50 questions scientifiques expliquées

Cet article rédigé par Margot Michel (journaliste scientifique) vous présente 50 questions scientifiques expliquées de telle manière que les réponses soient à la portée de tous. Si vous avez des remarques ou des questions n’hésitez pas à les formuler en commentaire !

À savoir pour comprendre certaines réponses à certaines questions : notre perception des couleurs vient de l’absorbance des surfaces. L’absorbance est la capacité d’un milieu à absorber la lumière qui le traverse. Par exemple, la lumière du Soleil est blanche, elle est composée de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Lorsque de la lumière du Soleil éclaire une surface, cette surface va absorber des couleurs et en renvoyer d’autres.

 

Sommaire

1. Pourquoi le ciel est-il bleu ?


Le ciel est bleu parce qu’il existe une atmosphère autour de la Terre. L’atmosphère est une couche de gaz qui entoure notre planète. Lorsqu’il fait jour, le Soleil émet de la lumière blanche, qui est en réalité composée de toutes les couleurs (en optique, une lumière blanche existe lorsque toutes les couleurs, du rouge au violet, s’ajoutent). Lorsque cette lumière rencontre les molécules de gaz présentes dans notre atmosphère, elle se diffuse dans toutes les directions. C’est le bleu qui est le plus diffusé, ce qui explique que notre ciel est bleu. (à voir : Kezako).

 

2. Pourquoi la mer est-elle bleue ?


La mer est éclairée par le soleil qui émet une lumière blanche. En optique, une lumière blanche existe lorsque toutes les couleurs, du rouge au violet, s’ajoutent. Lorsque la lumière du Soleil atteint la surface de l’eau, les molécules présentes absorbent rapidement les couleurs rouge, orangé, vert, jaune et violet. Cependant, le bleu est beaucoup moins absorbé. Les molécules d’eau diffusent donc la couleur bleue, ce qui explique pourquoi la mer est bleue. (à voir : Pourquoi la mer est-elle bleue ? – #LaMinuteJamy)

 

3. Pourquoi n’y a-t-il pas de bruit dans l’espace ?


Le son est une déformation, une vibration qui se propage dans les molécules d’air. Un peu à la manière d’une ola qui se propage à travers une foule. Seulement, dans l’espace, il n’y a qu’un vide absolu. Il n’y a pas de molécules, donc pas de son. De la même manière qu’il n’y aurait pas de ola sans foule. (en savoir plus ici)

 

4. Pourquoi le son fait-il du bruit ?


Le son et le bruit sont exactement la même chose : c’est de l’air qui vibre. Cette vibration se transmet de proche en proche. Dans l’air, la vitesse de propagation du son est d’environ 340 m/s (en savoir plus ici)

 

5. Qu’est-ce qui donne sa couleur à la flamme ?


La lumière produite par une flamme résulte d’une combustion. Pour qu’une combustion se produise, il est nécessaire qu’il y ait un combustible et un comburant (l’élément qui permet la combustion). Dans le cas de la flamme d’une bougie, le combustible est la bougie elle-même et le comburant est l’air ambiant (plus précisément, le dioxygène présent dans l’air).

La flamme change de couleur selon la température et la luminosité. Le bas de flamme de la bougie contient une zone transparente. C’est la partie de la flamme dans laquelle le combustible s’évapore. Dans le cas d’une bougie, c’est la paraffine. On observe aussi une zone bleue : c’est ici que la combustion a lieu. Elle implique la séparation des atomes d’hydrogène des atomes de carbone. La température est ici d’environ 800 degrés Celsius. La zone qui est encore au-dessus, très lumineuse, est à environ 1200 degrés Celsius. Les réactions chimiques se poursuivent et des particules de suie se créent. Ces particules sont chauffées et émettent une lumière blanche et jaune dans la partie haute. (à voir : Une FLAMME : C’est quoi ?)

 

6. Pourquoi les plantes sont-elles vertes ?


Les plantes de la Terre sont vertes car notre Soleil est, en quelque sorte, vert. En effet, le Soleil émet une lumière blanche. Or, comme on l’a vu, en optique, une lumière blanche existe lorsque toutes les couleurs, du rouge au violet, s’ajoutent. Cela veut dire que le Soleil émet de la lumière rouge, bleue, violette, jaune et verte. Parmi toutes ces lumières, la lumière verte est la plus intense. Le maximum d’intensité de la lumière émise par le Soleil se situe dans les longueurs d’onde de la couleur verte. Bien sûr, le soleil émet aussi de la lumière bleue, rouge, violette et jaune. Pour cette raison, on ne voit pas sa lumière comme verte mais comme lumière blanche. Les plantes ont évolué pour utiliser principalement les lumières rouges et bleues du Soleil pour la photosynthèse. Comme elles reflètent la couleur verte, elles deviennent vertes. 

 

7. Pourquoi les veines sont-elles bleues et le sang est-il rouge ?


On a pu penser que le sang dans nos veines était bleu et qu’au contact de l’air, avec l’oxydation, il devenait rouge. Mais le sang est bien rouge dans nos veines. Cette couleur s’explique par l’oxydation du fer sur une protéine, appelée hémoglobine, présente dans les globules rouges, eux-mêmes présents dans le sang. 

Le sang absorbe les lumières bleues et vertes, et la partie de la lumière rouge qui n’est pas absorbée est renvoyée. On perçoit le sang comme étant rouge. La peau absorbe la lumière différemment : seule la lumière bleue peut être réfléchie depuis les veines, c’est donc pour cela que l’on perçoit les veines bleues. 

 

8. Comment les arcs-en-ciel se forment-ils ?


Source : Comment se forment les arcs-en-ciel ? #LaMinuteJamy

Un arc-en-ciel se forme lorsque deux conditions sont réunies : il faut qu’il pleuve devant nous et que le soleil brille derrière nous. Les gouttes de pluie, à la manière d’un miroir, vont refléter la lumière. Lorsque les rayons du soleil pénètrent dans la goutte d’eau, la lumière blanche se décompose en une multitude de rayons de couleur différente. Les rayons sont ensuite renvoyés jusqu’à nos yeux. Le rouge étant plus dévié que le violet, ce sont les gouttes les plus hautes qui apportent le rouge à l’arc-en-ciel, et les plus basses qui apportent le violet. Pour cette raison, le rouge se trouve toujours vers l’extérieur et le violet vers l’intérieur.

 

9. Quelles sont les constructions humaines visibles à l’œil nu depuis la lune ?


La distance qui sépare la Terre de la Lune est de 380 000 km. Selon les chiffres officiels, la muraille a une longueur d’environ 8852 km et mesure en moyenne 5-6 m de largeur et au maximum, 10. Avec un simple calcul, voir la muraille de Chine depuis la Lune reviendrait à voir un cheveu de 0,1 mm à 3m de distance. Il est donc humainement impossible de voir la muraille de Chine depuis la Lune. (en savoir plus sur arte ou sur le site de la Nasa).

 

10. Pourquoi la terre n’est-elle pas parfaitement sphérique ?


Soucre : La Terre est-elle ronde ?

image geoide faits scientifiques

Le géoïde terrestre | Image swisstopo.admin.ch

Depuis l’Antiquité, les humains conçoivent la Terre comme une sphère. Aristote l’a montré en observant l’ombre en arc de cercle que produisait la Terre sur la Lune lors des éclipses lunaires. Newton avance par des calculs présentés dans ses Principes mathématiques de la physique naturelle (1687) que la Terre est aplatie aux pôles. Ce n’est pas une sphère parfaite. Son hypothèse est validée en 1744. Les satellites ont permis une fois pour toute de connaître la véritable forme de la Terre : ni ronde ni plate, la forme de la Terre est en mouvement constant. 

La forme de la Terre est en effet un géoïde. Elle varie constamment. Sa forme s’explique par le fait que le champ de gravité terrestre n’est pas égal sur toute la surface de la Terre. Par exemple, la pesanteur ressentie à l’équateur est plus faible que celle ressentie aux pôles. C’est pour cette raison que les fusées sont envoyées depuis l’équateur et non pas depuis les pôles. La moyenne de la force de pesanteur sur Terre est  de 9,81 m/s2 (c’est la constante appelée « accélération de pesanteur »). Aux pôles, elle monte à 9,83 m/s2. À l’équateur, elle descend à 9,78 m/s2.

 

11. Combien y a-t-il de bactéries dans notre bouche ?


Le nombre de bactéries présentes dans notre bouche est très élevé. Il y a plusieurs centaines de milliers d’espèces différentes de microorganismes. Environ 600 espèces différentes varient d’une personne à l’autre en fonction de facteurs environnementaux. L’être humain aurait en moyenne 100 millions de bactéries par millilitre de salive

À lire : Arweiler N.B & Netuschil L (2016) The Oral Microbiota. In Microbiota of the Human Body (p. 45-60). Springer International Publishing.

 

12. Pourquoi les nuages flottent-ils ?


Un nuage est un ensemble de gouttelettes d’eau et de cristaux de glace. De la vapeur d’eau, invisible à l’œil nu, tout autour de nous, dans l’atmosphère. Dans l’atmosphère il existe des courants d’air chaud, qui sont ascendants, et des courants d’air froids, qui sont descendants. Les courants ascendants font monter cette vapeur d’eau dans le ciel. En montant, elle se refroidit et se liquéfie : elle devient une multitude de gouttes d’eau et parfois des cristaux de glace. Ce phénomène forme les nuages. L’ensemble de ces gouttes d’eau pèse plusieurs milliers de tonnes. Les plus gros nuages appelées cumulonimbus peuvent peser jusqu’à 800 000 tonnes. Grâce aux courants ascendants et descendants, les gouttelettes d’eau se déplacent au sein du nuage, et flottent dans le ciel. Lorsque les gouttes d’eau grossissent, leur taille devient tellement importante que les courants ne peuvent plus les supporter. Les gouttes d’eau ne sont plus retenues par les courants : elles tombent, il pleut, et le nuage disparaît.

Source : Comment les nuages qui pèsent des tonnes flottent-ils dans le ciel ? (Nicolas Arnaud)

 

13. Quelle est la vitesse de la lumière ?


Sa vitesse est d’environ 300 000 km/s (plus exactement 299 792 458 m/s). La vitesse de la lumière est un absolu. Cela signifie qu’elle est la même dans tous les référentiels. Elle ne dépend pas de la source qui l’émet et ne dépend pas non plus de la vitesse de l’observateur qui la mesure.

Elle a été mesurée au XXe siècle, grâce à l’apparition du laser. La précision des lasers est excellente : la marge d’erreur est de 20 cm par seconde. Après l’adoption de la vitesse de la lumière par les scientifiques, la définition du mètre a été fixée par rapport à la vitesse de la lumière.

Nb : avant les travaux d’Einstein, les physiciens pensaient qu’un milieu était nécessaire à la propagation de la lumière, appelé « éther luminifère ». Dès 1899, Einstein avance que l’éther luminifère n’existe pas et cela le conduit à repenser les relations entre l’espace et le temps. En savoir plus : À quelle vitesse va la lumière ? Explications par Étienne Klein

 

14. Pourquoi la machine à remonter le temps n’existe-t-elle pas ?


Pour l’instant, les voyages dans le temps relèvent plus de la science-fiction que de la réalité. La machine à remonter le temps telle que décrite dans les films de science-fiction n’existe pas. Pourtant, le voyage dans le futur existe déjà et la Station spatiale internationale (ISS) en est l’exemple. Elle tourne autour de la Terre à une vitesse de 7 km/s.

Selon la relativité restreinte théorisée en 1905 par Einstein, l’espace et le temps sont liés : les secondes ne s’écoulent pas de la même manière lorsque l’on est immobile ou lorsque l’on est en mouvement. Pour 879 jours passés à bord de l’ISS, le décalage entre le temps sur la station et le temps sur la Terre est de 0,02s. Les spationautes, une fois rentrés sur Terre, « voyagent dans le futur », en rattrapant le retard de 0,02 secondes qu’ils avaient accumulé dans l’espace. Un voyage dans le futur plus important nécessiterait une quantité d’énergie colossale pour atteindre une vitesse proche de celle de la lumière.

Le voyage dans le passé quant à lui repose sur une très grande quantité d’hypothèses et est en désaccord avec des principes fondamentaux de la physique, comme le principe de causalité. Si je possède un bâton et que je le casse, puis que je remonte dans le temps, avant d’avoir cassé le bâton, je me retrouve avec un bâton cassé et un bâton entier, comme si le monde du bâton entier existait en même temps que le monde du bâton cassé, ce qui est contraire aux lois de la physique.

 

15. De quoi le noyau de la Terre est-il composé ?


Le noyau de la Terre est l’enveloppe la plus profonde, la plus chaude, et c’est aussi l’enveloppe la plus ancienne (formée il y a 4,65 milliards d’années). Le noyau est composé d’une partie solide appelée « graine » et une partie liquide. La graine est composée de fer, avec du nickel et du silicium et le noyau liquide de fer, avec de l’oxygène, du silicium et du soufre. En savoir plus : « Noyau terrestre : Comment s’est-il formé ? Quelle est sa composition ? » – James Brado | ENS-PSL

 

16. Comment les marées fonctionnent-elles ?


Les marées désignent les mouvements montants et descendants des océans et des mers. Elles sont dues à la force d’attraction exercée par la Lune et le Soleil et à la rotation de la Terre. Il y a un vocabulaire spécifique aux marées. Lorsque la mer monte, c’est le « flot », et lorsqu’elle descend, c’est le « jusant ». L’amplitude de la marée est le « marnage », et il n’est pas toujours le même. Il y a des grandes marées, ce sont les « vives eaux », et les petites marées, les « mortes eaux ». C’est la position du Soleil et de la Lune par rapport à la Terre qui sont responsables de ces amplitudes, comme le montre le schéma ci-dessous.

 

17. Comment les mirages se forment-ils ?


Lors des chaudes journées d’été, on observe parfois sur les routes, une surface réfléchissante comme de l’eau : ce sont les mirages. Le mirage est une illusion d’optique qui se produit dans des conditions bien particulières. Lorsqu’un sol en goudron est bien chauffé par le soleil, de l’air chaud se forme au-dessus du sol, et cet air refroidi progressivement. Il y a donc plusieurs couches d’air qui se superposent, avec des températures différentes. En temps normal, la lumière se déplace en ligne droite. Mais lorsqu’elle traverse des milieux différents, elle est déviée. La lumière qui vient du soleil est déviée au fur et à mesure qu’elle traverse les couches d’air, et parvient jusqu’à nos yeux. Ce qu’on peut prendre pour une flaque d’eau sur la route n’est en fait que le reflet du ciel.

 

18. Pourquoi se voit-on à l’envers dans une cuillère ?


La surface d’une cuillère est métallique, elle réfléchit les rayons lumineux à la manière d’un miroir. Lorsque l’on se regarde dans le creux de la cuillère, le miroir est concave. Sur un miroir plan, les rayons lumineux se propgent en ligne droite, l’image n’est pas déformée. Sur un miroir concave, le haut du visage est renvoyé vers le bas, et le bas du visage vers le haut. Les rayons lumineux vont être déviés pour finalement se croiser avant d’arriver à l’œil, ce qui renvoie une image inversée.

 

19. Pourquoi les icebergs flottent-ils ?


Lorsque l’eau gèle, ses molécules s’éloignent les unes des autres : c’est la dilatation. Cela signifie que la glace est moins dense que l’eau liquide. Or, en physique, si un corps est moins dense que l’eau, il flotte. Pour cela que les glaçons ainsi que les icebergs flottent.

 

20. Pourquoi l’eau de la mer est-elle salée ?


L’eau des mers et des océans contient en moyenne 35g de sel par litre d’eau. Ce sel est de composition NaCl. C’est une molécule formée par un ion Na+ (un atome Na qui a perdu un électron) et un ion Cl- (un atome Cl qui a gagné un électron). Cette même molécule se retrouve dans le sel de table.

Ce sont des composés qui ont été formés il y a environ 4 milliards d’années, lorsque la Terre était recouverte de volcans en activité qui libérèrent de la vapeur d’eau et des gaz comme du soufre ou du chlore. Le sodium est un élément présent dans les sols de notre planète, comme le calcium, le magnésium ou le potassium. Lorsqu’il pleut, ces éléments sont arrachés du sol et ruissellent jusqu’aux océans. Ce phénomène se produit encore aujourd’hui : chaque année plus de 2 milliards de tonnes d’eau de pluie qui contiennent ces éléments ruissellent vers les océans. Cependant, la teneur en sel de la mer n‘augmente pas car ces éléments sont absorbés par notre environnement (le sodium est par exemple absorbé par les roches volcaniques).

En savoir plus ici : Pourquoi la mer est-elle salée ?

 

21. D’où les aurores boréales viennent-elles ?


Source : KEZAKO : Comment se forment les aurores boréales?

Les aurores boréales sont des grands drapés lumineux formés dans les régions polaires. La Terre est comme un aimant : elle possède un pôle Nord et un pôle Sud magnétiques. Mais attention, ces pôles ne se trouvent pas exactement aux pôles géographiques : le pôle Nord magnétique est à environ 450 km du pôle Nord, le pôle sud magnétique est à 3000 km du pôle sud géographique.

Comme un aimant, la Terre est entourée d’un champ magnétique. Les lignes de ce champ magnétique sont de grandes courbes qui entourent la Terre et qui vont du pôle sud au pôle nord. Les particules chargées émises par le Soleil qui atteignent les lignes du champ magnétique de notre planète sont déformées. Lorsqu’il y a une tempête solaire, des particules solaires sont dirigées vers les pôles magnétiques et peuvent descendre jusqu’à 80 km d’altitude. Elles entrent en collision avec les particules présentes dans l’atmosphère comme l’azote et l’oxygène. Cet apport en énergie excite les atomes et ils se désexcitent en émettant de la lumière : une aurore boréale se forme. La couleur s’explique par les atomes présents dans l’atmosphère, dont la composition en azote et oxygène change en fonction de l’altitude. A 1000 km de la surface de la Terre, les aurores boréales sont rouges (azote) et virent au vert en se rapprochant de la Terre (oxygène).

 

22. Pourquoi n’a-t-on pas la tête en bas à l’hémisphère sud ?


Il faut imaginer la Terre en trois dimensions : il n’y a pas de haut et de bas mais il y a le centre de la Terre et sa surface. Personne n’a la tête en bas, grâce à une force qui lie deux objets : la gravité. C’est une force d’attraction qui n’attire pas vers le haut ou vers le bas mais en direction du centre de la Terre. Cette force attire de la même manière, depuis tous les côtés de la Terre, qu’on soit dans l’hémisphère nord ou l’hémisphère sud. En réalité, il n’y a pas de « haut » et de « bas » sur la planète. Le « bas » est le centre de la Terre, il est donc le même pour tout le monde, que l’on vive dans l’hémisphère sud ou dans l’hémisphère nord. De la même manière, ce qu’on appelle « haut » pointe toujours vers le ciel, où que l’on se trouve sur le globe.

 

23. Comment fait-on envoyer des satellites dans l’espace ?


Source : Mise en orbite, mode d’emploi !

Un satellite peut tourner autour de la Terre grâce à deux phénomènes : la gravité et la vitesse du satellite. La gravité est une force qui lie deux objets, ici la Terre et le satellite. La Terre attire le satellite car elle plus massive que lui. Or, la vitesse du satellite génère une autre force, qui le pousse au-delà de sa trajectoire, à la manière d’un manège qui donne l’impression d’être éjecté lorsqu’on tourne en rond.

Les deux forces équilibrent le satellite et lui permettent de se maintenir dans l’espace. Seulement, il faut que la vitesse du satellite soit élevée afin que le satellite ne s’écrase pas sur la Terre. Pour une altitude de 300 km, la vitesse du satellite doit être de 8 km/s. Au reste, il ne faut pas que la vitesse du satellite, quelle que soit son altitude, soit supérieure à 11,2 km/s. En effet, au-delà de cette vitesse, la gravitation n’est plus suffisante et le satellite sort de son orbite.

 

24. Comment les courant marins fonctionnent-ils ?


L’eau des océans se déplace en permanence grâce aux courants marins. Ces courants, qui sont des déplacements massifs d’eau de mer, répartissent l’énergie solaire à la surface du globe et ont impact sur le climat et les conditions de vie : ils conditionnent les températures entre l’équateur et les pôles. On distingue plusieurs types de courants : les courants de surface et ceux de profondeur. Ils ont plusieurs caractéristiques : le débit, le sens et la direction et la température.

Les courants de surface sont provoqués par les vents à la surface des océans. Aussi, la rotation de la Terre sur elle-même influence ces courants. Dans l’hémisphère nord les courants sont déviés vers la droite et dans l’hémisphère sud vers la gauche.

Les courants profonds sont influencés par les différences de salinité et de température. L’eau plus dense coule en profondeur sous les eaux moins denses, sans s’y mélanger. C’est le froid et le sel qui augmentent la densité de l’eau jusqu’à la faire plonger en profondeur. Les eaux profondes prennent principalement naissance en Atlantique nord et s’écoulent en direction de l’Atlantique sud. Elles remontent progressivement puis se répandent ensuite dans l’Atlantique Sud, le Pacifique et l’Océan Indien. Le retour de cette grande circulation dans l’Atlantique Nord s’effectue via des courants chauds, proches de la surface. Une goutte d’eau effectue tout ce cycle en un millier d’années.

En savoir plus : Les courants marins – FUTUREMAG – ARTE

 

25. Pourquoi cligne-t-on des yeux ?


On cligne des yeux en moyenne 28 000 fois par jour, ce qui correspond à plus de 20 fois par minute. Le clignement des yeux est un réflexe corporel naturel qui ne dure que quelques millisecondes. Ce phénomène maintient l’hydratation de notre cornée (l’enveloppe qui permet aux rayons lumineux de pénétrer dans l’œil). Au reste, les cils permettent d’éviter que des impuretés comme la poussière ne rentre dans notre œil.

 

26. Pourquoi les bouteilles se cassent-elles au congélateur ?


L’eau se dilate quand elle gèle. Lorsque l’eau liquide se transforme en glace, les molécules d’eau se rangent et s’éloignent les unes des autres, ce qui augmente le volume occupé par l’eau. Les molécules d’eau exercent donc une pression sur le verre qui finit par se briser.

 

27. Pourquoi a-t-on des poils dans les oreilles et dans le nez ?


Les poils sont des remparts naturels contre les corps étrangers. Ceux du nez retiennent les grosses particules comme les poussières ou le pollen. Les poils des oreilles permettent de drainer la transpiration vers l’extérieur du conduit auditif.

 

28. Pourquoi a-t-on des poils et des cheveux ?


Les cheveux sont les poils les plus longs du corps humain et les plus longs poils parmi tous les primates. Des poils sont présents partout sur le corps humain, sauf sur les lèvres, les ongles, les paumes des mains et la plante des pieds, dès la naissance, sous forme de duvet. Sur le corps humain, on compte entre 4 et 5 millions de poils.

Ils ont plusieurs utilités. Ils contribuent par exemple à la lutte contre les parasites comme les punaises ou les puces. Ces poils nous protègent aussi du froid et lorsqu’il fait chaud, ils retiennent la sueur près de la peau pour la garder hydratée et à bonne température.

À lire ici : combien a-t-on de cheveux sur la tête ?

 

29. Comment les tremblements de terre se produisent-ils ?


La Terre est recouverte de plaques qui s’encastrent les unes dans les autres comme les pièces d’un puzzle. Les limites entre ces plaques se nomment des failles. Les tremblements de terre risquent de se produire dans les régions situées au-dessus de ces failles. Les plaques sont toujours en mouvement et, à cause de la chaleur stockée à l’intérieur de la terre qui remonte à la surface, elles s’éloignent et se rapprochent, glissent l’une en dessous de l’autre ou entrent en collision. De l’énergie est accumulée le long des failles. Lorsque les roches ne peuvent plus résister au choc, il y a rupture et déplacement de la plaque. L’énergie accumulée est libérée : elle provoque une onde de choc qui est à l’origine du séisme. (en savoir plus Comment les tremblements de terre se produisent-ils ? – C’est Pas Sorcier)

 

30. Comment les cyclones se forment-ils ?


Un cyclone se forme au-dessus des océans, lorsque l’eau y est trop chaude, c’est-à-dire à au moins 26 degrés sur 60 m de profondeur. Cette manifestation météorologique, bien que destructrice, permet d’évacuer le trop plein de chaleur. Le soleil et la mer sont les deux sources de chaleur qui créent une dépression : lorsque que de l’air est chauffé, il se dilate et prend de l’altitude. Comme il y a deux sources de chaleur, l’air chauffe vite, se dilate vite et crée des vents violents. En outre, l’air est humide car l’air de la mer s’évapore en plus grande quantité que d’habitude.

À l’intérieur du cyclone, la force de coriolis (celle responsable du fait que l’eau tourne à gauche ou à droite en fonction de l’hémisphère) dévie les vents et les obligent à s’enrouler autour d’un axe : l’œil du cyclone.

Dans l’hémisphère nord, les vents sont déviés vers la droite et dans l’hémisphère sud, les vents sont déviés vers la gauche. Les masses d’air gorgées d’humidité s’élèvent en spirale et s’étendent avec l’altitude, car la pression diminue. Toujours avec l’altitude, la température diminue, les nuages se condensent et déversent des torrents de pluie lorsqu’ils sont saturés d’eau (en savoir plus : Comment les cylones se forment-ils ? – C’est pas sorcier ).

Nb : un cyclone, un ouragan et un typhon sont le même phénomène météorologique, qui adviennent à différents endroits de la Terre.

 

31. Comment prévoit-on la météo ?


Pour pouvoir prévoir le temps qu’il fera demain, il faut connaître celui d’aujourd’hui. L’observation constitue donc la première étape des prévisions météorologiques. Environ deux-tiers des données météorologiques mondiales viennent de satellites, le reste de stations météorologiques au sol. Ces stations mesurent la température, la pression atmosphérique, le taux d’humidité, les précipitations, les vitesses et directions des vents etc. En France, il y a 554 stations, ce qui représente environ une toutes les 30 km. Plus le maillage en stations est fin, plus les prédictions seront précises. Après avoir recueilli toutes ces données, elles sont analysées puis vulgarisées à destination du grand public.

Source

 

32. Qu’est-ce qu’un trou noir ?


Un trou noir est une partie de l’espace dont rien ne peut s’échapper, pas même la lumière. Ce point de l’espace est si compact que sa gravité crée un trou dans l’espace-temps, un peu à la manière d’un puits. Tout ce qui se trouve à une certaine distance du trou noir, appelé horizon des événements, est comme avalé par celui-ci et ne peut plus s’en échapper.

Source : Les trous noirs, ogres de l’univers

 

33. Pourquoi les flammes n’ont-elles pas d’ombre ?


Le feu est issu d’une réaction chimique : la combustion. C’est cette réaction chimique qui crée de la chaleur et de la lumière. Une ombre existe lorsque la lumière est bloquée par un objet solide. Même s’il y a combustion de matières, le feu n’est en lui-même pas solide, il n’a donc pas d’ombre. En revanche lorsque le feu contient des particules solides (poussières, suie), ces particules ont une ombre et nous permettent de distinguer l’ombre d’un feu.

 

34. Pourquoi l’eau tourne-t-elle dans un sens ou dans l’autre ?


Ce phénomène s’observe lorsqu’un lavabo rempli d’eau s’évacue. Dans l’hémisphère nord, le tourbillon créé par l’évacuation de l’eau suit le sens des aiguilles d’une montre. Dans l’hémisphère sud, c’est l’inverse. La force de coriolis, qui a pour effet de dévier les corps en mouvement vers la droite dans l’hémisphère nord et vers la gauche dans l’hémisphère sud, en est responsable.

Nb : le sens d’écoulement de l’eau dépend aussi de facteurs extérieurs : la forme du robinet, la façon dont on provoque l’évacuation de l’eau, l’air extérieur, la température. S on plonge par exemple une main dans l’eau pour retirer un bouchon, on induit un certain mouvement à l’eau, qui pourrait changer le sens de l’écoulement.

 

35. Pourquoi le boomerang revient-il à l’envoyeur ?


Lorsqu’il est lancé correctement, c’est-à-dire verticalement, le boomerang revient à son envoyeur. Les pales d’un boomerang fonctionnent sur le même principe que les pales d’un avion : lorsqu’elles sont en vol elles sont entourées par un flux d’air, ce qui crée une poussée sur le côté.

Une face de l’aile étant plus bombé que l’autre, l’air s’écoule plus vite sous le côté plat, ce qui “aspire” le boomerang vers le côté bombé de la pale. Un boomerang projeté correctement, c’est-à-dire verticalement est entraîné vers l’avant et pivote sur lui-même. La pale avant se déplace plus vite que la pale arrière, ce qui, avec la force d’aspiration, entraîne le boomerang sur le côté et revient à son envoyeur.

 

36. Comment les bateaux flottent-ils ?


Source : Comment les paquebots flottent-ils ? – C’est Pas Sorcier

Ce phénomène s’explique par la poussée d’Archimède : tout corps plongé dans l’eau reçoit une force dirigée vers le haut. Si un objet déplace une quantité d’eau égale ou supérieure à son poids, il flotte. Comme l’acier est plus dense que l’eau, il serait logique de penser que les bateaux devraient couler. Ce qui aide les bateaux à flotter, c’est leur forme et ce qui se trouve à l’intérieur. Les navires ne sont pas faits d’une pièce d’acier d’un seul tenant. Un bateau est en quelque sorte une coquille vide en acier dans laquelle on trouve le carburant, le moteur, la cargaison et surtout, de l’air. L’air qui se trouve à l’intérieur d’un navire est beaucoup moins dense que l’eau, ce qui permet au navire de flotter. Un navire coule lorsque de l’eau y a pénétré et y a prit la place de l’air, accroissant la densité du navire.

 

37. Comment les éclairs se forment-ils ?


Dans un nuage, il y a des cristaux de glace et des gouttes d’eau qui sont entraînés par des courants d’air ascendants. Quand la température est basse, les gouttes d’eau gèlent quand elles entrent en contact avec les cristaux, ce qui forme un « grain de grésil » (un type précipitation). Dans le nuage, les grésils, cristaux et gouttes s’entrechoquent et se heurtent, ce qui modifie leur charge électrique. Les grains de grésil se chargent négativement et les cristaux positivement. Les grains tombent parce qu’ils sont denses. La base du nuage devient alors chargée négativement et le haut positivement. Quand la différence de potentiel entre les deux couches devient trop importante, le courant se fraye un passage dans le nuage, en zigzagant : c’est un éclair. (en savoir plus : Comment se forme un éclair ? – C’est Pas Sorcier )

 

38. Pourquoi les dinosaures ont-ils disparu ?


Selon l’imaginaire collectif, c’est la collision d’une météorite avec la Terre qui aurait causé la disparition de plus de 50% des espèces vivantes il y a 65 millions d’années. En réalité, cette météorite est l’une des nombreuses causes qui ont conduit à cette extinction. En effet, à cette époque, ce qui est aujourd’hui l’Inde avait une activité volcanique extrêmement importante, ce qui aurait modifié l’atmosphère, privant la Terre de la lumière du Soleil. Sans la lumière du Soleil, la photosynthèse est impossible, et les plantes ne peuvent pas se développer. Les dinosaures herbivores ont donc disparu, faute de denrées, ainsi que leurs prédateurs, les carnivores. Seuls les insectivores et les charognards auraient survécu à cette période. Mais tout cela ne s’est pas fait en un jour. Au reste, les dinosaures n’ont pas tous disparu. Une des plus célèbres familles de dinosaures a survécu : les théropodes, qui sont aujourd’hui les oiseaux. Ce ne sont pas des descendants de dinosaures mais bel et bien des dinosaures.

 

39. Pourquoi y a-t-il des montagnes ?


Source : Subduction et formation des montagnes

La surface de la Terre est divisée en de nombreuses plaques tectoniques. Ces plaques se déplacent de quelques centimètre par année. Ce sont les mouvements de convection du magma (la matière chaude qui remonte vers la surface et la matière froide qui descend vers le centre de la Terre) qui sont à l’origine de ces déplacements.

La formation des montagnes est un processus lent qui s’effectue au cours de millions d’années. Elles apparaissent, s’érodent, s’aplanissent etc. La création d’une chaîne de montagne, phénomène nommé « orogenèse », peut se faire de différentes manières, comme par la « subduction » par exemple, lorsqu’une plaque océanique vient se glisser sous une plaque continentale. La friction entre les deux plaques pousse de la matière vers le haut et une chaîne de montagne se forme. En outre, la collision de deux plaques ou des points chauds des volcans peuvent mener à la formation des montagnes.

 

40. Pourquoi a-t-on des boutons ?


Notre peau est constituée de plusieurs couches : l’épiderme, en surface, le derme, et l’hypoderme, en profondeur. Dans le derme se trouvent les glandes sébacées, qui sont responsables de la production d’une matière lipidique nommée sébum. Elles en produisent constamment. En temps normal, le sébum est produit puis s’écoule à travers les pores de la peau, les « follicules pileux », en évacuant les peaux mortes.

Parfois, le sébum est produit en trop grande quantité et, mélangé aux peaux mortes, bouche le follicule. Le sébum ne peut plus s’évacuer et s’accumule sous la peau. Il y a alors formation d’un comédon, communément appelé « point noir ». Un autre cas de figure se présente lorsque le follicule pileux reste bouché. Le réservoir dans lequel s’est accumulé le sébum éclate à l’intérieur de la peau. Le système immunitaire du corps va provoquer l’inflammation des tissus. En savoir plus : D’où viennent les boutons? – C’est pas sorcier

 

41. Pourquoi ne voit-on qu’une seule face de la Lune ?


La Lune ne tourne pas seulement autour de la Terre mais elle tourne aussi sur elle-même. Le temps qu’elle met pour tourner autour de la Terre est exactement le même que le temps qu’elle met pour tourner sur elle-même. Lorsque la Lune fait un quart de tour sur elle-même, elle réalise dans le même temps un quart de tour autour de la Terre, et ainsi de suite. C’est donc toujours la même face de la Lune que l’on observe depuis la Terre.

 

42. Quels sont les organes qui repoussent tout seul ?


Le seul organe du corps humain capable de se régénérer est le foie. Si une partie du foie est abîmé ou amputé, les cellules saines se multiplient pour former un nouveau foie entier.

 

43. Pourquoi l’eau chaude gèle-t-elle plus vite que l’eau froide ?


Connu depuis l’Antiquité, cet effet a été redécouvert en 1963 par un élève tanzanien, Erasto Mpemba, donnant ainsi son nom à ce paradoxe (« l’effet Mpemba »). C’est un paradoxe parce que logiquement, l’eau doit obligatoirement repasser par une température inférieure en refroidissant, et prendre à priori plus de temps à refroidir qu’à une température plus basse.

Cependant, ce n’est pas ce qu’il se passe dans la réalité. Certaines raisons pourraient expliquer ce phénomène. L’eau chaude pourrait se refroidir plus vite que l’eau froide car des molécules d’eau s’évaporent, diminuant ainsi le volume total. Autre hypothèse : selon Mpembe, l’eau chaude se solidifierait depuis les bords du récipient jusqu’en haut, contrairement à l’eau froide qui gèlerait de l’extérieur vers l’intérieur. Pour l’instant, aucune de ces hypothèses n’a été validée. En savoir plus : Pourquoi l’eau chaude gèle-t-elle plus rapidement que l’eau froide ?

 

44. L’eau froide boue-t-elle plus vite que l’eau chaude ?


Souvent en cuisine, on considère que l’eau froide bout plus vite que l’eau chaude. Ce mythe viendrait du fait que l’eau froide gagnerait de la température plus rapidement. En réalité, lorsqu’elle atteint la même température que l’eau chaude, elle ne bout pas plus vite. Cependant, il est plus sain de cuisiner avec de l’eau froide que de l’eau chaude, parce que cette dernière contient plus d’impuretés qui de surcroît plus résistantes.

 

45. Comment l’univers s’est-il formé ?


La théorie la plus répandue sur la formation de l’Univers est la théorie du Big Bang. L’univers serait né sous la forme d’un point extrêmement chaud et infiniment dense, large de quelques millimètres seulement. L’explosion de ce point il y a environ 13,7 milliards d’années aurait donné naissance à la matière, à l’énergie, à l’espace et au temps. En savoir plus : COMPRENDRE : la formation de l’univers

 

46. Quel est le plus grand trajet en ligne droite à faire en naviguant ?


Le 23 avril 2018, Rohan Chabukswar et Kushal Mukherje ont publié un article sur le site Arxiv.org calculant « les plus longs trajets en ligne droite par terre et par mer ». Le plus long trajet qu’il est possible de faire en naviguant en ligne droite s’étend sur 32 090 km, soit 17 327 miles nautiques. Ce trajet a pour point de départ la ville de Sonmiani au Pakistan et s’achève dans un district de la péninsule du Kamtchatka en Russie. Le plus long trajet qu’il est possible de faire sur terre fait 11 241 km. Il faut partir de la ville de Jinjiang, en Chine, et arriver à Sagres, au Portugal, après avoir traversé 15 pays.

 

47. Pourquoi la Tour Eiffel change-t-elle de taille ?


La structure de la Tour Eiffel est réalisée en fer. Comme tout métal, il est sensible aux variations thermiques. Lorsqu’il fait chaud en été, la tour Eiffel grandit un peu. La chaleur augmente l’agitation thermique des particules qui composent le fer, ce qui entraîne une augmentation globale du volume. En plus de la légère augmentation de la taille (quelques centimètres), la dilatation va augmenter une inclinaison de la tour Eiffel vers le côté opposé du soleil. En effet, comme le soleil ne chauffe qu’une seule face, il se crée un déséquilibre sur les 3 autres faces qui restent stables, ce qui fait légèrement pencher la tour Eiffel.

 

48. Où se trouve l’endroit le plus froid de l’univers ?


L’endroit le plus froid de l’univers se trouve sur Terre. En Août 2021, des chercheurs de l’université de Brême en Allemagne ont produit, dans leur laboratoire, une température  de seulement 38 picokelvins : 38 billionièmes de degré au-dessus du zéro absolu. Le « zéro absolu » est une température égale à 0 kelvin, soit -273,15 degrés Celsius. La chaleur étant la manifestation du mouvement des atomes, le zéro absolu est la température à laquelle les molécules ne bougent plus.

Pour ce qui est du record « naturel » de froid, non-provoqué artificiellement, il est de -272 degré Celsius, et a été mesuré au sein de la nébuleuse Boomerang, créée par une vieille étoile en train de mourir, se situant à 5000 années lumière de la Terre.

Ref: Phys. Rev. Lett. 127, 100401 – Published 30 August 2021

 

49. Pourquoi le miel ne périme-t-il pas ?


Pour pouvoir conserver du miel pendant des années, il suffit de le placer dans un pot hermétique à l’abri de l’humidité et de la lumière. Il ne se périme pas car le miel est un environnement qui ne plaît pas aux bactéries. Il est acide et est composé à environ 80% de fructose, sucre issu du nectar des fleurs. Comme il ne contient pas beaucoup d’eau, les bactéries se dessèchent et ne peuvent pas se développer. Aussi, le miel contient du peroxyde d’hydrogène, qui agit comme un agent antimicrobien. C’est d’ailleurs ce même agent qui est présent dans l’eau oxygénée, qui sert de désinfectant.

 

50. Que se passerait-il si la gravité cessait d’exister ?


Sans gravité, toutes les lois de la physique telles qu’on les connaît n’existeraient plus. On ne pourrait plus tenir à la surface de la Terre. Ni les êtres humains, ni les arbres, ni les maisons, ni les immeubles, etc., ne pourraient se maintenir. Sans gravité il n’y aurait pas non plus d’atmosphère, les océans non plus ne tiendraient plus à la surface de la Terre. Enfin, la gravité est la force qui permet de maintenir ensemble les éléments de la Terre elle-même. Sans gravité, elle se disloquerait en 1000 morceaux.

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5 réponses

  1. Herrmann-Auclair dit :

    Pédagogique, clair même qd le sujet est complexe, pour moi les arcs en ciel, grand panel de questions. Un bon kif. Bravo.

  2. Gaetan Makuwa dit :

    WoW, vraiment très riche cet article, bravo à vous

  3. cabioch dit :

    Bonjour,
    Votre réponse à la question 34 est fausse: l’influence de la force de Coriolis sur l’eau s’écoulant d’un lavabo ou d’une baignoire est négligeable. Ayant vécu 6 ans dans l’hémisphère sud, je peux vous affirmer que l’eau tournait dans le même sens dans mes salles de bains au nord et au sud de l’équateur.

    • Margot MICHEL dit :

      Bonjour,
      La réponse à cet article est en effet à prendre avec des pincettes, la force de Coriolis a effectivement une très faible influence, bien que réelle. De nombreux facteurs peuvent jouer sur le sens de l’écoulement de l’eau dans un robinet (voir NB). Si le lavabo est sphérique, que l’eau est stagnante et que le retrait du bouchon n’influence pas le sens d’écoulement de l’eau, alors c’est la force de Coriolis qui aura un effet prépondérant.

  4. Marmier Boris dit :

    Génial cet article merci beaucoup ! Pour la question 49 sur le miel, je ne suis pas vraiment d’accord de dire que le miel ne contient pas beaucoup d’eau. En effet, il contient une bonne quantité d’eau mais cette eau n’est pas « libre ». Il s’agit de l’AW, activity of water. L’eau est déjà prise par le sucre et donc n’est plus disponible pour permettre le développement des bactéries.

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