La Cosmologie du plasma d’Alfvén encore (et encore) confirmée

Holoscience, Wal Thornhill, 9 mai 2011

      L’absence d’articles ces derniers mois était due à une charge de travail très lourde, à la préparation des documents d’un cours et de présentations. Cette tâche se poursuit avec bientôt, du 6 au 9 juillet, la 18ème conférence annuelle de Natural Philosophy Alliance à l'université du Maryland, où je présenterai deux documents, dont la conférence en souvenir de John Chappell, qui a été souhaitée.

      En attendant, j’assisterai à des réunions scientifiques et amasserai les rapports étayant le paradigme de l'Univers électrique. Un journaliste scientifique m’a baptisé « l’éclaireur aux limites de la science. » Et c'est de ce point de vue général que je vois nos sciences, comme des mastodontes, dévalant les tunnels aveugle de la spécialisation, et nous pouvons seulement attendre le crash inévitable. La science moderne tente de décrire la réalité avec un langage dénué de sens (par exemple « le tissu de l'espace-temps ») et des métaphores erronées, avec pour résultat l’invocation de toujours plus de forces, de dimensions irréelles et de matière invisible ou virtuelle. Il me semble que notre salut se trouve dans les ingénieurs, qui doivent composer avec le monde réel. Car c’est Hannes Alfvén, un ingénieur électricien et physicien hors du commun et carré, qui nous a fourni les explications pratiques d'un spécialiste de l’électricité, connues sous le nom de Cosmologie du plasma, sur la plupart des mystères de l'Univers. Seulement, elles ne concernent qu’un cercle universitaire fermé, les étudiants ordinaires n’ayant guère l'occasion de les étudier dans toutes les universités.

      Alfvén a souligné l'influence qu’a eu sur lui une ancienne recherche de Kristian Birkeland sur la nature électrique des aurores polaires [*] et d'autres phénomènes dans le Système solaire. Birkeland semblait ressentir intuitivement la vraie nature électrique de l'espace, mais était bien trop en avance sur son temps. La théorie des décharges électriques était encore dans un état très primitif. Il a écrit : « Il semble que ce soit une conséquence naturelle de notre point de vue de supposer que l'espace entier fourmille de toutes sortes d’électrons et ions volants. Nous supposons que chaque système stellaire en évolution projette des corpuscules électriques dans l'espace. Il n'est donc pas raisonnable de penser que la plus grande partie de la masse de l'Univers ne se trouve pas dans les systèmes solaires ou nébuleuses, mais dans l’espace "vide". »
[* Ndt : En début d’année ou en fin 2010, je ne sais plus très bien quand, un astrophysicien a dit des choses inouïes à l’émission La tête au carré sur France Inter. Il a expliqué en gros que les aurores sont des phénomènes électriques et que le vent solaire, fait de particules chargées, est l’équivalent d’un courant électrique. Je ne connaissais pas ce physicien et j’espère qu’il n’a pas été viré pour avoir osé parler d’électricité dans un domaine accaparé par la mécanique de la pétanque. S’il lit ceci, il serait bien qu’il nous rassure.]

      Birkeland rencontra une résistance énorme, en particulier de Sydney Chapman, sans doute le savant le plus influent dans le domaine géophysique durant la période 1920-1960. Mais, en 1973, des satellites confirmèrent l'existence de courants électriques alignés sur le champ magnétique. Ces courants alignés sur le champ sont désormais appelés « courants de Birkeland. » En 1987, révélant son propre combat contre l'orthodoxie, Alfvén écrivit aigrement : « Puisque Chapman considérait sa théorie des orages magnétiques et des aurores comme l'une de ses plus importantes réalisations, il était désireux d’étouffer toute connaissance de la théorie de Birkeland. Étant un membre respecté de la fière tradition scientifique anglaise, et participant à toutes les conférences importantes dans ce domaine — si ce n'est les organisant —, il lui était facile de le faire. Les conférences devinrent vite un rituel. Entamées par Chapman présentant sa théorie des orages magnétiques, elles se poursuivaient par de longs exposés de ses proches collaborateurs, qui confirmaient ce qu'il venait de dire. S’il arrivait de garder un peu de temps à la fin pour le débat, les objections restaient sans réponses, ou étaient écartées grâce à la référence à un article de Chapman. Mentionner Birkeland équivalait à jouer les charretiers à l'église. » De nombreux savants dissidents ont répété la comparaison de la science institutionnalisée moderne à un ordre religieux.

      Mesurée au succès de ses prédictions, la Cosmologie du plasma d’Alfvén est une excellente théorie. Malgré cela, « ...la résistance soutenue au travail d’Alfvén repose sur une opinion largement partagée, selon laquelle ses prédictions ne dérivent pas d'une théorie physique plausible (c’est-à-dire, conforme au paradigme dominant). Si une théorie n'est pas bienvenue, elle ne gagne pas de crédit en faisant des prédictions qui marchent. Cela impliquerait que le rôle de la prédiction comme moyen d'évaluer les théories scientifiques a été exagéré. » Stephen G. Brush, Alfvén’s Programme in Solar System Physics, Comptes-rendus de l’IEEE sur la science des plasmas, Vol. 20, N° 6, décembre 1992, p. 577.

      Aujourd'hui, deux nouveaux rapports se distinguent à propos des prévisions d’Alfvén, de sorte que, enfin, elles ne peuvent plus être ignorées. La première concerne la naissance des étoiles et, la seconde, le circuit électrique du Soleil.

LA NAISSANCE DES ÉTOILES ÉLECTRIQUES

      L’observatoire spatial Herschel (appelé autrefois Far Infrared and Sub-millimetre Telescope ou FIRST) de l’Agence spatiale européenne (ESA) est doté du plus grand miroir unique, 3,5 mètres de diamètre, jamais construit pour un télescope spatial. C’est un télescope infrarouge, baptisé d'après le nom du découvreur du spectre infrarouge, Sir William Herschel. Ce télescope a donné aux astronomes une vue sans précédent dans la matrice cosmique des étoiles, connue sous le nom de nuages moléculaires. Il a permis de découvrir (surprise, surprise) que les étoiles se forment dans « un réseau incroyable de structures filamenteuses, et de caractéristiques montrant des chapelets d’événements de formations stellaires quasi-simultanés, étincelants comme des colliers de perles au fond de notre galaxie. » Bien que présentée comme « incroyable » par des astronomes, cette description correspond exactement à ce qu’attendent depuis des dizaines d’années les spécialistes de la Cosmologie du plasma !

« Un réseau incroyable de structures filamenteuses » découvert dans un nuage de gaz froid de la constellation de la Croix du Sud. Le rapport de l'ESA date du 2 octobre 2009. « Qu’une région sombre et froide comme celle-ci soit en pleine activité, était inattendue. Mais les images révèlent un fourmillement d’activité surprenant : Les matériaux interstellaires se condensent en continu et, provenant de la lumière émise par les étoiles nouveau-nées à différents stades de développement, des filaments interconnectés rayonnent. »

      Selon un rapport de l'ESA du mois dernier, l'observatoire spatial à haute résolution Herschel a produit une autre surprise : « S'étendant sur des dizaines d'années-lumière dans l'espace, les filaments sont immenses, et Herschel a montré que les étoiles nouveau-nées sont souvent trouvées dans leurs parties les plus denses... Ce genre de filaments dans des nuages interstellaires a déjà été entrevu dans l'infrarouge par d'autres satellites, mais ils n'ont jamais été vus assez nettement pour que leur largeur puisse être mesurée. Herschel a désormais montré que, quelle que soit la longueur ou la densité d'un filament, sa largeur est toujours à peu près la même. "C'est une très grande surprise" s’exclame Doris Arzoumanian du Laboratoire AIM de Paris-Saclay, CEA/IRFU, auteur principal de l'article décrivant ce travail. En collaboration avec Philippe André du même institut et d'autres collègues, elle a analysé 90 filaments et constaté qu'ils faisaient tous environ 0,3 année-lumière [de large], soit environ 20.000 fois la distance de la Terre au Soleil. Cette cohérence des largeurs exige une explication. »

Dérivé des observations du nuage moléculaire IC 5146 par Herschel, ce diagramme montre un réseau de 27 filaments géniteurs d’étoiles.
Crédit : Adapté des filaments interstellaires dépeints par Herschel dans IC 5146, D. Arzoumanian et autres, A&A 529, L6 (2011).

      Finalement, quelle explication classique est favorisée ? « Que sont les "boums soniques" s’ils ne sont pas produits par des explosions d’étoiles ! » Mais où sont ces étoiles explosant ? Et les explosions devraient infliger un certain degré de courbure radiale aux filaments. Mais ce que nous voyons ressemble plus aux trajets tortueux de coups de foudre de nuage à nuage. Bien qu’ils soient en fait à l'échelle cosmique.

      Hannes Alfvén, le « père » de la Cosmologie du plasma, a écrit en 1986, « Cette attirance des courants parallèles était déjà connue à la l’époque d'Ampère. Il est facile de comprendre que, dans un plasma, les courants devraient avoir tendance à se rassembler en filaments. En 1934, il a été dit explicitement par Bennett que cela devrait conduire à la formation d'un pincement. Le problème qui l'a conduit à cette découverte, c'est que l'orage magnétique produit un milieu (vent solaire selon la terminologie actuelle) qui ne sort pas uniformément du Soleil. Ce problème de physique cosmique a conduit par conséquent à l'introduction de l'effet de striction... Seulement, c’est un phénomène inconnu de la plupart des astrophysiciens. En effet, d'importants domaines de recherche, par exemple, la façon de traiter la condition des régions interstellaires incluant la formation des étoiles, repose toujours sur une découverte négligée, faite par Bennett il y a plus d’un demi-siècle... Les étudiants en astrophysique d’aujourd’hui n’en entendent jamais parler. »

      La largeur constante sur de grandes distances est due au courant circulant le long des filaments de Birkeland, chaque filament constituant une partie d'un plus grand circuit électrique. Et, dans un circuit, le courant doit être homogène sur l’ensemble du filament. Par conséquent, l'effet de balayage électromagnétique sur les matériaux du nuage moléculaire, appelé convection de Marklund, est constant tout au long de chaque filament. Ce qui explique simplement l’uniformité de largeur des filaments. Les étoiles naissent sous la forme de plasmoïdes dans la striction de Bennett, également connue, en laboratoire d’étude du plasma sur Terre, sous le nom de Z-pinch [*].
[* Ndt : Le Z-pinch, traduit en français par striction longitudinale, est la constriction du plasma tout au long de l’axe du courant. Ce phénomène est engendré par le champ magnétique développé par le passage du courant lui-même.]

Ce diagramme montre la vraie nature des filaments à l'intérieur des nuages moléculaires. Le vecteur du champ électrique (E) et la configuration hélicoïdale du champ magnétique (B) sont représentés. La convection de Marklund attire les ions vers l’intérieur à la vitesse, V, à travers un gradient de température, delta-T. Il s’agit d’un mécanisme rapide de formation des filaments et de séparation chimique, dans le plasma cosmique, de sorte que les éléments lourds (les « métaux » dans le jargon de l’astrophysique) se retrouvent sur l'axe et doivent donc constituer le cœur des étoiles, à la place de l'hydrogène !

      En mai dernier, dans une matrice d'étoiles similaires, Herschel a constaté en flagrant délit une formation d’étoile impossible... Cela parce que la violente lumière émise par ces grandes étoiles devrait démolir le nuage moléculaire où elles naissent avant que davantage de masse ne puisse s'amasser. Seulement, elles se forment d’une façon ou d’une autre. Nombre de ces étoiles « impossibles » sont déjà connues, certaines ayant jusqu'à 150 masses solaires, mais maintenant que Herschel en a vu une peu après le début de sa vie, les astronomes peuvent utiliser les données pour étudier pourquoi elles ne se plient pas à leurs théories.

      La réponse est simpliste. Les théories des astrophysiciens n'ont aucun rapport avec la réalité. La luminosité d'une étoile n'a rien à voir avec sa massivité, puisqu’une aucune fusion thermonucléaire n’a lieu dans son noyau d'éléments lourds. Et la masse d'une étoile n’a rien à voir avec sa taille, car la photosphère n'est pas une surface au sens habituel du terme, mais plutôt un phénomène de décharge électrique à une certaine distance au-dessus de la surface stellaire. Il n'y a pas d’« étoiles impossibles. » La lumière d'une étoile vient de l'énergie électrique disponible circulant le long des filaments de Birkeland qui l’enveloppe. Quant aux « boums soniques » engendrés par la pression de la lumière de l'étoile, leur force est négligeable comparée aux forces électromagnétiques dans le plasma enveloppant. Et toute collision de ce genre favoriserait l’ionisation de poussière et des gaz, et les rendrait plus sensibles à la force électromagnétique. S’il reste malgré tout quelque réserve quant à l'environnement électrique du Soleil (et donc de toute étoile), hé bien le rapport suivant devrait la dissiper.

L’EXISTENCE DU CIRCUIT SOLAIRE D’ALFVÉN EST CONFIRMÉE

      Le 3 mai, New Scientist a publié un article important d’Anil Ananthaswamy, Strange cosmic ray hotspots stalk southern skies (D’étranges points chauds de rayons cosmiques hantent le ciel austral) :

      Les rayons cosmiques qui s'écrasent sur la Terre au-dessus du Pôle Sud semblent venir d’endroits précis, plutôt que répartis uniformément dans le ciel. Des « points chauds » de rayons cosmiques similaires ont aussi été vus dans le ciel boréal, mais nous ne connaissons aucune source assez proche capable de produire ces dispositions.

      « Nous ne savons pas d’où ils viennent, » explique Stefan Westerhoff de l'université du Wisconsin à Madison. Westerhoff et ses collègues ont utilisé IceCube, l'observatoire des neutrinos, au Pôle Sud pour établir la carte la plus complète jusqu’ici de la direction d'arrivée des rayons cosmiques dans le ciel austral.

IceCube utilise des détecteurs de neutrinos enfouis au Pôle Sud. Il détecte les muons issus du choc des neutrinos sur la glace, mais aussi les muons créés par les rayons cosmiques heurtant l'atmosphère terrestre. Ces muons cosmiques peuvent servir à déterminer la direction des particules initiales des rayons cosmiques. (Image : NSF/B Gudbjartsson).

      Entre mai 2009 et mai 2010, IceCube a détecté 32 milliards de muons de rayons cosmiques, dotés d’une énergie moyenne d'environ 20 téraélectronvolts (20 TeV ou 20 millions de millions d’électronvolts). Ces muons ont révélé, avec une portée statistique extrêmement élevée, un ciel austral avec dans certaines régions un excès de rayons cosmiques (« points chauds ») et un déficit de rayons cosmiques (points « froids ») dans d'autres.

      Au cours des deux dernières années, une tendance semblable a été remarquée dans le ciel boréal par l'observatoire Milagro à Los Alamos, au Nouveau Mexique, et par leTibet Air Shower Array dans le Yangbajing. « Il est intéressant de noter qu’une adéquation peut être trouvée entre cette disposition et [ces expériences], au moins qualitativement. Ils ont des techniques très différentes et les effets sont systématique, » affirme Paul Sommers, physicien spécialiste des rayons cosmiques de l’université d’État de Pennsylvanie à Park. « Je considère ces points chauds comme un sacré mystère. »

      C'est un mystère parce que les points chauds devraient être produits à environ 0,03 année-lumière de la Terre. Plus loin, les champs magnétiques galactiques devraient dévier les particules, de sorte que les points chauds seraient étalés dans tout le ciel. Mais il n’existe aucune source connue de ce genre.

      Dans les années 20, Irving Langmuir et Harold Mott-Smith montrèrent que, lors d’une décharge dans un tube de plasma, il s’établit aux limites une mince gaine qui isole la paroi ou une sonde et les protège du champ électrique. Dans cette gaine ou « double couche, » le champ électrique des charges séparées accélère les particules chargées. En 1958, Alfvén suggéra que ce phénomène pourrait être important dans les plasmas cosmiques. Des sources de rayons cosmiques situées le long de l’axe du Soleil ont été prédites par Alfvén en 1986, dans une publication de l'IEEE et dans la Publication de Conférence 2469 de la NASA, Double Couche en astrophysique. Il y est expliqué, « Depuis l'époque de Langmuir, nous savons qu'une double couche est une formation plasmatique par laquelle un plasma se protège — au sens physique de ce mot — de l'environnement. Elle est analogue à une paroi cellulaire — au sens biologique de ce mot — permettant à un plasma de se protège de l'environnement. Si une décharge électrique se produit entre une cathode et une anode, il se formera près de la cathode une double couche appelée gaine cathodique, qui accélérera les électrons véhiculant le courant dans le plasma. Un espace de charge positive sépare la gaine cathodique du plasma. De même, près de l'anode, une double couche protégeant le plasma de cette électrode se forme. De plus, un espace chargé constitue la frontière entre la double couche et le plasma. Toutes ces doubles couches transportent des courants électriques. »

Circuit héliosphérique d’Alfvén. Le Soleil, au centre, agit comme un inducteur unipolaire produisant un courant qui va vers l’extérieur le long de l'axe (B2) et vers l'intérieur dans le plan équatorial, le long des lignes du champ magnétique (B1). Le courant doit se refermer à de grandes distances (B3), soit comme une couche de courant homogène, soit, plus vraisemblablement, comme un courant pincé. Analogue au circuit auroral, il peut y avoir des doubles couches (DL) qui devraient être situées symétriquement sur l’axe du Soleil. De telles doubles couches n’ont pas encore été découvertes. Crédit : Schéma original de H. Alfvén, Conférence Publication de la Nasa 2469, 1986, p. 27.

      Dans la théorie des circuits, il est noté que ceux qui incluent une inductance sont intrinsèquement explosifs. C’est vrai, car un circuit conducteur aura tendance à décharger toute son énergie inductive en n’importe quel point de coupure du circuit. Les doubles couches sont connues pour leur tendance à interrompre le courant dans un plasma. Par conséquent, toute l'énergie d'un circuit peut être libérée à l'endroit où se forme une double couche, indépendamment de la source d'énergie du circuit.

      De par leur capacité à générer des rayons cosmiques, un rayonnement synchrotron, du bruit radio, et parfois exploser, Alfvén avait proposé, « Les doubles couches peuvent être considérées comme une nouvelle classe d'objets célestes... Par exemple, le circuit du courant héliosphérique doit se refermer à de grandes distances (cf. Fig. 8), Et il est possible — voire probable — que cela se fasse par un réseau de filaments de courant. Beaucoup de ces filaments peuvent créer des doubles couches, et certaines d'entre elles peuvent exploser. » Pour donner une idée de leur omniprésence dans l'espace, les doubles couches sont impliquées dans : les régions terrestres des aurores polaires, les jets extragalactiques, les jets stellaires, les novae et supernovae, les salves de rayons X et gamma, les pulsars à rayons X, les doubles sources radio, les éruptions solaires, et la source accélérant les rayons cosmiques.

      Il semble que des doubles couches d’Alfvén ont été détectées sous la forme de « points chauds cosmiques, » générés dans des filaments de courant de Birkeland « à moins de 0,03 années-lumière » du Soleil. On devrait découvrir que ces points chauds sont alignés sur le champ magnétique interstellaire local. L'énergie moyenne des rayons cosmiques, dite de 20 téraélectronvolts, est dans la fourchette attendue d’une double couche cosmique.

      POST-SCRIPTUM : Alfvén ne va pas jusqu'à considérer l’étoile comme un phénomène de décharge électrique. Mais si les étoiles sont alimentées électriquement par un circuit galactique, les conséquences de ce seul fait sont fondamentales pour la science et la société. Nous avons suivi une connaissance chimérique menant à un désert d'ignorance. L’histoire que nous avons du Soleil est un mythe. Le Saint-Graal de l'énergie de fusion thermonucléaire, « pareille au Soleil, » est une fausse piste. En fait, la cosmologie du big bang entière, la formation des galaxies, la formation du Soleil et de sa famille de planètes, et l'histoire de la Terre, sont des fictions. La science ignore la force organisatrice la plus puissante, l’électricité, au profit de la force la plus faible, la gravité. La plupart de notre « grande » science, comme les expériences de fusion coûteuses et les missions spatiales, sont malavisées et du gaspillage. Toutes les sciences doivent être réexaminées dans une nouvelle perspective interdisciplinaire basée sur un univers électrique interconnecté.

      Et un dernier mot d'Alfvén, qui, dans son discours de remerciement du prix Nobel, le 11 décembre 1970, a pris l'initiative sans précédent de prédire la catastrophe finale de l'astrophysique au bout de son long tunnel sombre : « En conclusion, il semble que l'astrophysique soit trop importante pour être laissée entre les mains de théoriciens qui se sont éduqués dans des manuels cotés. Les données spatiales de plusieurs milliards de dollars des télescopes astronomiques doivent être traitées par des scientifiques qui connaissent bien la physique de la magnétosphère et de laboratoire, la théorie des circuits, et, bien sûr, la physique moderne des plasmas. Plus de 99 pour cent de l'Univers est fait de plasma, et le rapport entre les forces gravitationnelle et électromagnétique est de 10³⁹. » H. Alfvén, NASA Conference Publication 2469, 1986, p. 16.

Original : www.holoscience.com/news.php?article=4eefp0kj
Traduction copyleft de Pétrus Lombard