Roland Lehoucq, astrophysicien au Commissariat à l'énergie atomique sur le plateau de Saclay, nous a exposé plusieurs faits scientifiques à partir de différentes situations de la saga Star Wars, afin de démontrer que l'on peut se poser des problèmes scientifiques et tenter de les résoudre à partir de n'importe quoi, y compris des choses a priori extravagantes.
Larsen dans le haut-parleur. La conférence n'est pas commencée que Roland Lehoucq interpelle son public sur la réalité scientifique du phénomène qui vient de secouer de façon fort désagréable nos oreilles.
Il faut apprendre à raisonner, se poser des questions, exercer son esprit critique, utiliser ses connaissances scientifiques pour tenter de résoudre des problèmes ouverts : c'est ainsi que la science avance et cela est valable pour tous les publics auxquels Roland Lehoucq expose cette conférence.
Nos problèmes du jour résultent des questions que tout un chacun peut se poser après avoir vu les deux trilogies de Star Wars : qu'est-ce que la Force ? quelle est la puissance du sabre laser ? comment fonctionne "l'Étoile de la mort" ?
La première image que nous montre Roland Lehoucq présente l'Empereur couvert de sa cape envoyant un arc électrique sur Luke Skywalker à l'aide de ses seules mains. Cela ressemble beaucoup à une expérience du Palais de la découverte. L'air est rendu conducteur par la forte différence de potentiel électrique entre le sol et les mains.
Après avoir calculé le différentiel de potentiel nécessaire pour que l'empereur terrasse Luke, notre conférencier a cherché à imaginer comment isoler l'Empereur du sol. Pour cela, il faut que les chaussures soient suffisamment isolantes, ce qui dépend à la fois de la matière de la semelle et de sa taille. Après contact avec des fabricants de chaussures, il en a conclu qu'il fallait des semelles d'au moins 40 cm.
Pour essayer de se représenter ce qu'est la Force, on doit partir de sa définition donnée par le maitre Jedi Obi-Wan Kenobi.
« La Force c'est un champ d'énergie créé par tous les êtres vivants. Elle nous entoure et nous pénètre. C'est ce qui lie la galaxie en un tout uni ».
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| La forte différence de potentiel électrique rend l'air conducteur © Palais de la découverte / C. Rousselin |
Après avoir calculé le différentiel de potentiel nécessaire pour que l'empereur terrasse Luke, notre conférencier a cherché à imaginer comment isoler l'Empereur du sol. Pour cela, il faut que les chaussures soient suffisamment isolantes, ce qui dépend à la fois de la matière de la semelle et de sa taille. Après contact avec des fabricants de chaussures, il en a conclu qu'il fallait des semelles d'au moins 40 cm.
Pour essayer de se représenter ce qu'est la Force, on doit partir de sa définition donnée par le maitre Jedi Obi-Wan Kenobi.
« La Force c'est un champ d'énergie créé par tous les êtres vivants. Elle nous entoure et nous pénètre. C'est ce qui lie la galaxie en un tout uni ».
Tenter de démêler ce qui est scientifique dans ce discours nous fait approcher une réalité quotidienne, celle des publicitaires qui, pour nous vendre n'importe quoi, des crèmes de beauté au moindre objet technologique, enveloppent leurs discours d'un sabir pseudo scientifique à visée marketing. La définition donnée par Obi-Wan utilise de nombreux termes scientifiques (champ d'énergie, êtres vivants, galaxie, etc.), mais cela suffit-il à en faire une définition scientifique ?
À bien y réfléchir, cette définition de la Force est analogue à ce que nous connaissons de la force gravitationnelle. Le pouvoir des Jedi peut donc se comprendre comme la possibilité de manipuler la gravitation à distance.
Par exemple, quand Luke s'entraîne sur Dagoba, il apprend à faire léviter son vaisseau spatial, ce qui revient à faire s'exercer une gravité négative en dessous du vaisseau afin de le soulever puis une gravité nulle pour le maintenir en lévitation. Penser de telles modifications de la gravitation nous oblige à réévaluer la notion de haut et de bas. Le bas se définit alors comme la direction vers où nous attire la gravité.
Le sabre laser nous occupe ensuite un bon moment. La notion de sabre est un peu problématique, car le laser c'est de la lumière. D'ailleurs, laser signifie "amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement". On ne voit un laser que lorsqu'il rencontre un obstacle, ce qui n'est pas le cas des sabres laser du film. Le caractère fini du sabre laser pose également problème et, bien évidemment, quand deux faisceaux lumineux se croisent, ils ne s'entrechoquent pas en faisant du bruit... Les sabres laser semblent donc impossibles à réaliser en vrai.
Ensuite, se pose la question de la puissance dudit sabre. Il a fallu enquêter dans les films pour trouver une séquence permettant de la déterminer. Dans l'épisode I, La Menace fantôme, Qui-Gong Jinn fait fondre en trois secondes une porte en acier. Il suffit donc d'estimer le volume d'acier fondu, puis de calculer la température à laquelle il faut porter l'acier pour déterminer cette puissance. Après tous ces calculs, on peut estimer que la puissance du sabre est équivalente à celle d'une centrale nucléaire ! Ça laisse rêveur...
Enfin, la facilité avec laquelle l'Étoile noire pulvérise la planète Alderande nous donne l'occasion de quelques calculs sympathiques pour évaluer la force nécessaire à la destruction de la planète. Dans un premier temps, il faut calculer la force équivalente à la force de liaison de la planète, laquelle dépend de sa masse. Cette recherche nous a permis de comprendre pourquoi, passés une certaine masse, les objets célestes sont sphériques. Plus la masse d'un corps est importante et plus sa force gravitationnelle s'exerce, ce qui aplanit la surface. Une fois ce calcul terminé, reste encore à prendre en compte la puissance et la forme de l'explosion, celle-ci nécessitant un "tir" d'une puissance difficilement imaginable.
Ces leçons de physique avec Star Wars peuvent être reprises avec de nombreux autres films de science-fiction, selon l'imagination du lecteur du blog. Cela ne doit toutefois pas remettre pas en cause l'imaginaire poétique des films...
Pour aller plus loin
À bien y réfléchir, cette définition de la Force est analogue à ce que nous connaissons de la force gravitationnelle. Le pouvoir des Jedi peut donc se comprendre comme la possibilité de manipuler la gravitation à distance.
Par exemple, quand Luke s'entraîne sur Dagoba, il apprend à faire léviter son vaisseau spatial, ce qui revient à faire s'exercer une gravité négative en dessous du vaisseau afin de le soulever puis une gravité nulle pour le maintenir en lévitation. Penser de telles modifications de la gravitation nous oblige à réévaluer la notion de haut et de bas. Le bas se définit alors comme la direction vers où nous attire la gravité.
Le sabre laser nous occupe ensuite un bon moment. La notion de sabre est un peu problématique, car le laser c'est de la lumière. D'ailleurs, laser signifie "amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement". On ne voit un laser que lorsqu'il rencontre un obstacle, ce qui n'est pas le cas des sabres laser du film. Le caractère fini du sabre laser pose également problème et, bien évidemment, quand deux faisceaux lumineux se croisent, ils ne s'entrechoquent pas en faisant du bruit... Les sabres laser semblent donc impossibles à réaliser en vrai.
Ensuite, se pose la question de la puissance dudit sabre. Il a fallu enquêter dans les films pour trouver une séquence permettant de la déterminer. Dans l'épisode I, La Menace fantôme, Qui-Gong Jinn fait fondre en trois secondes une porte en acier. Il suffit donc d'estimer le volume d'acier fondu, puis de calculer la température à laquelle il faut porter l'acier pour déterminer cette puissance. Après tous ces calculs, on peut estimer que la puissance du sabre est équivalente à celle d'une centrale nucléaire ! Ça laisse rêveur...
Enfin, la facilité avec laquelle l'Étoile noire pulvérise la planète Alderande nous donne l'occasion de quelques calculs sympathiques pour évaluer la force nécessaire à la destruction de la planète. Dans un premier temps, il faut calculer la force équivalente à la force de liaison de la planète, laquelle dépend de sa masse. Cette recherche nous a permis de comprendre pourquoi, passés une certaine masse, les objets célestes sont sphériques. Plus la masse d'un corps est importante et plus sa force gravitationnelle s'exerce, ce qui aplanit la surface. Une fois ce calcul terminé, reste encore à prendre en compte la puissance et la forme de l'explosion, celle-ci nécessitant un "tir" d'une puissance difficilement imaginable.
Ces leçons de physique avec Star Wars peuvent être reprises avec de nombreux autres films de science-fiction, selon l'imagination du lecteur du blog. Cela ne doit toutefois pas remettre pas en cause l'imaginaire poétique des films...
Pour aller plus loin
- Roland Lehoucq est l'auteur de plusieurs ouvrage de vulgarisation scientifique. Le CDI possède en particulier Mais où est donc le Temple du Soleil ? consacré aux relations entre Tintin et la science.
- Dans le même registre, Marion Montaigne propose régulièrement sur son blog de BD Tu mourras moins bête (mais tu mourras quand même) des articles très drôles de vulgarisation scientifique. Récemment, elle a notamment traité des problèmes psychiques des astronautes et de la descente vertigineuse de Gandalf dans le Seigneur des Anneaux. Le CDI possède d'ailleurs le premier tome de Tu mourras moins bête : La science c'est pas du cinéma.
- Le Palais de la Découverte offre de nombreuses expériences scientifiques parmi laquelle l'expérience de physique électrostatique mentionnée par Roland Lehoucq.
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