antimatière ne peut pas dépasser 50% pour des raisons fondamentales (conservation du nombre baryoniques) et une bonne partie de ce qui reste va partir sous forme de neutrinos. Donc tu ne peux pas faire l'hypothèse qu'on sache en produire à haut rendement, vu que c'est impossible.

Ah ok, moi je croyais que l'on était limité technologiquement. Ouf j'ai compris ça au moins!

Gilgamesh à 100 % raison, évidemment...

Bah oui c'est sûr, mais ce qui me chagrine, c'est que je comprend pas pourquoi, par exemple:

Non, cela ralentit la contraction du nuage, qui doit d'abord évacuer toute l'énergie gravitationnelle perdue (sous forme de rayonnement et de jets polaires cf. objets de Herbig Haro)

quelle est cette énergie gravitationnelle perdue ?
Je suis chiant mais je suis curieux c'est pas de ma faute !

[Gilgamesh]

quelle est cette énergie gravitationnelle perdue ?
Je suis chiant mais je suis curieux c'est pas de ma faute !

Un objet que tu laisses tomber par terre se rapproche du centre de la Terre. Son énergie gravitationnelle diminue. Cela est compensé par une augmentation de son énergie cinétique. Cette énergie cinétique est suffisante pour exploser le verre quand il touche le sol. Si tu en faisais tomber beaucoup, tu pourrais mesurer une augmentation locale de la température. Cette énergie, convertie in fine en énergie thermique (chaleur), c'est donc l'énergie gravitationnelle perdue par l'objet.

Pour le nuage de gaz qui s'effondre en étoile, c'est exactement la même chose. Les molécules du nuages tombent vers le centre, comme le verre tombe vers le centre de la terre. Elles acquierent de la vitesse. Les chocs entre les molécules réchauffent le nuage, ce qui augmente la pression et freine l'effondrement.

Un gaz chaud rayonne de l'énergie. Comme le nuage est transparent (car il est très dilué) ce rayonnement s'échappe facilement et il parvient donc à se refroidir, donc à évacuer au loin l'énergie gravitationnelle. Jusqu'a ce que le gaz devienne si dense qu'il en devient opaque. Alors le rayonnement ne s'échappe que difficilement et tu as un gaz chaud et dense, qui correspond à la proto-étoile (qui est donc très chaude en surface).

En plus d'évacuer son énergie gravitationnelle, le nuage doit évacuer son moment de rotation. En se contractant le nuage se met à tournoyer sur lui même, et forme un disque en rotation ce qui empeche la poursuite de l'effondrement à cause de la force centrifuge. Le mode d'évacuation de l'énergie de rotation fait appelle à processus assez complexe, qui couple le disque de gaz et les champs magnétiques. Ils se forment des jets de gaz perpendiculairement au disque et cela permet au nuage d'évacuer son trop plein de rotation et de continuer à s'effondrer.


Donc en résumé : pour s'effondrer un nuage de gaz doit évacuer son énergie gravitationnelle, soit mécaniquement (jets de gaz accéléré) soit par rayonnement.


a+

[invite2bab68d1]

Bonsoir,

Marrant que des humains d'une civilisation de type O (bientôt 0.72 ) sur l'échelle de Kardashev* se posent déjà ce type de questions.

Bon, en attendant d'arriver au type V ou VI ou VII, l'homme a déjà fait cela :
http://www.futura-sciences.com/fr/ne...here-sud_8373/


Pas mal pour une civilisation de type O.

Echelle de Kardashev : http://fr.wikipedia.org/wiki/Échelle_de_Kardashev


Cordialement,
Europa

[Gilgamesh]

Par contre, on pourrait peut-être imaginer le scénario suivant.

Repérer une étoile instable près à ce transformer en supernova très proche d'un globule de Bok lui même très instable.

Provoquer l'explosion de cette étoile instable. Cela doit rester très difficile mais comme ce genre d'étoile va exploser en supernova à un moment donné ce n'est peut-être guère plus dur que de déclencher une avalanche avec un bâton de dynamite.

A ce moment là, comme ça c'est visiblement produit avec le système solaire, l'onde de choc de l'explosion sera peut-être suffisante pour provoquer l'effondrement du globule.

De toute façon, dans tous les cas de figure, la formation de l'étoile prendra certainement des centaines de milliers d'années et probablement des millions alors....je vois pas l'intérêt pour une civilisation même galactique de se lancer dans cette opération.

Effectivement, préparer un nuage à devenir une étoile est complètement hors de portée concevable de notre espèce, mais provoquer l'ultime secousse précipitant la formation d'au moins un objet de classe stellaire, c'est peut être envisageable dans au moins un des horizons lointains de l'humanité.

a+

[invite3fd145a7]

Merci pour vos explications ! J'ai une question toutefois: une explosion nucléaire s'accompagne-t-elle d'une onde de choc ? Sur terre je sais qu'il y a bien le fameux "souffle", mais existe-t-il toujours dans l'espace (en l'absence d'atmosphère) ?
Si c'est le cas pourquoi ne pas envisager de faire exploser un "grappin" de bombes nucléaires à proximité du nuage. L'onde de choc se propagerait au sein du nuage en provoquant des perturbations à l'origine de l'effondrement d'une partie du nuage, mais on aurait pas les effets négatifs dû à la chaleur (puisque le grappin de bombes aurait explosé hors du nuage)...

[Gilgamesh]

Merci pour vos explications ! J'ai une question toutefois: une explosion nucléaire s'accompagne-t-elle d'une onde de choc ? Sur terre je sais qu'il y a bien le fameux "souffle", mais existe-t-il toujours dans l'espace (en l'absence d'atmosphère) ?
Si c'est le cas pourquoi ne pas envisager de faire exploser un "grappin" de bombes nucléaires à proximité du nuage. L'onde de choc se propagerait au sein du nuage en provoquant des perturbations à l'origine de l'effondrement d'une partie du nuage, mais on aurait pas les effets négatifs dû à la chaleur (puisque le grappin de bombes aurait explosé hors du nuage)...

Non, il n'y a pas propagation d'une onde de choc quand une bombe nucléaire explose dans le vide (à part ce qui compose la matière de la bombe, soit qq centaines de kg qui se diluent en qq milliseconde). Juste un flash lumineux (gamma, X surtout). La puissance destructrice (cad principalement l'énergie mécanique de l'onde de choc) des bombes nucléaires au sol est du au violent chauffage atmosphérique.

a+

[invite3fd145a7]

Effectivement, préparer un nuage à devenir une étoile est complètement hors de portée concevable de notre espèce, mais provoquer l'ultime secousse précipitant la formation d'au moins un objet de classe stellaire, c'est peut être envisageable dans au moins un des horizons lointains de l'humanité.

Et comment serait-ce envisageable, de provoquer l'explosion de l'étoile en question ?

[Gilgamesh]

Et comment serait-ce envisageable, de provoquer l'explosion de l'étoile en question ?

Ah ça...

J'aimerais bien quand même que tu réalises l'incroyable dissymétrie des énergies en jeu entre le moindre phénomène stellaire et tout ce que nous pouvons concevoir sur Terre.

Là ce qu'on te dit, en gros, c'est que si un camion de chantier était tout au bord du précipice, sur le point de basculer, une armée de fourmis pourrait donner l'impulsion pour le faire basculer 1 milliseconde avant qu'il ne le fasse de lui même. Faut pas en demander plus

a+

[inviteb7268b6b]

Pourquoi ne pas utiliser l'interaction gravitationnelle ? Plutôt que d'essayer de créer une perturbation dans le nuage pour provoquer son effondrement, pourquoi ne pas injecter un amas de matière déjà formé (une grappe d'astéroïdes ?) au sein de ce nuage ? La "grappe" d'astéroïdes (ou autre amas de matière) devrait être en soi une perturbation suffisante et provoquer l'effondrement d'une part du nuage autour de cet amas de matière (un peu comme une poussière jouant le rôle de noyau de condensation dans un nuage atmosphérique )...

[Gilgamesh]

Pourquoi ne pas utiliser l'interaction gravitationnelle ? Plutôt que d'essayer de créer une perturbation dans le nuage pour provoquer son effondrement, pourquoi ne pas injecter un amas de matière déjà formé (une grappe d'astéroïdes ?) au sein de ce nuage ? La "grappe" d'astéroïdes (ou autre amas de matière) devrait être en soi une perturbation suffisante et provoquer l'effondrement d'une part du nuage autour de cet amas de matière (un peu comme une poussière jouant le rôle de noyau de condensation dans un nuage atmosphérique )...

C'est comme si tu voulais créer une pente à un océan en creusant un trou sur le bord (ou quelque part dans le fond)

Si le champs de gravité augmente localement du fait de la présence de la masse introduite, le gaz ultra dilué du nuage présent autours de l'astéroide va former un nano-atmosphère autour de lui. Mais les confins du nuages, situés à pls année lumière ne sentiront rien de la présence d'une poussière en leur sein qui augmente de manière totalement négligeable la masse globale.

Pour que se forme une étoile, il faut que l'ensemble d'une grande masse ne puisse plus résister au champs de gravité qu'elle crée sur elle même ; pour reprendre les termes de l'analogie, il faut que l'océan forme une pente, ou plutôt un entonnoir, et que l'eau s'écoule en tout point vers le centre.


a+

[invite3fd145a7]

Pour que se forme une étoile, il faut que l'ensemble d'une grande masse ne puisse plus résister au champs de gravité qu'elle crée sur elle même

Un point de très haute densité locale, à proximité d'une grande masse peut avoir le même effet, non ?

[Gilgamesh]

Un point de très haute densité locale, à proximité d'une grande masse peut avoir le même effet, non ?

Non, et je viens d'expliquer pourquoi :/ Tu penses qu'un astéroide est capable d'attirer une parcelle de gaz au niveau de Alpha du Centaure ?


A moins que ta concentration ait une masse stellaire, mais c'est pas hyper intéressant pour notre affaire...

a+

[invite3fd145a7]

A moins que ta concentration ait une masse stellaire, mais c'est pas hyper intéressant pour notre affaire...

Imaginons qu'elle soit d'une masse solaire, son attraction gravitationnelle serait suffisante dans ce cas ? L'étoile résultante aurait une masse minimum de plusieurs masses solaires (comme la majorité des étoiles je crois), évidemment...

[invite89ebdb79]

peut-on imaginer qu'un jour l'Homme saura créer des étoiles ?

Me semble bien que c'est ce qui est prévu sur ITER ...
En plus petit biensûr !

[Calvert]

Imaginons qu'elle soit d'une masse solaire, son attraction gravitationnelle serait suffisante dans ce cas ? L'étoile résultante aurait une masse minimum de plusieurs masses solaires (comme la majorité des étoiles je crois), évidemment...

Non. En admettant que l'on soit capable un jour de déclencher un instabilité dans un nuage de plusieurs dizaines de milliers de masses solaires et de plusieurs années-lumière de diamètre, le résultat serait une fragmentation en petits grumeaux, qui formerait une très grande quantité de petites étoiles et de très rares étoiles plus grosse.

[Gilgamesh]

Salut Calvert,

Non. En admettant que l'on soit capable un jour de déclencher un instabilité dans un nuage de plusieurs dizaines de milliers de masses solaires et de plusieurs années-lumière de diamètre, le résultat serait une fragmentation en petits grumeaux, qui formerait une très grande quantité de petites étoiles et de très rares étoiles plus grosse.

Et dis moi, est ce que la fonction de masse initiale est dépendante de la nature de l'instabilité ? Il ne me semble pas, mais j'aimerais bien en avoir confirmation. Et sinon, c'est influencé par quoi ? La température du gaz ? Est ce qu'on le sait ?

a+