Pourquoi tout tourne-t-il dans l’univers ? | Les scientifiques réagissent | Science

Il est vrai que les planètes tournent autour du Soleil, et que le Soleil et le reste des étoiles tournent également et que les trous noirs ou même les galaxies tournent également. En général, le spin est hérité de l’étoile mère ; par exemple, les étoiles massives qui deviennent des étoiles à neutrons n’arrêtent pas de tourner lorsqu’elles se compactent. En fait, ils tournent plus vite, comme lorsqu’une patineuse lève ses bras initialement tendus. Mais il existe aussi des structures, très grandes comme des filaments, qui ne tournent pas. La différence avec les galaxies est que la matière qui s’y trouve s’ajoute dans un processus de rotation dans un plan, pour ainsi dire, tandis que dans les filaments qui forment la toile cosmique, la matière s’agglomère le long d’une ligne.

En simplifiant grandement, on peut le comparer au mouvement d’un projectile, qui se déplace verticalement et horizontalement, on peut donc considérer la courbe de sa trajectoire comme une sorte de rotation. En revanche, la formation du filament serait comme la trajectoire d’une pierre que l’on laisse simplement tomber en ouvrant la main qui la tenait. Si nous voulons préciser et vraiment parler de spins spécifiques, c’est-à-dire revenir encore et encore au même point, nous savons que les comètes, ou du moins beaucoup d’entre elles, ont des orbites qui ne sont pas un spin, ce sont des trajectoires ouvertes, c’est-à-dire , ils ne se rapprocheront du système solaire qu’une seule fois au cours de son existence.

À la plus grande échelle imaginable, nous trouvons le fond de rayonnement micro-ondes, qui ne tourne pas non plus, car s’il tournait, cela signifierait que l’univers aurait un tourbillon, c’est-à-dire qu’il se déplacerait comme un cyclone et les observations nous donnent une grande confiance dans le fait que cela cela n’arrive pas. Et si l’on descend à l’échelle subatomique, le modèle qu’on apprend à l’école, celui qui dit que les électrons tournent, du point de vue de la mécanique quantique n’est pas valable.

En continuant à l’échelle subatomique, les particules ont une propriété qui est le spin mais qui, malgré son nom – en anglais rotation d’où cela vient signifie tourner ou tordre, cela ne veut pas dire qu’ils tournent. Dans leurs interactions avec d’autres particules, il semble qu’elles tournent, par exemple l’électron, mais elles ne tournent pas réellement.

En bref, bon nombre des structures que nous connaissons à différentes échelles, étoiles, planètes et autres plus grandes, tournent, mais tout ne tourne pas dans l’univers. Et pourquoi ce qui tourne tourne-t-il ? En mécanique, il existe deux propriétés très importantes lorsque les systèmes sont régis par la gravitation : la conservation de l’énergie mécanique et la conservation du moment cinétique. En raison de ces deux caractéristiques, lorsqu’une particule en rotation est ajoutée à une autre qui est également en rotation, cette rotation est amplifiée. C’est-à-dire que si un groupe de particules en rotation se réunissent, par exemple, pour former une galaxie, par conservation du moment cinétique, comme si l’on disait par conservation de la somme des spins, tout cela continuera à tourner . Mais il existe aussi des effets collectifs qui se traduisent par des forces qui s’opposent à la gravitation, les fameuses forces de friction, qui pourraient être responsables du ralentissement de la rotation.

En bref, de nombreux objets et structures de l’univers tournent, mais pas tous.

Ruth Lazkoz Elle est docteur en physique et professeure et chercheuse à l’Université du Pays Basque.

Question soumise par Juan Antonio Baena Fustegueras

Coordination et rédaction :Victoria Toro

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