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Scénario catastrophe - antimatière



  1. #1
    JeanBaMac

    Scénario catastrophe - antimatière


    ------

    Bonjour à tous.
    Je sais qu'il existe des reportages-catastrophes sur les éventuels effets d'une météore, d'un supervolcan, d'un sursaut gamma du contact avec une planète voire une étoile libre, un trou noir et autres merveilles du même genre.

    La question que je me pose est: quelles seraient les conséquences de l'impact, sur notre planète, d'une météorite constituée essentiellement d'antimatière? Quelle serait l'énergie produite + l'étendue des dégâts? Assisterait-on à une EMP?

    -----

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  3. #2
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Salut,

    Tout dépendrait de la taille de la météorite. Si c'était un gravier ça ferait boum comme une grosse bombe thermonucléaire, mais en altitude, au contact de l'atmosphère. Les dégâts seraient donc assez catastrophiques : radiation, onde de choc, mais surtout juste à l' hauteur de l'impact. Et le flash EM détruirait la plupart des satellites situés dans l'hémipshère correspondant, les lignes électriques et toute l'électronique au sol.

    Maintenant si c'est gros météorite, disons quelques tonnes comme ceux ayant fait les grands cratères existant (celui du Yukatan ou plus modeste le cratère météore), ce serait game over. Même la croute terrestre serait pulvérisée et la Terre très déformée voire pulvérisée.
    Keep it simple stupid

  4. #3
    pm42

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Le fait qu’il n’y ait pas d’antimatière qui se promène rend toutefois ce scénario très peu probable pour dire le moins.

  5. #4
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Citation Envoyé par pm42 Voir le message
    Le fait qu’il n’y ait pas d’antimatière qui se promène rend toutefois ce scénario très peu probable pour dire le moins.
    Tant mieux

    Et d'ailleurs on le verrait arriver de loin (hélas sans pouvoir faire grand chose amha (*)) car les molécules résiduelles dans l'espace interplanétaire suffiraient à provoquer un rayonnement gamma très facile à détecter.

    (*) quoique on pourrait y envoyer une fusée, même pas avec des explosifs. L'annihilation qui s'ensuivrait pulvériserait le machin. Et ensuite pour les débrits et poussières : consigne, restez planqué chez vous, coupez tous vos appareils électroniques, etc... Chandra et Fermi hurleraient GAFFE
    Keep it simple stupid

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    titijoy3

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    si un météorite est composé partiellement d'anti-matière, de quoi est constitué le reste ?

    si c'est de matière conventionnelle, il me semble que ça fait boum tout de suite, étant donné que la matière et l'anti-matière sont sensée s'annuler ?

  8. #6
    titijoy3

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    peut on considérer les photons et autres rayonnements comme de la matière ?

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  10. #7
    pm42

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Et d'ailleurs on le verrait arriver de loin (hélas sans pouvoir faire grand chose amha (*)) car les molécules résiduelles dans l'espace interplanétaire suffiraient à provoquer un rayonnement gamma très facile à détecter.
    Suivant son albédo on pourrait essayer de le dévier avec un laser pointé dessus pendant longtemps.
    Ou essayer de cibler un jet de matière localisé toujours au même endroit pour avoir une réaction locale assez faible pour ne pas le détruire mais qui agirait comme un moteur.

  11. #8
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Citation Envoyé par titijoy3 Voir le message
    si un météorite est composé partiellement d'anti-matière, de quoi est constitué le reste ?
    si c'est de matière conventionnelle, il me semble que ça fait boum tout de suite, étant donné que la matière et l'anti-matière sont sensée s'annuler ?
    Ben oui, elle ferait pas long feu.

    Citation Envoyé par titijoy3 Voir le message
    peut on considérer les photons et autres rayonnements comme de la matière ?
    Ca dépend de la définition de "matière" (ça varie) mais habituellement on ne considère pas la lumière comme de la matière. En plus ça manque de cohésion, pas facile d'en faire une météorite.

    Ceci dit on reçoit fréquemment des flash de rayonnement divers particulièrement intenses. Bon, on n'a jamais appelé ça une météorite, mais c'est peu ce que tu entends non ? C'est comme "gros pulse", une boule de rayonnement (très allongée quand même la boule c'est plutôt un spaghetti) Et ça peut venir des TREEEES loin (trop rapide pour être en orbite solaire).
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Sursaut_gamma

    La plupart des trucs de ce genre sont bien expliqués mais il reste encore des mystères.
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Sursaut_radio_rapide
    j'aime bien l'hypothèse des magnétars. Sont violents ces garçons là.
    Dernière modification par Deedee81 ; 09/08/2020 à 14h21.
    Keep it simple stupid

  12. #9
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Citation Envoyé par pm42 Voir le message
    Suivant son albédo on pourrait essayer de le dévier avec un laser pointé dessus pendant longtemps.
    Ou essayer de cibler un jet de matière localisé toujours au même endroit pour avoir une réaction locale assez faible pour ne pas le détruire mais qui agirait comme un moteur.
    Je connais le principe et j'y avais pensé. Mais il me semble plus facile d'utiliser une bête fusée en collision. Déjà maintenant on pourrait le faire assez rapidement. Mais la méthode de déviation est plus sûre (enfin, à condition de bien connaitre la trajectoire, ce qui n'est pas toujours évident).
    Keep it simple stupid

  13. #10
    titijoy3

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Ben oui, elle ferait pas long feu.



    Ca dépend de la définition de "matière" (ça varie) mais habituellement on ne considère pas la lumière comme de la matière. En plus ça manque de cohésion, pas facile d'en faire une météorite.

    Ceci dit on reçoit fréquemment des flash de rayonnement divers particulièrement intenses. Bon, on n'a jamais appelé ça une météorite, mais c'est peu ce que tu entends non ? C'est comme "gros pulse", une boule de rayonnement (très allongée quand même la boule c'est plutôt un spaghetti) Et ça peut venir des TREEEES loin (trop rapide pour être en orbite solaire).
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Sursaut_gamma

    La plupart des trucs de ce genre sont bien expliqués mais il reste encore des mystères.
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Sursaut_radio_rapide
    j'aime bien l'hypothèse des magnétars. Sont violents ces garçons là.
    en fait, en parlant de rayonnement, je ne parlais pas de la météorite d'anti matière mais plutôt de ce qu'elle pourrait croiser dans l'espace, sans parler des poussières ou autre corps gravitant autour de la terre..

  14. #11
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Citation Envoyé par titijoy3 Voir le message
    en fait, en parlant de rayonnement, je ne parlais pas de la météorite d'anti matière mais plutôt de ce qu'elle pourrait croiser dans l'espace, sans parler des poussières ou autre corps gravitant autour de la terre..
    Ah d'accord, j'avais mal intuité
    Keep it simple stupid

  15. #12
    f6bes

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Citation Envoyé par titijoy3 Voir le message
    en fait, en parlant de rayonnement, je ne parlais pas de la météorite d'anti matière mais plutôt de ce qu'elle pourrait croiser dans l'espace, sans parler des poussières ou autre corps gravitant autour de la terre..
    Bjr à toi, Ben ça réagirait...illico...suivant la quantité des masses en présence.
    C'est du moins ce que je pense.
    Bonne journée

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  17. #13
    papy-alain

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Bon, après, ne rêvons pas, un tel objet ne peut pas exister pour la simple raison qu'il n'existe aucun astre d'antimatière dans l'univers observable. Et même s'il s'agissait d'un caillou d'antimatière primordial, il a eu des milliards d'années pour s'annihiler au contact des poussières qui trainent un peu partout.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  18. #14
    titijoy3

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Bonjour f6bes et papyalain,

    pour vous deux, c'est exactement ce que je pense

    ma conclusion c'est que si antimatière il y à, c'est dans un autre univers..

  19. #15
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Salut,

    Attention, n'oublions pas qu'il y a bel et bien de l'antimatière dans notre univers. C'est juste qu'elle y est en très faible quantité. C'est le peu qui est produit dans des phénomènes extrêmes comme les supernovae. On distingue bel et bien de l'antimatière dans les rayons cosmiques, mêmes venant du Soleil, mais en quantité rikiki.

    La disparition de l'antimatière primordiale n'est pas un mystère : elle s'est juste annihilée avec la matière. Le mystère c'est plutôt : pourquoi reste-t-il de la matière ?
    Les calculs de nucléosynthèse montrent qu'avant l'annihilation il y avait 1000000001 particules pour 1000000000 antiparticules. Un écart non nul mais aussi infime ça fait "ad hoc" et les physiciens n'aiment pas. Ils en cherchent donc la raison.
    A cela plusieurs hypothèses :
    - un déséquilibre dans la symétrie matière-antimatière (c'est souvent l'hypothèse privilégiée). Voir :
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Conditions_de_Sakharov
    - dès le début (origine de l'univers) il y avait cet écart. Hypothèse détestable (pourquoi cet écart infime). Juste le hasard ? Conséquence du principe anthropique faible (il y a des tonnes d'univers avec des écarts en tout type on est dans celui où ça colle bien pour avoir donner l'univers qu'on connait, la vie et nous pour en discuter). Ca fait tout aussi ad hoc ce genre d'hypothèse non réfutable (et donc non scientifique). Une cause due à ce qui a précédé le big bang ?
    - des univers parallèles d'antimatière, des zones TRES lointaines d'antimatière (qu'on ne verrait pas car bien au-delà de l'univers observable) ? Autre ?
    Tout ça (ainsi que le pré big bang) est très spéculatif et plus ou moins biens étayé par des théories diverses et variées (dont les cordes et les boucles).

    On comprend donc aisément pourquoi la première hypothèse est privilégiée : elle est moins exotique et plus abordable expérimentalement. Mais les expériences sur l'antimatière n'ont jusqu'ici rien donné (les propriétés de l'antimatière restent dédespérément identiques à la matière) pas plus que les tests de la violation du nombre baryonique (instabilité du proton prédite par la supersymétrie.... qui a elle même (un peu) de plomb dans l'aile suite à l'échec de détection de particules supersymétriques au LHC, le modèle le plus simple est invalidé (SUSY) mais il reste encore d'autres modèles importants dont SUGRA par exemple, la supergravité).

    Tout ça fait partie des domaines de recherches actifs .
    Dernière modification par Deedee81 ; 10/08/2020 à 07h51.
    Keep it simple stupid

  20. #16
    titijoy3

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    d'accord,

    je ne savais pas qu'on avait détecté de l'antimatière à l'état naturel !

  21. #17
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Citation Envoyé par titijoy3 Voir le message
    je ne savais pas qu'on avait détecté de l'antimatière à l'état naturel !
    A confirmer mais je crois que c'est ainsi que cela a été détecté la première fois. Non pas dans les rayons cosmiques à proprement parlé mais plutôt dans les rayonnements secondaires (lorsqu'ils frappent les molécules dans la haute atmosphère).

    J'ai vérifié. Je confirme : https://fr.wikipedia.org/wiki/Carl_David_Anderson
    Mais ils avaient été prédit assez tôt dans la naissance de la théorie quantique, par Dirac (qui cherchait une théorie quantique relativiste).
    Keep it simple stupid

  22. #18
    cosmologiste 88

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Bonjour.

    Antimatière : Déjà l’antimatière est enfaîte de la matière qui est exactement la même sauf qu'elle n'a juste pas la même charge électrique, un électron est chargé négativement et bah un positron, lui, est un antiélectron, c'est à dire que c'est un électron mais chargé positivement, on sait effectivement que l'antimatière existe. On dit souvent que la matière et beaucoup plus abondante que l’antimatière et cela car selon le modèle du big bang et plus précisément la baryogenèse , on sait que la matière et l'antimatière sont asymétrique et ça car lorsque que les deux étaient en part égale au moment de la baryogenèse et lorsque qu'elles se rencontraient, elles annihilaient et donc on pourrait penser que tout aurait due annihiler et qu'il ne resterait rien mais on constate quand même que c'est la matière qui semble avoir gagné car peut êtres que l'antimatière était moins stable que la matière et donc c'est ça qui serait à l'origine de l'abondance de matière par rapport à l'antimatière.
    Pour plus de précision sur la baryogenèse : https://fr.wikipedia.org/wiki/Baryog...ns_de_Sakharov et aussi sur l'aire annihilation : https://fr.wikipedia.org/wiki/Annihi...ctron-positron

    Rencontre entre l'antimatière et la matière : Comme je les dit la matière est en abondance par rapport à l’antimatière et donc ça serait très improbable que un astéroïde soit composé d'antimatière et en plus crée une collision avec la terre et en plus la détruise car effectivement lorsque que de la matière rencontre l'antimatière il y une explosion encore plus violente qu'une bombe nucléaire, mais ça serait très improbable car :
    - l’astéroïde se serait peut êtres déjà annihiler avec un autre objet car je pense que l’astéroïde viendrait de très loin donc plus de risque de collision avec d'autres objets que la terre.
    - en plus pour détruire la terre complètement et crée une gigantesque explosion peut êtres plus forte que 100 bombe nucléaire, il faudrait qu'il contienne soit plus ou soit la même quantité d'antimatière que la terre contient de matière mais même si il en contient un peux moins que la terre, la terre serait quand même endommagé mais finirait quand même par gagner.
    -et donc un astéroïde de la taille d'une planète ou aussi dense qu'une planète c'est assez improbable et donc pour qu'il y ai une tel catastrophe, il faudrait qu'il y ai un planète d'antimatière ou une étoile d'antimatière ou même une galaxie d'antimatière et ça par contre on ne sait pas si ça existe, certain pense que si.
    J'espère avoir répondue à votre question, mais il est quasiment impossible que cela arrive.
    Sinon pour plus de renseignement sur l'antimatière et les éventuelle antiobjet astrophysique : https://fr.wikipedia.org/wiki/Antimati%C3%A8re

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  24. #19
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Citation Envoyé par cosmologiste 88 Voir le message
    Antimatière : Déjà l’antimatière est enfaîte de la matière qui est exactement la même sauf qu'elle n'a juste pas la même charge électrique
    Pas que la charge électrique : aussi la charge faible, la charge leptonique (et pour d'autres particules la charge de couleur et la charge baryonique).
    Il faut aussi une inversion du spin (pas capital sauf pour les neutrinos).

    Citation Envoyé par cosmologiste 88 Voir le message
    on sait que la matière et l'antimatière sont asymétrique
    Non on "ne sait pas". C'est une hypothèse. As-tu seulement lu mon message avant de dire ça ?

    Citation Envoyé par cosmologiste 88 Voir le message
    - en plus pour détruire la terre complètement et crée une gigantesque explosion peut êtres plus forte que 100 bombe nucléaire, il faudrait qu'il contienne soit plus ou soit la même quantité d'antimatière que la terre contient de matière mais même si il en contient un peux moins que la terre, la terre serait quand même endommagé mais finirait quand même par gagner.
    Et là c'est carrément une absurdité. Un objet de quelques tonnes dépasserait la puissance de milliards de bombes thermonucléaires. Ca réduirait la Terre en miettes.
    Fait le calcul si tu n'est pas sûr (c'est assez facile, E=mc² et tout ça).

    Pour le reste rien à redire mais là, c'est vraiment une belle perle
    Keep it simple stupid

  25. #20
    Lansberg

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Bonjour,

    l'énergie nécessaire pour pulvériser la Terre est E = 3. G. M^2 / 5.R
    Ce qui donne environ 2,3 x 10^32 J (équivalent à 8 x 10^14 star bomba !!).
    Avec E=mc² on calcule la masse totale à annihiler : m ~ 2,6 x 10^15 kg
    La moitié est amenée par l'astéroïde d'anti-matière => 1,3 x 10^15kg
    Si on suppose un astéroïde sphérique d'anti fer/nickel avec une masse volumique de 7000 kg/m^3 on peut calculer son rayon, de l'ordre de 3,5 km. Ce qui confirme ce qui est dit par Deedee.

  26. #21
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Merci pour le calcul. J'avais moi-même quelque peu sous-estimé la puissance et la masse nécessaire (mais pas de très très loin).

    C'est même plus petit que le météorite ayant tué les dinosaures (minimum 11 km).
    Keep it simple stupid

  27. #22
    noir_ecaille

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    J'ai une question concernant des manipulations en laboratoire consistant à mettre en orbite autour d'un noyau de matière, ni plus ni moins que des anti-protons. Sauf si j'ai mal compris, on sait déjà le réaliser -- par contre je n'ai aucune idée/donnée sur la stabilité d'un tel bouzin.

    Bien que matière et anti-matière sont censées s'anihiler mutuellement par collision, il y a malgré tout des orbitales atomiques où se balades les électrons, et ils n'entrent pas en collision à tout bout de champ avec les protons du noyau, malgré la différence de charge électrique.

    Du coup pourquoi/comment un anti-proton aurait tendance (ou pas ?) à percuter le noyau au lieu de simplement rester sur une orbitale d'électron ? Je ne sais pas si ma question est suffisamment claire... Il fait très chaud et mon clavier aurait besoin d'un coup de sopalin...
    "Deviens ce que tu es", Friedrich W. Nietzsche

  28. #23
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Scénario catastrophe - antimatière

    Salut,

    C'est le même principe que le positronium : https://fr.wikipedia.org/wiki/Positronium
    (qui a l'avantage d'être bien connu, plus simple, étudié de longue date et on sait même calculer ses propriétés)

    On sait bien que dans ce domaine parler d'orbite est faux. Le positron (ou l'antiproton) ne "tourne" pas autour de l'électron (ou du noyau). Sa présence est donnée par une fonction d'onde plutôt "étalé", on les nomme plutôt orbitales https://fr.wikipedia.org/wiki/Orbitale_atomique

    On peut calculer la valeur (moyenne) du moment angulaire correspondant à une orbitale donnée (ou la mesurer, comme le moment angulaire est conservée, dans les atomes cela a une influence sur les directions des photons et certaines transitions peuvent même être interdites).

    Et dans l'état de base (dit S) le moment angulaire est nul. Donc aucune rotation.

    Ensuite, ceci étant précisé, les orbitales étant étales, elles se recouvrent. Un exemple non exotique : certains isotopes peuvent subir une désintégration radioactive par réaction bêta inverse : proton + électron -> neutron + neutrino. https://fr.wikipedia.org/wiki/Capture_%C3%A9lectronique
    C'est le cas du Béryllium 7. L'émission radioactive est X et gamma (respectivement dû au réarrangement du cortège électronique et du noyau). Ce sont surtout les électrons sur les orbitales internes qui sont capturés. Pourquoi ? Parce que l'orbitale de l'électron n'est pas nulle au centre et donc il a une probabilité non négligeable d'interagir avec un proton et d'être capturé (si la transition est énergétiquement favorable, ce qui n'est pas très fréquent).

    Ca arrive plus vite avec le positronium ou les atomes avec antiprotons car là la réaction est "facile", toujours favorable (énergétiquement) et en plus dans le cas des antiprotons, vu leur masse, l'orbitale est très serrée, plus compacte, et la probabilité d'interaction donc plus élevée (quelque peu compensé par le fait que protons sont complexes et confinés, rendant l'interaction moins "élémentaire" (*)).

    Par exemple le para-positronium a une durée de vie de 0.1244 nanoseconde (c'est peu) et l'ortho-positronium 138.96
    (ce sont des états dit respectivement singulet et triplet, c'est lié aux spins des électron positron, pour des raisons de conservation de la parité, l'ortho ne peut s'annihiler qu'en donnant trois photons ce qui est plus "difficile" donc plus long).

    Le protonium (proton + antiproton) a une durée de vie entre 100 ns et 10 microseconde (j'ignore pourquoi c'est si imprécis mais je présume que c'est difficile à mesurer).
    Des ions d'hélium antiprotonic (noyau sans électron et un antiproton) a une durée de vie de 100 ns. Je présume que là l'utilisation d'ion permet une meilleure maîtrise et donc de précision. Je pense (à confirmer) que vu l'orbitale très compacte, avec des noyaux plus gros, ça doit être beaucoup plus difficile avec des durées de vie trop courtes.

    (*) l'annihilation proton - antiproton ne produit d'ailleurs quasiment jamais juste des photons, mais aussi des électrons/positrons/mésons pi, etc... (évidemment si tout s'annihile en cascade à la fin il n'y a plus que des photons)
    Dernière modification par Deedee81 ; 13/08/2020 à 07h49.
    Keep it simple stupid

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