La Ville de Paris a souhaité faire du Réfectoire de l'ancien couvent des Cordeliers, un lieu de prestige au service des missions universitaires de diffusion de la culture et de l'information scientifique.

Le 23 mars

Des lectures

Lecture de grands textes fondateurs.

Une controverse

Anomalie Pioneer,  anomalie Einstein ?

Controverse scientifique…

Une Controverse est un débat suivi sur une question, motivée par des opinions ou des interprétations divergentes (Robert). Elle permet idéalement, par l’échange raisonné entre sujets désintéressés de faire émerger d’une situation problématique une réponse objective, parce que la meilleure possible. Bien sûr cette vision laisse souvent place à des situations conflictuelles mettant en exergue un antagonisme entre les réalités pensées par les scientifiques ainsi qu’une incertitude des connaissances scientifiques.
La controverse permet ainsi de se démarquer des normes classiques de la scientificité pour approcher la formation des objets scientifiques.

En somme un très bon moyen de faire découvrir la Science à travers la pensée humaine.

Sujet*

Le lancement des sondes Pioneer 10 et 11 en 1972 ne laissait en rien présager les découvertes qui allaient en résulter. Le mystérieux ralentissement des sondes qui met en cause l’exactitude de la théorie de la relativité générale, œuvre majeure d’Albert Einstein, sera-t-il la source d’une nouvelle révolution ?

En décembre 1973, alors que les premières photos de la géante gazeuse Jupiter arrivent sur les écrans de la Nasa, finalisant ainsi la mission Pioneer 10, la sonde spatiale, se voit charger d’une nouvelle mission. L’agence spatiale américaine décide de prolonger l’aventure, en envoyant la sonde aux confins de notre système solaire. Parallèlement, Pioneer 11 qui vient de réaliser l’observation de Saturne, dans une direction diamétralement opposée, est elle aussi envoyée vers l’inconnu.
En automne 1980, la surprise est de taille pour les scientifiques de la Nasa ; loin d’avoir découvert un nouvel objet spatial, les deux sondes Pioneer sont en retard sur leurs trajectoires. Alors qu’elles s’éloignent des effets gravitationnels du soleil comme des autres planètes, il semble que les sondes soient freinées. Or les lois de la physique stipulent que tout objet se déplaçant dans le vide du cosmos devrait garder une vitesse constante.
John Anderson, du Jet Propulsion Laboratory, se met en quête de cet incroyable mystère. Les hypothèses sont multiples ; de l’influence de l’expansion de l’Univers à l’influence des réacteurs RTG (Radioisotope Thermoelectric Generator) jusqu’à la dérive des continents déréglant le signal des antennes du DSN (Deep Space Network). En 1994, Slava Turyshev, nouvel arrivé dans l’équipe du Jet Propulsion Laboratory, va proposer une toute nouvelle voie d’investigation. L’anomalie ne proviendrait pas des sondes ou de leur observation mais du modèle théorique, notamment celui de la relativité générale établie par Albert Einstein en 1915.

Jamais infirmée jusqu’ici, la théorie de la relativité générale reste LA théorie décrivant les lois de l’Univers. L’ « anomalie Pioneer » serait peut-être la première “infidélité” à la théorie d’Einstein…

Programme et déroulement

La controverse se déroulera le 23 mars au Réfectoire des Cordeliers et s’adressera au grand public.

Elle pourra se dérouler en plusieurs temps :

• Présentation de l’ « Anomalie Pioneer »

• Historique de la relativité générale

• Nouvelles investigations et nouvelles théories

• Confrontation des théories

La présence d’un candide et de médiateurs au sein de la table ronde permettra, au moment voulu, de recadrer le débat mais aussi de préciser, voire de définir les modèles et les notions abordées.

Un micro tournant dans la salle permettra au public de se manifester et de questionner les points de vue.

Médiateurs :

• Jean Eisenstaedt, historien de la physique, Observatoire de Paris
Domaine de recherche : « Les racines classiques de la relativité »
• Etienne Klein, ingénieur physicien au CEA
• Cécile Bonneau, journaliste à Science et Vie

Conférenciers :

• Serge Reynaud, directeur de recherche au CNRS et chercheur au laboratoire Katsler Brossel, qui ont écrit « Anomalie Pioneer et tests de la gravité dans le système solaire »
• Gilles Esposito-Farèse, chercheur à l’Institut d’Astrophysique de Paris
• Cédric Deffayet, chercheur à l’Institut d’Astrophysique de Paris

Lieu de la conférence

Le Réfectoire des Cordeliers situé au 15 rue de l’Ecole de Médecine (6e).
La Ville de Paris a souhaité remettre ce bâtiment, construit entre 1371 et 1506 et classé monument historique, à la disposition des universités parisiennes pour leurs missions de diffusion de la culture et de l’information scientifiques. Les huit universités parisiennes ont conclu un partenariat avec la Ville pour la programmation de cet espace, et l’université Pierre et Marie Curie est affectataire du lieu depuis septembre 2006.

Le Réfectoire des Cordeliers peut accueillir 300 personnes.

ANNEXE.

Article du Scientific American
A Force to Reckon With
What applied the brakes on Pioneer 10 and 11?
By Alexander Hellemans

One of the most intriguing mysteries in physics is the "Pioneer anomaly," the slowing down of two spacecraft by an unknown force. NASA launched Pioneer 10 and 11 in 1972 and 1973, respectively, and the craft returned stunning images of Jupiter and Saturn. But as both spacecraft continued their voyages at speeds of roughly 27,000 miles per hour, astronomer John Anderson of the Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Calif., noticed anomalies in telemetry data dating from as far back as 1980. With continued analysis, researchers determined that the spacecraft had been slowing down at a constant rate: each year they fell 8,000 miles short of their calculated positions. The strange behavior sparked several theories, but the lack of data made culling the ideas difficult. Now a proposal to analyze telemetry from the early years could literally point toward the correct explanation.

The most obvious theory was that something on the spacecraft themselves created a braking force--leaking gas or heat radiation, perhaps. Over the years, however, researchers increasingly viewed this hypothesis as less likely, and some physicists began to explore possible flaws in Newton's laws and relativity. Others posited that dark matter was the culprit: it might exert a gravitational or drag force. A third theory embraces the idea that a minute acceleration exists in the velocity of light, which might result in the appearance that the probes are slowing down: if light travels faster, telemetry signals arrive faster, and the craft seem to be closer.

Anderson and theorist Michael M. Nieto of Los Alamos National Laboratory have proposed a way to filter the ideas, noting the interesting fact that the direction of the anomalous force would be different for each theory. If the force points toward the sun, then it should be a gravitational effect. If it points toward Earth, it should be an anomaly relating to the velocity of light. If it points in the direction of motion, it should be a drag force or a modification of inertia. And finally, if it points along the spin axis of the probes, it should indicate a force generated by the craft.

But determining the force's direction means studying telemetry when the Pioneer craft were closer than 20 astronomical units (1 AU equals the distance between Earth and the sun). Within this distance, to about Uranus's orbit, the angles between the sun, Earth and the craft's motions are sufficiently large. Until now, though, investigators have mostly analyzed telemetry covering the distance beyond 20 AU (to 70 AU so far--Pioneer 10's last useful transmission occurred at 80 AU in 2002). Experts had not bothered to study closer-in data in detail because they believed that radiation pressure of the sun and the many flight maneuvers would make it difficult to measure the anomaly.

Nieto and Anderson insist that it should be possible to correct for these factors and determine the direction of the anomalous force, especially in Pioneer 11's trajectory between Jupiter and Saturn. At that point, it traveled at practically a right angle to the direction of the sun and Earth, so any force toward the sun or Earth will be noticed by a sideways displacement of the probe. And rough measurements seem to show that the anomaly existed back to 10 AU, Nieto says. The telemetry for the early part of the Pioneer missions is available, so the analysis "is a relatively cheap thing to do, and at the very least it will give us more information and perhaps an indication," he remarks.

Especially if the mysterious force points toward the sun, then the explanation might be a deviation from Newtonian dynamics--termed modified Newtonian dynamics, or MOND--an idea originally proposed to explain why rotating galaxies do not fly apart. Dark matter may modify gravity, though as an alternative, Mordehai Milgrom of the Weizmann Institute of Science in Rehovot, Israel, proposes an additional component of gravity that should appear over large distances. In any case, MOND has become one of the more popular approaches to solving the anomaly problem. Jacob D. Bekenstein of the Hebrew University in Jerusalem applied a relativistic theory of MOND to the solar system and found that the Pioneer anomaly "is of crudely the right magnitude" to fall within MOND.