Quel âge ont les anneaux de Saturne? Le débat fait rage


Parmi les merveilles de notre système solaire, l'un des emblèmes de tout ce qui est étranger et extraterrestre: les anneaux majestueux de Saturne, s'élevant resplendissant et scintillant au-dessus du visage couvert de nuages ​​et de beurre de la planète géante.

S'étendant sur près de 300 000 kilomètres d'une pointe à l'autre et contenant d'innombrables particules de glace allant de «microscopiques» à «maisons mobiles», les anneaux rendent Saturne accrocheuse. Mais plus que de simples décorations, elles constituent l’une des énigmes les plus durables de la science planétaire. En termes simples, les experts ne peuvent s'entendre sur la formation ni même sur l'âge des anneaux. Les bracelets de Saturne sont-ils une caractéristique primordiale du système solaire, ils sont apparus il y a environ 4,5 milliards d'années, lorsque le chaos et les collisions ont sculpté une grande partie de ce que nous voyons aujourd'hui? Ou sont-ils apparus beaucoup plus récemment?

La réponse compte non seulement pour les scientifiques qui travaillent à comprendre les anneaux planétaires et à reconstruire l’histoire du système solaire; cela pourrait avoir des implications vertigineuses pour les astrobiologistes qui se demandent si la vie extraterrestre pourrait prospérer sous la croûte glacée d'Encelade, une petite lune intérieure de Saturne dont la mer ensevelie est considérée comme l'un des meilleurs endroits pour observer la biologie au-delà de la Terre.

Bien que non définitives, les meilleures données disponibles pour régler le débat sont apparues au cours des dernières années de la sonde spatiale Cassini de la NASA, qui a orbité autour de Saturne de 2004 à 2017. Sur la base des mesures de la masse et de la luminosité des anneaux par Cassini, de nombreux scientifiques se considèrent maintenant comme remarquablement jeunes. , ayant vu le jour il y a peut-être 100 millions d'années, lorsque les dinosaures parcouraient encore la Terre – ce qui signifie que, vu à travers un télescope saurien, Saturne aurait pu être étrangement dépourvu de bagues.

Une vue de l'hémisphère nord de Saturne en 2016.

Une vue de l'hémisphère nord de Saturne en 2016.

Crédit: NASA / JPL-Caltech / Institut des sciences spatiales

Mais tout le monde n'est pas convaincu. Certains critiques disent qu'il est trop difficile de créer de tels anneaux dans le système solaire relativement placide d'aujourd'hui et de presque hier.

"Je ne fais pas d'objection aux jeunes réseaux. Je pense simplement que personne n'a trouvé de moyen très plausible de les fabriquer", déclare Luke Dones, expert en systèmes de réseaux, du Southwest Research Institute. "Cela nécessite un événement improbable."

Le débat d’aujourd’hui sur la provenance des anneaux de Saturne remonte à plusieurs décennies, principalement à la première reconnaissance rapprochée du système effectuée par les missions interplanétaires Voyager 1 et Voyager 2. Ces observations laissaient entendre que les anneaux étaient étonnamment légers et manquaient de suffisamment de poids pour conserver leur lueur nacrée au cours des milliards d'années d'histoire du système solaire. Les anneaux, semblait-il, étaient assez jeunes, mais les théoriciens ont eu du mal à mettre au point un mécanisme pour expliquer leur formation relativement récente.

Puis vint Cassini. Vers la fin de la mission, le vaisseau spatial effectua deux douzaines de plongées audacieuses entre les sommets des nuages ​​de Saturne et le bord le plus à l'intérieur du système circulaire. Tandis qu’elle enfilait cette aiguille, Cassini mesura avec soin la masse des anneaux et trouva un nombre similaire à celui de Voyager: environ la moitié de la masse de Mimas, une petite lune glacée ressemblant étrangement à la station spatiale "Étoile de la mort" de Guerres des étoiles.

Mais ce n'est qu'une partie de l'histoire. Plus tôt dans sa mission, le vaisseau spatial avait également frôlé les bords des anneaux, ramassant de la poussière et d’autres particules pour aider à estimer la quantité de débris sombres que les structures avaient accumulés dans leur environnement – une autre mesure cruciale pour déterminer leur âge. Comme ses mesures de la masse du système, les lectures de poussière de Cassini dans les environs de Saturne suggéraient des anneaux juvéniles: Bien que continuellement éparpillés par des débris sombres déposés par des objets sombres dans le système solaire extérieur, les anneaux de glace de Saturne sont toujours d'un blanc éclatant. Selon la logique, plus les anneaux sont vieux, plus ils doivent être foncés – à moins qu’ils ne soient assez massifs pour accumuler de la poussière noire pendant des milliards d’années, tout en maintenant leur éclat de jeunesse.

Robin Canup, du Southwest Research Institute, qualifie cet élément de preuve "l'argument de la pollution" pour les jeunes réseaux. "Le fait que les bagues soient brillantes nous indique en quelque sorte qu'elles n'ont pas été efficacement polluées, ou du moins que nous n'en voyons pas la preuve", dit-elle.

Des observations supplémentaires suggèrent que non seulement les anneaux absorbent la matière, mais ils la perdent également en quantités massives, envoyant en permanence des averses de particules glacées dans l'atmosphère de la planète. En fait, avec une estimation suggérant que de telles averses pourraient épuiser les anneaux d’ici 300 millions d’années, il semble que le trait le plus distinctif de Saturne pourrait être étonnamment transitoire.

"L'idée qu'ils pourraient durer 4,5 milliards d'années défie toute explication", a déclaré Erik Asphaug, de l'Université de l'Arizona, qui étudie les interactions entre les anneaux de Saturne et ses nombreuses lunes.

Malgré cela, de nombreux arguments convaincants restent contre les anneaux prétendument jeunes de Saturne. Créer un système de sonnerie aussi vaste, si récemment, n’est pas une mince tâche; les chances sont superposées. Bien sûr, la planète pourrait ont déchiqueté une comète qui passe en tout ou en partie, en dispersant les restes décapés en anneaux; ou oui, peut être un objet entremêlant s'est écrasé dans l'une des lunes de Saturne, formant des anneaux à partir des morceaux de lune pulvérisés et éclaboussés. Mais pour tout théoricien honnête, de tels scénarios sur mesure ont une connotation particulière.

"Nous avons une assez bonne idée, un recensement, du nombre de comètes qui volent autour du système solaire externe, et vous n'en avez simplement pas assez pour rendre ce scénario probable", a déclaré Dones. "Dans les derniers centaines de millions d'années, cette chance est peut-être de quelques pour cent."

Mais supposons plutôt qu'aucune comète ne soit impliquée – que les corps parents de l'anneau proviennent entièrement de l'intérieur plutôt que de l'extérieur du système saturnien. En étudiant les orbites curieuses des lunes rapprochées de la planète, Matija Ćuk, de l'Institut SETI, et ses collègues ont trouvé quelque chose d'étonnant. Dans les modèles informatiques qui ont tracé les orbites de ces lunes dans le passé, tout s'est passé un peu hors script il y a environ 100 millions d'années, les lunes étant bousculées sur des orbites qui ne sont tout simplement pas observées aujourd'hui.

"Leurs orbites sont bien plus éloignées du plan de l'équateur de Saturne que nous n'observons", explique Ćuk. "Cela signifie que cette histoire que nous modélisons n'a jamais eu lieu et que les lunes actuelles doivent être plus jeunes que cela."

En d'autres termes, un système précédent de lunes doit avoir été réorganisé dans le système que nous voyons aujourd'hui.

Cassini a photographié ce portrait partiel des anneaux et des lunes de Saturne en juillet 2011. De gauche à droite, cinq lunes sont visibles sur cette image: Janus, Pandora (au bord de l'anneau fin près du centre de l'image), Enceladus, Mimas et Rhea.

Cassini a photographié ce portrait partiel des anneaux et des lunes de Saturne en juillet 2011. De gauche à droite, cinq lunes sont visibles sur cette image: Janus, Pandora (au bord de l'anneau fin près du centre de l'image), Enceladus, Mimas et Rhea.

Crédit: NASA / JPL-Caltech / SSI

Au début, on ne savait pas ce qui aurait pu provoquer ce réarrangement, mais les travaux ultérieurs ont mis au jour un coupable inattendu: le soleil. Même sur de grandes distances, la gravité du soleil peut perturber les mouvements des planètes – et plus important encore pour cette histoire, leurs lunes. Ćuk et ses collègues ont découvert qu'il était possible que l'orbite de Saturne se soit approchée d'un point où l'influence gravitationnelle ténue du soleil pourrait très légèrement pousser une grande lune intérieure vers un chemin différent, entraînant une collision avec un frère ou une sœur.

"Et ensuite, vous formez un anneau 10 fois plus gros que celui que vous avez maintenant, dont certains s'accrochent et forment de nouvelles lunes", dit-il.

Un corollaire déroutant à ce scénario est que les lunes internes existantes de Saturne se seraient, comme le dit Ćuk, coalisées et se sont développées à partir des débris de la collision, ce qui signifie qu'Encelade, Mimas et tout corps en orbite étaient aussi proches ou plus proches de la planète que ne le serait la grande lune. aussi être d'environ 100 millions d'années. Ce scénario contraste toutefois fortement avec les estimations de l'âge des lunes intérieures basées sur le comptage des cratères à leur surface. En outre, un jeune Encelade pourrait poser des problèmes majeurs aux astrobiologistes dans l’espoir que la mer souterraine globale de la Lune existe depuis assez longtemps pour que la vie y évolue.

"Je ne pense pas que les gens aiment entendre ça", dit Ćuk.

Canup et d’autres affirment que, si l’hypothèse de Ćuk est plausible, elle n’explique pas comment le matériel généré par un smashup lune-lune formerait un anneau. Pour ce faire, les débris de la collision devraient être suffisamment proches de Saturne pour que la gravité de la planète puisse les disperser, plutôt que dans les régions les plus reculées où des lunes se forment et vivent.

"Comment récupérez-vous les matériaux de ce type de collision sur des orbites basses où se trouvent les anneaux, et comment obtenez-vous que ces matériaux ne soient que de la glace?" Demande Canup.

Le fait est que les bagues plus anciennes sont simplement plus faciles à fabriquer. Il y a des milliards et des milliards d'années, lorsque les planètes se sont installées dans leurs positions actuelles, elles ont propulsé de plus en plus de petits corps dans tout le système solaire, tels des joueurs de billard trop caféinés avec un objectif fragile. Ainsi, explique Canup, l'explication la plus parcimonieuse est qu'un ancien cataclysme a orné le monde auparavant sans anneau, et les scientifiques doivent réexaminer leur argument de pollution pointant vers de jeunes anneaux.

Si la vitesse à laquelle la poussière noire tombe sur les anneaux varie avec le temps, ou si les hypothèses de base sur la manière dont cette poussière assombrit les anneaux sont fausses, il est possible que les anneaux soient primordiaux, même avec une brillance extrêmement surnaturelle.

"Il est clair que la neige est belle et brillante quand elle tombe, et il ne faut pas beaucoup de saleté pour rendre la neige assez sombre", a déclaré Dones. Mais, note-t-il, les impacts à grande vitesse entre la poussière et les particules glacées du cercle pourraient ne pas colorer les cernes de la même manière que les scientifiques le suspectent, laissant peut-être moins d'ombre que prévu.

Selon Canup, les simulations d’une ancienne collision en train de former un anneau sont plus convaincantes encore. Si la masse initiale de débris est sensiblement supérieure à celle des anneaux actuels, elle se dispersera et se dissipera rapidement. Une partie de celle-ci tombera dans Saturne, d'autres s'échapperont en orbite et le reste s'installera dans les lunes et les anneaux. Curieusement, dit-elle, que la dynamique orbitale de base suggère que la quantité de matériau que nous voyons aujourd’hui se règle à peu près autant, soit que vous ayez au début une masse égale à 10 fois la masse de Mimas.

"Les anneaux ont la masse exacte à laquelle on pourrait s'attendre s'ils s'étaient percutés et étendus pendant quatre milliards d'années", a déclaré Canup. Et lorsque les observations de Cassini prennent en charge simultanément de vieux et de jeunes anneaux, mais de différentes manières, il est difficile d’atteindre une réponse finale.

"Lorsque vous avez des prédictions ou des interprétations indépendantes qui finissent par se contredire, cela devient intéressant", dit-elle.

Capturée par Cassini en mars 2016, cette vue latérale d'une partie des anneaux de Saturne comprend également trois lunes: Mimas (en haut), Janus (juste au-dessus des anneaux) et Téthys (en dessous des anneaux). Toute explication de la formation des anneaux de la planète doit également rendre compte de ses énigmatiques lunes.

Capturée par Cassini en mars 2016, cette vue latérale d'une partie des anneaux de Saturne comprend également trois lunes: Mimas (en haut), Janus (juste au-dessus des anneaux) et Téthys (en dessous des anneaux). Toute explication de la formation des anneaux de la planète doit également rendre compte de ses énigmatiques lunes.

Crédit: NASA / JPL-Caltech / SSI

Nos efforts sinueux pour discerner la vérité de Saturne sont loin d'être terminés. Quelque chose mettre des anneaux autour de la planète même si nous n’avons pas encore compris comment.

"Je vois le système de Saturne comme étant au milieu d'une cascade, une cascade chaotique. Il ne me semble pas fini", a déclaré Asphaug.

En effet, tout le système de Saturne est une énigme. Les anneaux de la planète sont non seulement déconcertants, mais son vaste et divers nombre de lunes sont également difficiles à expliquer. De Iapetus, une lune bicolore qui ressemble à une noix due à une étrange crête équatoriale et à des pôles aplatis, à Titan floue, à une lune géante avec des lacs huileux et une chimie étrangère, à des lunes intérieures qui auraient autrefois eu des anneaux, le Le système saturnien est une corne d'abondance d'étrangeté. Donc, toute histoire qui prétend expliquer les anneaux doit aussi, d'une certaine manière, expliquer ces choses bizarres.

"Je vois beaucoup de choses géologiques impossibles. Je vois une planète qui devrait ressembler à Callisto, mais qui ressemble plutôt à Titan. Je vois des satellites qui ne devraient pas exister, comme Enceladus et Mimas, qui ont une longue histoire, même si cela signifie" Que tu sois vieux ou pas, nous ne le savons pas. Et puis tu vois Encelade partir comme une fusée, c’est le corps le plus fiable du système solaire, et cela n’a aucun sens pour moi en tant que géologue ", Asphaug. dit. "Mimas a plus de chauffage de marée qu'Enceladus et c'est mort comme un doornail! Rien de tout ça n'a de sens!"

Les solutions aux mystères de Saturne résident peut-être dans le domaine de la dynamique planétaire, où des simulations d'interactions gravitationnelles reconstruisent le passé (et l'avenir) de ce que nous observons aujourd'hui. Ou la réponse pourrait reposer sur des examens en laboratoire des collisions à grande vitesse entre une poussière sombre et des particules glacées, afin de déterminer comment exactement la poussière colore la glace. Cela pourrait signifier de réexaminer les hypothèses sur la probabilité qu'une comète ait une rencontre fatale avec Saturne. Ou encore, une analyse plus détaillée des surfaces en cratère de la suite de lunes intérieures de Saturne afin de mieux connaître leur âge, peut-être avec un autre vaisseau spatial envoyé pour parcourir le voisinage de la planète.

"Cette vieille idée selon laquelle les anneaux sont anciens et ont été constamment bombardés par des matériaux polluants comme nous le voyons aujourd'hui? Cette idée ne fonctionnera pas", déclare Larry Esposito, de l'Université du Colorado à Boulder. "Mais quel mécanisme possible pourrait former des anneaux à récemment? Aucune théorie existante n'est satisfaisante."

Cet article a d'abord été publié sur Scientific American. © 2012 ScientificAmerican.com. Tous les droits sont réservés. Suivez Scientific American sur Twitter @SciAm et @SciamBlogs. Visitez ScientificAmerican.com pour connaître les dernières nouvelles en matière de science, de santé et de technologie.

Jour de la Terre 2019: Comment les données de la NASA aident les États-Unis à faire face aux catastrophes et au changement climatique



Juste à temps pour le Jour de la Terre: un nouveau site Web de la NASA montre comment les données d'observation de la Terre de l'agence aident les collectivités des États-Unis à faire face au changement climatique, aux catastrophes et aux défis environnementaux.

L'initiative, appelée Espace pour les États-Unis, permet aux utilisateurs de choisir sur une carte pour voir les descriptions état par état des programmes qui utilisent les données de la NASA; les visiteurs peuvent également choisir de visualiser les initiatives de programme par sujet En cliquant sur «Oklahoma», par exemple, vous apprendrez comment le Centre de recherche et de prévision sur la prévision à court terme (SPoRT) de la NASA a aidé les habitants de la ville et de ses environs à se remettre d'une tornade dévastatrice de mai 2013.

"Le centre SPoRT de la NASA analyse les utilisations pratiques des observations de la Terre pour la météorologie et les transmet à la communauté météorologique pour des applications dans le monde réel", ont déclaré des responsables de la NASA. a dit sur leur page pour Oklahoma. "Pour cette tempête, SPoRT a puisé dans une flotte de satellites et de capteurs de la NASA – ainsi que des données d'observation de la Terre de la NOAA et d'autres partenaires – afin de déterminer l'ampleur de la destruction de la tornade."

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SPoRT a identifié des problèmes d’intérêt immédiat, tels que les pannes de courant, qui montrent les zones fortement endommagées par les infrastructures. Il a également suivi les éclairs de foudre, qui sont un signe d'intense activité orageuse locale et qui peuvent aider à mieux avertir des futures tempêtes.

Parmi les autres projets d’application d’observation de la Terre de la NASA répertoriés sur le site Web – il y en a 56 au total -, nous aidons les pilotes à manœuvrer autour des panaches de cendres volcaniques de l’Alaska et aidons les défenseurs de la nature à Hawaii à protéger les récifs coralliens du changement climatique.

"La manière dont les gens utilisent les données de la NASA pour travailler dans le pays est impressionnante et impressionnante", a déclaré Lawrence Friedl, directeur du programme de sciences appliquées à la Division des sciences de la Terre de la NASA à Washington, DC. a déclaré dans une déclaration.

Les responsables de la NASA ont ajouté que l'organisation "librement et ouvertement" offre des données d'observation de la Terre afin que les communautés locales puissent résoudre des problèmes tels que la sécurité alimentaire, la santé humaine ou la disponibilité d'eau potable.

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Les robots veulent voler (les parties ennuyeuses de) votre travail


A présent, vous êtes probablement conscient qu'un robot se tient juste derrière vous, prêt à prendre votre travail. Allez-y, regardez, ne faites pas simplement un contact visuel, car les robots, comme les babouins, n’apprécient pas cela du tout. Cela les incitera à vouloir encore plus votre travail.

En réalité, les informations sur le décès de l'emploi sont grandement exagérées. Il y a trop peu de choses que les robots et les intelligences artificielles peuvent faire mieux que les humains à ce stade. Nous, êtres charnus, restons plus créatifs, plus habiles et plus empathiques – une compétence particulièrement importante dans le domaine des soins de santé et de l'application de la loi. Quoi est Ce qui se passe, c’est que les machines occupent des emplois, ce qui n’est pas une nouveauté dans l’histoire du travail humain: les humains ne récoltent plus le blé à la main, mais avec des moissonneuses-batteuses; nous n'écrivons plus tout à la main, mais avec des traitements de texte extrêmement efficaces.

Avec la permission de Erik Brynjolfsson

Malgré tout, cette nouvelle vague d’automatisation pourrait faire très mal si nous ne faisons pas attention. C’est là que des personnes comme Erik Brynjolfsson, directeur de l’Initiative sur l’économie numérique du MIT, entrent en jeu: il réfléchit sérieusement au passé, au présent et à l’avenir du travail; vous n’avez donc pas bientôt un robot dans votre bureau qui respire. cou. WIRED s’est assis avec Brynjolfsson pour expliquer pourquoi le Westworld La dystopie est (espérons-le) loin, pourquoi notre créativité et notre empathie humaines sont si importantes et pourquoi vous ne devriez jamais utiliser un robot de téléprésence pour dire à quelqu'un qu'il est en train de mourir.

(Cette conversation a été condensée et modifiée pour plus de clarté.)

Matt Simon: Alors soyez honnête. Dans quelle mesure devrais-je craindre que l'IA ne vole mon travail?

Erik Brynjolfsson: Je souscris au récit selon lequel le remplacement d’emplois en masse n’est pas là. Ce qui est imminent est le remplacement de les pièces des emplois grâce à l'IA, mais aussi à travers la robotique. Je pense que les discussions dans la presse ont tendance à tomber dans deux camps trop simplistes. La première est: "Oh, tous les emplois vont être automatisés", ce qui est très incorrect. Ou c’est: "Oh, il ne se passe rien, c'est du battage publicitaire". Ce sont les deux incorrects. La bonne compréhension basée sur nos recherches et de nombreuses autres est que ces les tâches sont en cours d'automatisation.

Prenons un exemple. Un radiologue effectue 27 tâches distinctes. L'un d'eux lit des images médicales. Un algorithme d’apprentissage automatique peut être précis à 97% et un humain à 95%, et vous pourriez penser: OK, laissez la machine le faire. En fait, ce serait faux. Vous feriez mieux de laisser la machine le faire et de la faire vérifier ensuite par une personne. Ensuite, vous passez de 97% à 99% de précision, car les humains et les machines font différentes sortes d’erreurs.

Mais les radiologistes consultent également les patients, coordonnent les soins avec d'autres médecins, font toutes sortes de choses. L'apprentissage automatique est assez efficace pour certaines de ces tâches, comme la lecture d'images médicales; il n’est pas très utile de réconforter un patient ou de lui expliquer le diagnostic.

MME: Cela me rappelle le fiasco il y a quelque temps, où un hôpital utilisait un robot téléopéré pour annoncer à quelqu'un qu'il allait mourir et que les gens paniquaient. Bien, duh. Je ne sais pas pourquoi plus de roboticiens ne préviennent pas à ce sujet. Il y a certains travaux que les humains feront probablement toujours, ceux qui nécessitent l’empathie que les machines n’ont pas.

EB: Notre cerveau est câblé pour réagir émotionnellement aux autres humains. Les humains ont simplement un avantage comparatif à se connecter les uns aux autres. Nous sommes très loin de Westworld, et même là, les robots n'étaient pas toujours convaincants. Ce n'est pas où nous sommes ou serons de sitôt. Je pense que c’est une bonne nouvelle, car la plupart des gens aiment les tâches qu’ils aiment le plus, la connexion avec d’autres personnes et les tâches créatives. La partie que la plupart des gens n'aiment pas vraiment consiste à soulever de manière répétitive de lourdes boîtes. C'est exactement ce que les machines sont vraiment bien à. C'est une très bonne division du travail.

MME: Ce qui est actuellement un domaine fascinant de la robotique, qui consiste à amener les humains à travailler à côté de machines sans que les machines ne les tuent. Le défi consiste à adapter les gens à cela.

EB: Dans un cas de robotique, un robot peut soulever des objets lourds, puis il soulève une pièce sur un humain, qui effectue la manipulation fine. Mais cela nécessite une restructuration de ce travail. Je pense qu'il est un peu un esprit paresseux de regarder un processus métier ou un travail et de dire en quelque sorte, OK, comment une machine peut-elle faire tout ce travail? C'est rarement la bonne réponse. Habituellement, la bonne réponse nécessite un peu plus de créativité, à savoir, comment pouvons-nous redéfinir le processus de manière à ce que certaines parties puissent être exécutées de manière très efficace par une machine, tandis que d'autres sont réalisées par un humain de manière très efficace et s'intègrent d'une manière nouvelle .

MME: Le défi consiste autant à adapter les machines pour travailler avec des humains qu’à adapter les humains à travailler avec des machines. Mais disons que cette révolution technologique finit par automatiser des emplois entiers et que nous constatons des déplacements. Quelle est la stratégie là-bas? S'agit-il de quelque chose comme UBI? Nous ne sommes pas très doués pour nous recycler ici aux États-Unis.

EB: Je ne veux vraiment pas m'attarder au recyclage et à l'éducation qui maintiennent les personnes sur le marché du travail et les redéployent dans d'autres tâches. Mais placez le cadran assez loin dans le futur et je peux imaginer un monde où, oui, les machines peuvent effectuer la plupart des tâches. Nous devrions avoir honte si nous gâchons tout cela, car cela devrait être l'une des meilleures choses qui soit. Nous devrions avoir beaucoup plus de richesses, comme ordres de grandeur plus de richesse, moins de travail, meilleure santé. Et oui, quelque chose comme un UBI entrera progressivement. OK, les soins de santé sont gratuits, l’éducation est gratuite, peut-être un niveau de base de nourriture, de vêtements, de logement. Ensuite, ce plancher peut augmenter progressivement avec le temps, à mesure que la société s'enrichit. Dans quelques années, les gens vont se retourner et dire: "Vous vous fiche de moi? Vous feriez mourir de faim si vous ne travailliez pas assez?" Cela semblerait incroyablement cruel.

MME: L'éléphant dans la pièce ici, qui pourrait sembler sans rapport, est le changement climatique. Mais à quoi ressemble un avenir où nous éliminons de plus en plus de travail humain, nous avons un UBI en place, mais nous consommons plus parce que nous avons plus de richesse. Qu'est-ce que cela signifie pour une planète qui est déjà à son point de basculement?

EB: Je vais me heurter au type de partie implicite de votre question. Je pense que ça va nous faire vivre plus léger sur la planète. Nous utilisons déjà moins de charbon, de pétrole et beaucoup d’autres ressources aux États-Unis qu’il ne l’était il ya 10 ans. Un monde numérique est un monde beaucoup plus léger sur la planète et qui a moins d’impact, qu’il s’agisse d’un livre numérique par rapport à un livre papier ou de la vidéoconférence par rapport aux voyages par jet. Peut-être que bientôt nous aurons de la viande artificielle. Si nous le faisons bien, ce que je pense et ce que nous allons faire, nous aurons un impact plus léger sur la planète.

MME: Bien sûr, la technologie peut nous sortir de certains dégâts. Mais ce n’est pas un remède miracle – nous, les humains, devons aussi changer.

EB: La technologie n'est pas le destin. nous façonner notre destin. Et je ne veux pas que les gens deviennent pessimistes et disent que c'est sans espoir, tout cela empire. Je ne veux pas non plus que les gens soient optimistes et disent, hé, la technologie va venir à la rescousse et nous sauver. La bonne réponse est que la technologie est un outil incroyablement puissant, et si nous faisons l'effort, nous pouvons utiliser cet outil pour vivre plus clair sur la planète. Si nous mettons en place les incitations et adoptons une approche consciente, nous pourrons et nous vivrons plus légers, mais cela ne se produira pas automatiquement. Cela ne se produira que si nous y travaillons de manière agressive.

MME: C'est rassurant d'entendre, parce que j'en ai assez d'être négatif tout le temps.

EB: Eh bien, gardez ce genre de négativité dans votre poche comme un club pour dire, regardez, ne soyez pas complaisant. Vous devez rappeler aux gens qu'ils doivent faire un effort. Vous ne pouvez pas rester assis et attendre qu'IA vienne à la rescousse. Ce n'est pas comme ça que ça marche.


Plus de grandes histoires câblées

Un satellite de communication vient de mourir en orbite. Il est potentiellement dangereux indésirable de l'espace maintenant


La société luxembourgeoise Intelsat a annoncé que son satellite Intelsat 29E (IS-29E) représentait désormais une perte totale, après avoir annoncé précédemment que le satellite avait subi une anomalie.

Tard le 7 avril, le système de propulsion Intelsat 29e a subi des dommages qui ont provoqué une fuite du propulseur à bord du Satellite, entraînant une interruption de service pour les clients.

Cet événement a entraîné une interruption de service sur le satellite Intelsat 29e, qui a affecté des clients des secteurs maritime, aéronautique et des opérateurs de téléphonie mobile dans les régions Amérique latine, Caraïbes et Atlantique Nord.

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Lors de la récupération du satellite, une deuxième anomalie s’est produite, après laquelle tous les efforts de récupération du satellite ont échoué, ont déclaré des représentants d’Intelsat.

Le satellite IS-29E avant son lancement en 2016.

Le satellite IS-29E avant son lancement en 2016.

(Image: © Boeing)

Clients concernés

"Depuis l'anomalie, Intelsat est en contact actif avec les clients concernés", a déclaré l'opérateur mondial de satellites dans un communiqué.

"Des chemins de restauration empruntés par d'autres satellites d'Intelsat desservant la région et des satellites tiers ont été fournis pour la majorité des services perturbés. La migration et la restauration du service vont bon train, soulignant la résilience de la flotte d'Intelsat et les avantages de la bande Ku robuste écosystème d’architecture ouverte ", a expliqué le communiqué.

Assez troublant

La déclaration d'Intelsat selon laquelle IS-29E est une perte totale "signifie qu'elle continuera à dériver sans contrôle sur son orbite actuelle dans GEO [geostationary orbit], "a déclaré T.S. Kelso, opérateur de CelesTrak, une source de premier plan pour les ensembles d'éléments orbitaux et les logiciels associés permettant de surveiller les satellites et débris orbitaux.

Kelso a tweeté le 16 avril que la situation actuelle avec IS-29E "continue à être assez troublant, "avec le satellite en spirale autour de ses frères IS-11 et IS-32E du vaisseau spatial. De plus, il a été signalé 13 débris associés, a-t-il déclaré.

L'IS-29E errant n'est pas la seule menace sur l'orbite géostationnaire (GEO) aujourd'hui. Voici une vue de tout ce qui est suivi dans cette région de la zone protégée GEO. Le vert représente les satellites opérationnels. orange, morts; corps de fusée rouge; et jaune, autres débris.

L'IS-29E errant n'est pas la seule menace sur l'orbite géostationnaire (GEO) aujourd'hui. Voici une vue de tout ce qui est suivi dans cette région de la zone protégée GEO. Le vert représente les satellites opérationnels. orange, morts; corps de fusée rouge; et jaune, autres débris.

(Image: © CelesTrak)

Scénario de cauchemar

Dans un tweet plus tôt, le 11 avril, Kelso a déclaré qu'il "observait nerveusement ce matin" alors que IS-29E et le satellite de suivi 3 du suivi de la NASA "présentaient ce que nous considérons comme un" scénario cauchemardesque "dans GEO: une rencontre à grande vitesse (~ 1 km / s) Souhaitons à Intelsat bonne chance pour retrouver IS-29E sous contrôle. "

Le satellite Intelsat 29E lancé le 27 janvier 2016, au sommet d'une Ariane 5 booster.

Dans le même temps, selon le communiqué d'Intelsat, "un comité d'examen des défaillances a été convoqué avec le fabricant du satellite, Boeing, afin de mener à bien une analyse complète de la cause de l'anomalie".

"A ce stade, nous savons qu'il continue à tourner autour de la ceinture GEO, dérivant d'environ 1,2 degré de longitude par jour", a déclaré Kelso à Inside Outer Space. "Cela signifie qu’il fera le tour de la ceinture d’ici un peu moins d’un an. Nous aurons un autre objet de grande taille sur lequel nous pourrons rester vigilants et éviter les 500 autres satellites GEO opérationnels. "

Vous pouvez garder un œil sur le satellite IS-29E via CelesTrak vue 3D interactive.

Remarque: Cliquez sur l'icône représentant un globe pour GEO. rechercher IS-29E (puis effacer le filtre); cliquez sur IS-29E à droite et suivez; Cliquez sur les points pour voir ce qu'ils sont.

Leonard David a écrit le livre à paraître "Moon Rush: La nouvelle course dans l'espace", qui sera publié par National Geographic en mai 2019. Écrivain de longue date pour Space.com, David traite de l'industrie spatiale depuis plus de cinq décennies. Suivez-nous sur Twitter @Spacedotcom ou Facebook.

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Plus tôt ce mois-ci L'Université de Nottingham a publié une étude dans PloSOne sur un nouveau modèle d'intelligence artificielle qui utilise l'apprentissage automatique pour prédire le risque de décès prématuré, en utilisant des données de santé en banque (sur l'âge et le mode de vie) de Britanniques âgés de 40 à 69 ans. Cette étude intervient des mois après. une étude conjointe entre UC San Francisco, Stanford et Google, qui a rendu compte des résultats de l’exploration de données des dossiers médicaux électroniques basée sur l’apprentissage automatique afin d’évaluer la probabilité de décès du patient à l’hôpital. L'un des objectifs des deux études était d'évaluer comment ces informations pourraient aider les cliniciens à déterminer quels patients bénéficieraient le plus d'une intervention.

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SUR

Amitha Kalaichandran, M.H.S., M.D., est un médecin résident basé à Ottawa, au Canada. Suivez-la sur Twitter à @DrAmithaMD.

La FDA étudie également la manière dont l'IA sera utilisée dans les soins de santé et a lancé un appel plus tôt ce mois-ci pour un cadre réglementaire pour l'IA dans les soins médicaux. À mesure que les discussions sur l'intelligence artificielle et la médecine progressent, il est clair que nous devons exercer une surveillance spécifique sur le rôle de l'IA dans la détermination et la prévision de la mort.

Il y a plusieurs raisons à cela. Pour commencer, les chercheurs et les scientifiques ont fait part de leurs inquiétudes quant à la présence de biais dans l'IA. Comme Eric Topol, médecin et auteur du livre Médecine profonde: intelligence artificielle dans les soins de santé, Dit, le défi des biais dans l’apprentissage automatique provient des «entrées neurales» intégrées dans l’algorithme, qui peuvent inclure des biais humains. Et même si les chercheurs parlent du problème, des problèmes subsistent. Exemple: le manque d’un groupe ethnique diversifié a été lancé il ya quelques semaines pour le lancement d’un nouvel institut de Stanford pour l’IA.

Vient ensuite la question des préjugés inconscients ou implicites dans les soins de santé, qui a fait l'objet de nombreuses études, tant en ce qui concerne les médecins en médecine universitaire que les patients. Il existe, par exemple, des différences dans la manière dont les patients de différents groupes ethniques sont traités pour la douleur, bien que l’effet puisse varier en fonction du sexe et de la charge cognitive du médecin. Une étude a révélé que ces biais pourraient être moins probables chez les médecins noirs ou les femmes médecins. (Il a également été constaté que les applications pour la santé dans les smartphones et les appareils portables sont sujettes à des biais.)

En 2017, une étude a contesté l'impact de ces biais, en concluant que, même si les médecins préféraient implicitement les patients de race blanche, cela ne pouvait pas affecter leur prise de décision clinique. Cependant, c’était une valeur aberrante dans un océan d’autres études qui avaient prouvé le contraire. Même au niveau du quartier, que l'étude de Nottingham a examiné, il existe des préjugés: par exemple, les personnes noires peuvent avoir de pires conséquences de certaines maladies si elles vivent dans des communautés qui ont plus de préjugés raciaux à leur égard. Et les préjugés fondés sur le sexe ne peuvent pas être ignorés: les femmes peuvent être traitées de manière moins agressive après une crise cardiaque (syndrome coronarien aigu), par exemple.

S'agissant de la mort et des soins de fin de vie, ces biais peuvent être particulièrement préoccupants, car ils pourraient perpétuer les différences existantes. Une étude menée en 2014 a révélé que les décideurs de substitution des patients non blancs étaient plus susceptibles de retirer leur ventilation que les patients blancs. L’étude SUPPORT (étude visant à comprendre les pronostics et les préférences en matière de résultats et de risques de traitement) a examiné les données de plus de 9 000 patients dans cinq hôpitaux et a révélé que les patients noirs bénéficiaient de moins d’interventions vers la fin de la vie et que ceux-ci exprimaient le désir de discuter. réanimation cardio-respiratoire (RCP) avec leur médecin, ils étaient statistiquement beaucoup moins susceptibles d’avoir ces conversations. D'autres études ont montré des conclusions similaires concernant les patients noirs déclarant être moins informés sur les soins de fin de vie.

Pourtant, ces tendances ne sont pas cohérentes. Une étude datant de 2017, qui analysait les données d'enquête, n'a révélé aucune différence significative entre les soins de fin de vie et la race. Et comme l’a indiqué un médecin spécialiste des soins palliatifs, de nombreuses autres études ont montré que certains groupes ethniques préféraient des soins plus agressifs vers la fin de la vie – et que cela pouvait être lié à une réponse à la lutte contre un système de santé systématiquement biaisé. Même si les préférences peuvent différer d’un groupe ethnique à l’autre, un médecin risque toujours de ne pas pouvoir proposer toutes les options ou d’émettre des hypothèses sur les options qu’un patient pourrait préférer en fonction de son origine ethnique.

Cependant, dans certains cas, l'utilisation prudente de l'IA peut être utile en tant qu'élément d'une évaluation en fin de vie, éventuellement pour réduire l'effet de biais. L'année dernière, des chercheurs chinois ont utilisé l'IA pour évaluer la mort cérébrale. Remarquablement, en utilisant un algorithme, la machine était mieux en mesure de détecter l'activité cérébrale qui avait été omise par les médecins utilisant des techniques standard. Ces résultats rappellent le cas de Jahi McMath, la jeune fille qui est tombée dans un état végétatif après une complication lors de l'ablation chirurgicale de ses amygdales. Les préjugés implicites ont peut-être joué un rôle non seulement dans la façon dont elle et sa famille ont été traitées, mais aussi dans les conversations sur le fait de savoir si elle était vivante ou décédée. Mais Topol met en garde que l'utilisation de l'IA pour évaluer l'activité cérébrale doit être validée avant qu'elle ne soit utilisée en dehors d'un cadre de recherche.

Nous savons que les prestataires de santé peuvent essayer de se libérer de leurs préjugés implicites. La formation sur les préjugés inconscients offerte par Stanford est une option que j’ai moi-même complétée. D'autres institutions ont inclus une formation axée sur l'introspection ou la pleine conscience. Mais imaginer l'élimination des biais des algorithmes et des jeux de données sur lesquels ils sont formés est un défi totalement différent.

Étant donné que le conseil consultatif élargi que Google vient de mettre en place pour superviser l'éthique de l'IA est maintenant annulé, une meilleure option consisterait à créer un organe de réglementation plus centralisé, fondé sur la proposition de la FDA, qui pourrait servir les universités, industrie de la technologie et hôpitaux.

L’intelligence artificielle est un outil prometteur qui a prouvé son utilité à des fins diagnostiques, mais la prédiction de la mort, voire même la détermination de la mort, est un domaine unique et stimulant qui pourrait présenter les mêmes biais que ceux qui affectent les interactions analogues médecin-patient. Et un jour, que nous soyons préparés ou non, nous serons confrontés à une énigme pratique et philosophique en faisant intervenir une machine pour déterminer la mort humaine. Veillons à ce que cette technologie n’hérite pas de nos préjugés.

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Si les animaux des maisons de 'Game of Thrones' se battaient, lequel gagnerait?


Pendant presque une décennie, les futurs rois et reines du "Game of Thrones" de HBO ont poignardé, entaillé et empoisonné leur chemin vers un siège sur le trône de fer. Et la férocité des combattants humains reflète la férocité des animaux affichés sur les bannières de ces chefs.

Chacune des maisons dominantes du spectacle est représentée par un animal: un terrible loup pour House Stark, un lion pour House Lannister, un cerf pour House Baratheon et un dragon pour House Targaryen. Toutes ces créatures ont probablement été choisies comme emblèmes de maison parce qu'elles sont des combattants féroces et mortels.

Mais lequel est vraiment le plus féroce et le plus meurtrier de tous? Qui serait le dernier à se retrouver dans la confrontation ultime entre un lion, un terrible loup, un cerf et un dragon? [Move Over, ‘Game of Thrones’: 9 Real-Life ‘Dragons’]

Soyons réalistes: surmonter le dragon – qui surpasse de loin le terrain en taille, en force, en armes et en défense – est le plus gros obstacle pour tous les autres animaux, a déclaré la biologiste Katie Hinde, professeure agrégée à l’Arizona State University. Hinde est le créateur de March Mammal Madness (MMM), un événement annuel qui oppose des groupes de mammifères (principalement) à des batailles fictives pour déterminer le champion ultime.

Les autres animaux pourraient gagner si le dragon perdait sa volonté de se battre. Par exemple, dans "Game of Thrones", les dragons sont fortement liés à leur "mère", Daenerys Targaryen; L'un d'entre eux pourrait abandonner une bataille si sa mère était absente, a déclaré Hinde à Live Science.

Une autre considération pourrait être le niveau d'énergie du dragon; Marc Kissel, conférencier en anthropologie à la Appalachian State University, en Caroline du Nord, a probablement besoin de beaucoup de nourriture pour alimenter ses vols et ses incendies.

Kissel, qui a relaté plusieurs matches du MMM 2019, a déclaré à Live Science qu'un dragon pourrait "perdre" une bataille avec un lion ou un terrible loup en s'envolant à la recherche d'un repas plus facile et plus nutritif.

Et si le dragon était terrassé et vraiment affaibli par la faim, "il serait peut-être possible qu'un carnivore fasse des dégâts", a déclaré à Live Science Brian Tanis, narrateur du MMM et candidat au doctorat en biologie à l'Oregon State University. email.

Qu'en est-il des autres animaux? Un cerf pourrait peut-être tuer un loup ou un lion avec ses bois – dans le premier épisode de la série, les Starks ont découvert un loup mort avec un bois incrusté dans son corps – ou bien ils pourraient renoncer au match en s'enfuyant. Les carnivores ne peuvent pas tuer ce qu'ils ne peuvent pas attraper, et plus de la moitié des attaques de prédateurs se terminent par l'évasion de leur proie, a déclaré Hinde.

Cependant, le cerf est également le seul concurrent qui pourrait potentiellement vaincre le dragon, a-t-elle ajouté.

Lorsqu'un lion attaque, il saute généralement sur sa proie pour lui infliger une puissante morsure au cou. Alors que la gueule d'un lion pourrait certainement égorger un cerf ou un loup, ses dents ne pourraient pas pénétrer dans les écailles du dragon, a déclaré Hinde.

Mais les dents acérées des bois de cerf pourraient éventuellement perforer une armure de dragon – à condition qu'il y ait déjà une zone usée ou un espace entre les écailles, et si le cerf évite le feu du dragon, dit Hinde. Cependant, la force nécessaire pour un coup fatal obligerait le dragon à tomber du ciel et à s'empaler sur les bois du cerf, éliminant à la fois le cerf et le dragon.

Avec le dragon à l'écart, le terrible loup pourrait s'affronter contre le lion. Une meute de loups terribles vaincrait presque certainement un lion, mais un loup solitaire serait désavantagé, car ces animaux chassent généralement en équipe, a déclaré Hinde. Dans une confrontation face à face, le lion pourrait facilement sortir vainqueur, à l'instar de la Maison Lannister pour une grande partie de la série.

Alors, quand la poussière retombera sur ce champ de bataille, qui sera laissé? Alors que certaines circonstances pourraient favoriser le lion, le dragon écraserait (ou brûlerait) le concours, mais les experts (et les éditeurs de Live Science) ont tous accepté.

"Ils ont une armure incroyable, ils peuvent voler et ils ont le feu, ce qui leur donne la capacité de faire des dégâts à distance", a déclaré Hinde. "Ce sera toujours très difficile à vaincre."

Publié à l'origine sur Science en direct.

Orange Lush: le «superbloom» californien émerge de l'air


La "super-fleur" de la Californie apparaît dans une couleur presque incroyable dans une nouvelle image aérienne de la NASA.

La photo est une gracieuseté de Jim Ross, photographe aérien du Centre de recherches sur le vol Armstrong (NASA), qui l'a prise d'un avion T-34 le 2 avril. L'image montre la vallée Antelope de la Californie du Sud, tapissée de fleurs des champs.

La pulvérisation de couleur est un événement annuel, intensifié par l'hiver pluvieux de cette année en Californie. Lorsque les fleurs sont aussi spectaculaires que le présentoir de cette année, on les appelle "superfloom". La dernière saison contre la sécheresse qui a entraîné une super floraison en Californie remonte à 2017.

L’environnement désertique du sud de la Californie peut sembler un endroit étrange pour les fleurs sauvages, mais le pavot de Californie orange (Eschscholzia californica) est bien adapté aux environnements chauds. Selon le Service forestier américain, les plantes fleurissent au printemps, puis tombent en dormance dans la chaleur de l’été, ce qui leur permet de mourir et de survivre sous la terre en tant que racine pivotante. [Photos: The Sonoran Desert in Bloom]

Le T-34 de la NASA Armstrong ne s'arrête généralement pas et ne sent pas les fleurs; Il s'agit d'un avion d'entraînement et de soutien de mission qui accompagne souvent des vols de recherche à des fins de sécurité et de documentation. Mais le centre de recherche de vol se trouve à proximité de la réserve de pavot de Californie d'Antelope Valley et Ross a pris les photos lors d'un vol en compagnie du directeur de la sécurité et de l'assurance de la mission d'Armstrong et de l'astronaute Rex Walheim.

La vue aérienne est plus impressionnante que la vue de l'espace. En mars, la NASA a publié une photo de la floraison de fleurs sauvages dans le parc du désert d'Anza-Borrego, capturé par le satellite Landsat-8. Depuis l'orbite terrestre, les fleurs aux couleurs vives se fondent dans le désert, ne laissant que le moindre soupçon de couleur pâle.

Un imageur du satellite Landsat-8 a pris cette image montrant le paysage verdoyant et les fleurs sauvages (taches pâles) autour du parc d'État du désert d'Anza-Borrego le 13 mars 2019.

(Image: © Lauren Dauphin, Observatoire de la Terre de la NASA / Landsat 8)

Publié à l'origine sur Science en direct.

Un filon de charbon brûlant montre comment des microbes peuvent naître


Juste après le À l’intersection de Center et Locust à Centralia, en Pennsylvanie, la microbiologiste Tammy Tobin a brusquement tourné le volant de sa vieille Prius vieillissante. Alors que les essuie-glaces glissaient furieusement d’aller et retour pour se protéger de la neige fondue – rappel que l’hiver n’avait pas encore fait ses adieux – Tobin a annoncé: "Nous sommes ici." Nous nous trouvions au pied d’une pente herbeuse nichée derrière la SS. Cimetière Pierre et Paul. Cela ressemblait à n'importe lequel des innombrables buttes nichées dans les collines anthracites de l'est de la Pennsylvanie. Mais près de 50 mètres sous nos pieds dissimulaient une menace cachée. Centralia brûlait.

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Histoire originale reproduite avec l'autorisation de Quanta Magazine, une publication indépendante de la Fondation Simons, éditoriale et indépendante, dont la mission est d'améliorer la compréhension du public par la science en couvrant les développements de la recherche et les tendances en mathématiques, en sciences physiques et en sciences de la vie.

Ou plutôt, la couche de charbon sous ce qui était la ville de Centralia était en train de brûler. Le charbon a brûlé pendant plus de 50 ans et brûlera probablement pendant des siècles. Tandis que nous grimpions dans une colline basse qui embrassait l'arrière du cimetière catholique, aucune flamme n'était visible, il n'y avait que des bouffées de vapeur où la terre exhalait une chaleur excessive et où l'herbe refusait obstinément d'enfiler son bonnet glacé. Une poignée de citadins avait fui lorsque le gouvernement avait révoqué le code postal de Centralia en 2002. Mais Tobin, de l’Université de Susquehanna, à 50 km à l’ouest de Centralia, n’était pas là pour fouiller les décombres d’une ville autrefois florissante.

Au lieu de cela, elle et un groupe de collaborateurs avaient mis l’accent sur quelque chose de beaucoup plus petit. La chaleur et la pollution provenant de l’incendie souterrain ne sont pas seulement stressantes pour la faune et la flore de Centralia; cela a également créé une crise pour les microbes de la région. Des milliards d’organismes monocellulaires microscopiques chez eux dans le sol de Centralia se sont soudainement retrouvés dans un véritable sauna. C'était s'adapter – ou mourir. Ou alors les scientifiques ont pensé.

Tammy Tobin, microbiologiste à l’Université de Susquehanna, a été choquée de constater que les conditions toxiques époustouflantes autour de Centralia n’appauvrissaient pas la biodiversité microbienne de la région. Les nouvelles espèces qui dormaient dans le sol dans le cadre d'une «banque de semences microbiennes» ont repris vie dans des conditions difficiles.

Amanda O’Rourke

«Centralia est un magnifique bac à sable pour poser des questions sur ce qui se passe lors d’une perturbation de l’environnement», a déclaré Ashley Shade, ancienne étudiante de Tobin, désormais microbiologiste à la Michigan State University et collaboratrice du projet. "Même lorsque cette perturbation est comme un sledgehammer."

L’incendie de la couche de charbon chez Centralia offre aux chercheurs l’occasion idéale de tester une nouvelle idée appelée banque de semences microbiennes: les individus en sommeil qui sont souvent oubliés constituent un vaste réservoir de biodiversité, prêt à se régénérer lorsque les conditions environnementales changent. Bien que les scientifiques aient trouvé des indices d'expériences en laboratoire et environnementales indiquant l'existence d'une telle banque de semences, Centralia représente une occasion rare de voir si et comment une banque de semences microbienne fonctionne dans le monde réel.

900 degrés Fahrenheit sur le sol

Personne ne sait exactement comment l'incendie a commencé sous Centralia; La légende locale veut que quelqu'un ait accidentellement enflammé le joint en brûlant des ordures juste à l'extérieur de l'un des puits de mine. Ce qui est certain, c’est que, peu de temps avant le Memorial Day de 1962, des habitants de Centralia ont signalé qu’un incendie s’était déclaré dans la mine de charbon de la ville, juste à l’est du cimetière Odd Fellows. Il devint vite évident que même les méthodes les plus agressives n’empêcheraient pas la propagation des flammes. Les résidents devront simplement attendre que le feu s'éteigne complètement. Mais dans une région surnommée le «pays du charbon», les matériaux souterrains à brûler ne manquaient pas. Le feu a donc survécu à la population. Bien que les résidents espéraient au départ que, comme le feu était entièrement sous terre, ils pourraient continuer à vivre à Centralia, le dégagement de gaz toxiques et l’ouverture de gouffres le rendaient trop dangereux.

Ashley Shade, microbiologiste à la Michigan State University, collabore avec Tobin dans le cadre d’études sur ce qui vit sur le sol de Centralia. «Centralia est un magnifique bac à sable pour poser des questions sur ce qui se passe lors d’une perturbation de l’environnement», a-t-elle déclaré. "Même lorsque cette perturbation est comme un sledgehammer."

Adele Han

La plupart des familles sont parties par choix ou ont été achetées par le gouvernement. Quelques familles, courageuses ou téméraires (à vous de choisir), continuent de vivre à Centralia, que le feu soit maudit. Même si Centralia a peut-être connu le renversement de fortune le plus marqué, l’économie de la région tout entière s’est détériorée au cours des dernières décennies.
Ashley Shade est bien au courant des difficultés du centre de la Pennsylvanie. Elle a grandi à deux pas de Centralia et, bien qu’elle soit au courant de l’incendie – vous ne pouvez pas vivre près de Centralia et ne pas le savoir, elle n’y a jamais vraiment réfléchi. Ce n’est que lors de son premier cours de génétique à l’Université de Susquehanna en 2002 qu’elle a commencé à penser à Centralia comme à quelque chose de plus étrange. L’année précédente, une équipe de géologues et de pédologues de Susquehanna avait contacté Tobin, qui était alors professeur de Shade, pour lui demander d’organiser une étude formelle sur la façon dont l’incendie transformait Centralia. Ils ont demandé à Tobin si elle pourrait aider à étudier les microbes du sol à Centralia. Bien qu'elle ne sache rien de la microbiologie, elle a trouvé le sujet original et intéressant et a donc accepté. En 2002, elle a demandé à ses étudiants si elle souhaitait rejoindre son nouveau projet à Centralia ou une étude existante sur la génétique bovine.

Shade et Tobin sont immédiatement tombés amoureux de Centralia. L’équipe a défini une gamme de sites couvrant trois zones différentes: une au-dessus d’un endroit où l’incendie n’avait jamais eu lieu, une autre au-dessus de l’incendie en cours et une autre où les flammes souterraines étaient déjà allées et venues. Cela donnerait aux chercheurs une idée de la façon dont les microbes du sol ont changé au fil du temps. Certains sites jamais incendiés étaient particulièrement importants car le feu se dirigeait dans cette direction. Tobin et ses collègues scientifiques pourraient suivre ce qui est arrivé au sol en temps réel.

Il y a 17 ans, lorsque le séquençage des génomes d'un grand nombre de microbes environnementaux était excessivement coûteux, l'étude de la génétique des microbes du sol permettait aux scientifiques de couper l'ADN en morceaux. Chaque espèce de microbe a donné une collection de fragments génétiques pouvant être triés par taille. En utilisant une sonde pour mettre en évidence des séquences d'ADN ribosomal propres à chaque espèce, les scientifiques pourraient obtenir une empreinte génétique de microbe et identifier son espèce en comparant leurs résultats à une vaste base de données de procaryotes connus. Bien que ce "ribotypage" prenne plus de temps et soit moins précis que les méthodes moléculaires actuelles, il fournit néanmoins à Tobin et Shade les premiers indices sur ce qui, le cas échéant, aurait pu survivre à l’enfer souterrain de Centralia.

«Un endroit peut très vite devenir très chaud et très chaud, et il varie en fonction de nombreux facteurs climatiques et géologiques», a déclaré Tobin. "Les choses pourraient-elles s'adapter assez rapidement?"

En fonction de la quantité d'oxygène pouvant atteindre le feu, les flammes sous Centralia peuvent brûler jusqu'à une température de 1 350 degrés Fahrenheit et les températures au sol dépassent parfois les 900 F. En 2007, une équipe de tournage documentaire allemande a acheté un seul œuf à la cafétéria pour faites-le frire par un évent à vapeur et mangez-le au petit-déjeuner comme un gadget à la caméra. Cependant, l'œuf n'a pas frit. Au lieu de cela, le sol était si chaud que, avec un rapide grésillement et sifflement, l'œuf carbonisé était devenu méconnaissable avant que l'équipage ne puisse cadrer leur tir, ne laissant rien pour leurs toasts ou leurs spectateurs. Dans des conditions aussi extrêmes, Tobin me l'a dit alors que nous nous frayions un chemin le long de la Pennsylvanie, de son laboratoire de Susquehanna à Centralia, il était tout à fait possible que rien n'ait survécu. Pour son plus grand plaisir, elle avait tort.

Les membres du laboratoire de Shade collectent des échantillons de sol, des mesures de la température de l’air et du sol, des mesures de dioxyde de carbone et d’autres données environnementales sur un site très chaud de Centralia.

Ashley Shade

Dans une étude de 2005 en La science du solTobin et ses collègues ont montré non seulement que les microbes survivent dans le sol au-dessus des zones de brûlage actif, mais que certaines espèces y prospèrent. Le niveau général de diversité était le même dans les zones chaudes (avec des températures comprises entre environ 90 et 170 ° F) et dans les zones que l’incendie n’avait pas encore atteintes. Lorsque les chercheurs ont examiné de plus près, ils ont constaté que, même si la diversité bactérienne globale diminuait avec des températures plus élevées, même les échantillons les plus chauds semblaient toujours contenir des communautés microbiennes florissantes. Shade and Tobin a également identifié des bactéries (thermophiles) épris de chaleur qui ressemblaient à des microbes vivant à proximité de sources thermales géothermiques en Islande, bien que leurs données n’aient pas été suffisamment détaillées pour indiquer à quel point les organismes étaient liés.

Ce que leurs données ne pouvaient pas leur dire, cependant, était de savoir si les microbes vivant au-dessus du feu y étaient restés en très petit nombre ou s'ils avaient été soufflés ou s'ils étaient arrivés de loin, peut-être d'autres régions géothermiques du monde entier. . Quiconque devinait ce qui pourrait être juste

Pas mort mais dormant

Alors que Tobin et Shade continuaient de dissiper le mystère microbien de Centralia, le biologiste de l’Université de l’Indiana, Jay Lennon, avait lui-même un mystère. À mesure que le coût du séquençage génétique a diminué et que les programmes informatiques sont devenus plus sophistiqués, il est devenu possible pour les chercheurs de séquencer l'ADN directement à partir d'échantillons environnementaux, pour des études connues sous le nom de métagénomique. Pour la première fois, les scientifiques n’avaient pas besoin de cultiver des organismes pour les étudier en laboratoire. En séquençant l'ADN des microbes dans un environnement, ils pourraient découvrir ce qui y vivait et en quelle quantité.

Mais «l’abondance d’un organisme ne nous dit pas s’il est actif», a déclaré Alexander Loy, microbiologiste à l’Université de Vienne. Pour tester l'activité métabolique, les biologistes utilisent des stratégies telles que la mesure de la quantité d'ARN produite par un organisme; Parce que l’ARN est une molécule dont la durée de vie est beaucoup plus courte que celle de l’ADN relativement durable, c’est un indicateur plus vrai du métabolisme actuel et pas seulement de l’existence de la cellule. Par analogie, un recenseur peut compter tous les bâtiments d’un bloc de la ville, mais cela seul ne dira pas s’il s’agit de maisons ou d’entreprises, ou si elles sont actuellement occupées. Pour ces réponses, le recenseur pourrait avoir besoin de mener des entretiens porte à porte ou de mesurer la consommation d’eau et d’électricité.

Lorsque Lennon a commencé à examiner des échantillons biologiques d'eau de lac, de sol et même de matières fécales en 2010, il a trouvé encore et encore l'équivalent microbien des bâtiments abandonnés. Il y avait beaucoup d’espèces, mais une grande partie des microbes présents dans tous les environnements ne semblaient apparemment pas faire quelque chose.

Jay Lennon, qui étudie la biodiversité microbienne à l’Université d’Indiana, a constaté qu’une grande partie de la biomasse dans la plupart des environnements est liée à des cellules en sommeil – une «banque de semences microbiennes» – qui attend peut-être les conditions adéquates avant de se réanimer.

Jean Lennon

Ces microbes dormants ayant une activité métabolique très réduite existent dans un espace liminal entre la vie et la mort. Ils ne font peut-être pas beaucoup des activités généralement associées à la vie, telles que la culture, la consommation ou la reproduction de leurs gènes, mais ils ne sont pas non plus morts, car ils redeviendront parfois animés. "Allez dormir, si vous voulez, et vous avez la possibilité de vous réveiller", a déclaré Lennon.

Le concept de microbes dormants était vieux d'au moins un siècle, mais les biologistes pensaient qu'ils étaient rares. La plupart des connaissances sur la dormance provenaient de bactéries qui formaient des spores résistantes, notamment Bacillus anthracis, le microbe du sol réputé pour causer l’anthrax. La capacité à former des spores peut protéger une bactérie de tout: fortes doses de rayons ultraviolets et gamma, sécheresse prolongée, vide d’espace. "Les gens ont des bactéries ressuscitées de l'ambre", a-t-il déclaré.
Le recours aux spores comme stratégie de survie présente l'inconvénient d'être extrêmement exigeant. Dix pour cent des B. anthracis Le génome est consacré à la formation de spores et le processus peut durer plus de cinq heures, du début à la fin. Avec des coûts de démarrage aussi élevés, cette capacité n’a été développée qu’une seule fois dans un seul groupe de bactéries, à la connaissance des chercheurs. Cela suggère que ces microbes de Lazarus sont de minuscules bizarreries.

Les données de Lennon et d'autres microbiologistes ont toutefois indiqué que la dormance pourrait être la règle et non l'exception. «Plus de 90% de la biomasse microbienne [in soil] est inactif ", at-il dit.

Dormancy a expliqué comment autant de microbes (jusqu’à 1010 cellules par gramme de sol) pourraient coexister. Dans un certain sens, ils ne l’ont pas fait, du moins pas tous en même temps. Plutôt que d'utiliser des ressources précieuses en se battant pour se nourrir et gagner de la place, les microbes pourraient plutôt entrer dans une phase de repos afin d'attendre de meilleures conditions environnementales. La dormance a également donné aux microbes un moyen de survivre aux vagues de nourriture et d’autres produits de première nécessité, ainsi qu’à la limitation des environnements extrêmes. Les organismes dormants ne sont pas aussi robustes que les spores, mais leur état de repos leur évite de gaspiller de précieuses ressources pour faire face aux facteurs de stress. Les températures susceptibles de tuer un organisme qui se divise rapidement peuvent devenir supportables si le microbe n’est pas obligé de trouver de la nourriture, de fabriquer des protéines et d’assumer d’autres tâches ménagères. En conséquence, les organismes au repos peuvent tolérer une plage de températures et d’autres conditions environnementales plus étendues que si leur croissance était normale. Empruntant une expression de botanique, Lennon a appelé cette vaste réserve d’organismes dormants la «banque de semences microbiennes», qui attendait les conditions environnementales propices à sa croissance et à son développement.

Lucy Reading-Ikkanda / Quanta Magazine

Les scientifiques croyaient que les microbes du sol trouvés dans les déserts de l'Antarctique étaient les mêmes que ceux trouvés dans la forêt amazonienne, mais des études ont montré que, comme tous les organismes, les microbes du sol sont très adaptés aux conditions locales. Pour cette raison, Lennon ne pense pas que la Terre possède une banque de semences microbienne mondiale. Au lieu de cela, chaque communauté de sol, telle que la terre de Centralia, a sa propre banque de semences locale. Les microbes locaux se déposent dans la banque de semences lorsque les conditions ne sont pas idéales. Les microbes venus d’ailleurs peuvent également faire de l’auto-stop dans la région, en arrivant sur les plumes et les plumes d’oiseaux ou par le vent. Certains d'entre eux peuvent essayer de s'en sortir et prospérer ou s'éteindre, mais d'autres s'acharneront et attendront.

L’écologiste microbien Genoveva Esteban de l’Université de Bournemouth, au Royaume-Uni, a vu la banque de semences microbiennes à l'œuvre à Priest Pot, un étang vieux de 10 000 ans situé dans la région de Lake, dans le nord de l'Angleterre. Esteban a rapporté des échantillons d'eucaryotes microbiens (petits organismes unicellulaires avec un noyau) de Priest Pot au laboratoire pour qu'ils se développent. Comme leurs frères procaryotes déficients en noyau, les eucaryotes ont du mal à se développer en culture. La plupart ne veulent tout simplement pas grandir dans le laboratoire. Quand Esteban jeta un coup d'œil sous le microscope aux gouttes d'eau du lac, elle vit des centaines de créatures tourbillonnantes et nageant. En laboratoire, elle n'a pu identifier que 20 espèces qui poussent dans la bouteille de culture. Ensuite, elle a divisé la culture et l'a développée dans divers environnements. («Nous avons vraiment pressé notre imagination» pour proposer toutes les combinaisons de conditions possibles, a déclaré Esteban.) Trois mois plus tard, elle comptait 135 espèces.

"Il y avait tous ces organismes cachés, attendant juste que les bonnes conditions apparaissent", a-t-elle déclaré.

La même chose s’est produite quand Esteban a prélevé des échantillons dans les marais salants d’Andalousie, ces restes hypersalins de mers anciennes situées dans le sud de l’Espagne. Initialement, elle ne pouvait détecter que sept espèces microbiennes dans des échantillons provenant de six salines différentes. Elle a progressivement dilué ces échantillons et les a laissés pousser pendant cinq semaines ou plus, et le nombre d'espèces a grimpé à 95.

En un sens, les manipulations environnementales délibérées d’Esteban imitent ce qui se produit lorsque les conditions changent dans le monde naturel – y compris ce qui se passe lorsque le climat continue de se réchauffer. Janet Jansson, une microbiologiste au Pacific Northwest National Laboratory, à proximité de Richland, dans l'État de Washington, surveillait l'incidence du réchauffement de la planète sur les microbes à Hess Creek. Pendant des milliers d'années, le sol de la sous-surface de la région avait été gelé en permanence, mais le réchauffement climatique a changé la donne, provoquant le dégel des couches de sol souterraines.

Dans cette micrographie électronique à balayage colorée de la bactérie Viridibacillus arvi, les cellules jaunes, plus bulbeuses, sont des spores dormantes. Les cellules vertes, en forme de bâtonnets, commencent à germer et à reprendre une vie plus active.

Dennis Kunkel Photothèque de microscopie / science

Dans les résultats publiés dans La nature En 2011, Jansson a constaté qu’après avoir décongelé un échantillon pendant seulement 48 heures, elle pouvait commencer à constater un changement dans l’ADN de la communauté. Cela laissait supposer une augmentation de l’abondance de bactéries consommant du carbone, par opposition au type de microbe que l’on trouve habituellement dans le pergélisol, permettant de gagner sa vie en utilisant le fer comme source d’énergie.

L’échantillonnage ultérieur des sites décongelés et congelés, complété par une analyse d’ARN, a confirmé que l’ADN ne mentait pas. Dans le sol décongelé, les microbes réduisant le fer ont été largement remplacés par d'autres utilisant du carbone organique pour l'alimentation. Jansson a constaté que ces différences étaient inhérentes au système.

«C’est une différence de fonctionnement très extrême», a-t-elle déclaré. «Ces organismes sont déjà là, juste en petit nombre. L’environnement sélectionne ce qui est capable de prospérer. "

Selon M. Loy, d’un point de vue écologique, les banques de semences fournissent au système une sorte de police d’assurance. "Si vous prenez des antibiotiques, ceux qui ont des gènes de résistance peuvent se développer et prendre en charge ces niches vides", a déclaré Loy. Les banques de semences fonctionnent de la même manière, les organismes dormants devenant dominants lorsque les conditions environnementales changent. Tobin et Shade ont émis l’hypothèse qu’une banque de semences microbiennes pourrait expliquer une partie de ce qu’ils voyaient à Centralia. Leurs expériences à long terme avançaient, leur donnant l'occasion idéale de tester cette idée lorsque, soudainement, un désastre s'est produit.

Un plan de sauvegarde pour les écosystèmes

Tout comme Centralia a attiré beaucoup de microbes bizarres, elle a également attiré des cinglés de la variété plus bipède. Au cours de l'après-midi glacial, Tobin et moi avons passé des heures à nous promener dans Centralia. Plusieurs voitures se sont arrêtées sur Locust Avenue pour nous demander comment se rendre à l'incendie. «C’est toujours le cas», me dit-elle alors que les voitures partaient, déçue d’apprendre qu’elles ne pourraient voir aucune flamme. L'ancienne Route 61, qui s'est partiellement effondrée pour la dernière fois en 1993 et ​​a contraint l'État à construire un contournement, existe toujours en tant que toile d'asphalte pour les graffeurs. Leur travail va du prosaïque «L + L 4EVER» à des pièces de nature plus scatologique et sexuelle.

Tobin ignora une grande partie de ce vandalisme. Mais en 2006, un groupe de chasseurs de trésors a sillonné une grande partie des terres de Centralia et des environs, creusant le sol pour retrouver leur verre antique. L'un des sites qu'ils ont détruits était le site d'étude à long terme qu'elle avait développé avec Shade. En une nuit, une demi-décennie de travail a été perdue.

«On aurait dit que c'était une zone de guerre», a déclaré Tobin.

Au moment où Tobin reprit ses recherches, Shade avait terminé son doctorat en microbiologie à l'Université du Wisconsin à Madison et avait trouvé un poste de professeur à la Michigan State University. Cependant, elle n'a jamais oublié son séjour à Centralia. En 2014, elle a donc appelé son ancien professeur et demandé à Tobin de collaborer. Ce mois d'octobre, Shade et son responsable de laboratoire ont sauté dans un avion et ont pris l'avion pour la Pennsylvanie.

Armée de truelles, de pots de conserve d'une taille d'un quart et d'eau de Javel pour assainir leurs pelles et leurs chaussures, l'équipe est descendue sur ce qui restait de la ville et a commencé à prélever des échantillons de sol. L'équipe a de nouveau creusé le sol de plusieurs endroits: devant un feu actif, dans des régions incendiées et depuis refroidies et dans des parties de la mine qui n'avaient jamais pris feu. Après avoir soigneusement emballé les bocaux remplis dans une grande glacière, Shade retourna à East Lansing et commença à étudier la poussière dans son laboratoire.

Elle a commencé par comparer les espèces vivant dans chacun des trois groupes. Elle pensait au départ que les microbes des zones en combustion active présentaient le moins de variations entre les sites: les défis de la croissance par une chaleur extrême, a-t-elle estimé, limiteraient sévèrement les types d'organismes susceptibles de se développer. Après que le feu se soit éteint et que le sol se soit refroidi, Shade s'attendait à ce que les microbes reviennent à un état plus diversifié. En fait, elle et Tobin ont trouvé exactement le contraire: les populations microbiennes dans les zones chaudes ont divergé, puis ont à nouveau convergé lorsque le sol s'est refroidi sur une période de 10 à 20 ans.

«Les communautés microbiennes ont une immense capacité de réaction et de récupération», a déclaré Shade. "Il semble y avoir cette capacité inhérente dans le système qui ne fait que dormir."

Quelle que soit l’évolution des populations microbiennes, Shade and Tobin a émis l’hypothèse que la banque de semences microbiennes de Centralia était ce qui permettait au système de réagir à la hausse de température causée par l’incendie et de revenir à son état initial. Une étude supplémentaire dans PLOS ONE a montré que la banque de semences pouvait également avoir permis au sol de réagir à l'augmentation des niveaux d'arsenic et d'autres métaux lourds libérés par l'incendie. Pour Esteban, c’est tout le sens de la banque de semences.

«Une banque de semences signifie que la fonction de l'écosystème ne s'arrêtera jamais. Même si les conditions changent, l'écosystème peut continuer », a-t-elle déclaré.

Le processus profite également aux espèces individuelles. "La plupart des microbes vivent sur le fil du rasoir entre la vie et la mort", dit Lennon. «Et mieux vaut rester en dormance que de mourir.» Cependant, ce qui déclenche cette dormance reste flou. Les scientifiques ne savent pas non plus si la population entière d'un microbe optera pour la dormance ou si certains pourraient devenir dormants en tant que fonds de couverture pour leurs frères qui tentent de s'en sortir, même dans des circonstances défavorables.

Pour le moment, toutefois, le rôle de la banque de semences microbiennes et même sa présence même restent hypothétiques. Shade et ses étudiants diplômés rentrent chaque automne dans la ville abandonnée pour recueillir davantage d'échantillons. Lors de son dernier voyage, elle a prélevé des échantillons de sol sur des sites jamais brûlés, les a ramenés au laboratoire et a commencé à les chauffer dans des conditions contrôlées pour voir comment ils réagissaient. Cet ensemble d'expériences est toujours en cours, mais Shade espère pouvoir commencer à répondre à certaines questions fondamentales sur le rôle des banques de semences. Ces réponses ne fourniront pas un aperçu de ce qui se passe à Centralia ou à des milliers d’autres incendies de mines de charbon dans le monde. Ils pourraient également fournir des indications précieuses sur la manière dont les microbes du monde réagiront au réchauffement climatique.

La position de Centralia au cœur des questions climatiques ne se limite pas à ses microbes. Alors que le charbon de la ville continue de brûler sous terre, plusieurs éoliennes ont été érigées au sommet d’une crête voisine. Reste à savoir si la ville sera en mesure de démontrer le type de résilience démontré par ses microbes locaux. Pendant ce temps, les turbines continuent de tourner lentement dans la brise.

Histoire originale reproduite avec l'autorisation de Quanta Magazine, une publication indépendante de la Fondation Simons, éditoriale et indépendante, dont la mission est d'améliorer la compréhension du public par la science en couvrant les développements de la recherche et les tendances en mathématiques, en sciences physiques et en sciences de la vie.


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Cet ordinateur quantique peut voir l'avenir – tous les 16


Cet ordinateur quantique peut voir l'avenir - à tous les 16

De minuscules particules de lumière peuvent voyager dans une superposition de nombreux états différents en même temps. Les chercheurs ont utilisé cette particularité quantique pour concevoir un ordinateur prototype capable de prédire 16 futurs différents à la fois.

Crédit: Sergei Slussarenko / Griffith University

Lorsque Mile Gu démarre son nouvel ordinateur, il peut voir l'avenir. Au moins 16 versions possibles – toutes en même temps.

Gu, professeur adjoint de physique à la Nanyang Technological University de Singapour, travaille en informatique quantique. Cette branche de la science utilise les lois étranges qui régissent les plus petites particules de l'univers pour aider les ordinateurs à calculer plus efficacement.

Contrairement aux ordinateurs classiques, qui stockent les informations sous forme de bits (chiffres binaires de 0 ou 1), les ordinateurs quantiques codent les informations en bits quantiques, ou qubits. Ces particules subatomiques, grâce aux lois étranges de la mécanique quantique, peuvent exister dans une superposition de deux états différents en même temps.

Tout comme le chat hypothétique de Schrödinger était simultanément mort et vivant jusqu'à ce que quelqu'un ouvre la boîte, un qubit dans une superposition peut être égal à 0 et à 1 jusqu'à ce qu'il soit mesuré. Le stockage de plusieurs résultats différents dans un seul qubit pourrait économiser une tonne de mémoire par rapport aux ordinateurs traditionnels, en particulier lorsqu'il s'agit de faire des prédictions compliquées. [Twisted Physics: 7 Mind-Blowing Findings]

Dans une étude publiée le 9 avril dans la revue Nature Communications, Gu et ses collègues ont démontré cette idée en utilisant un nouveau simulateur quantique capable de prédire les résultats de 16 futurs différents (l'équivalent de, par exemple, lancer une pièce quatre fois de suite). une superposition quantique. Ces futurs possibles étaient codés dans un seul photon (une particule de lumière quantique) qui empruntait plusieurs chemins simultanément tout en passant par plusieurs capteurs. Ensuite, les chercheurs sont allés plus loin en projetant deux photons côte à côte et en analysant la manière dont les futurs potentiels de chaque photon divergeaient dans des conditions légèrement différentes.

"C'est un peu le docteur Strange dans le film" Avengers: Infinity War "", a déclaré Gu à Live Science. Avant une bataille décisive dans ce film, le médecin clairvoyant a hâte de voir 14 millions d’avenirs différents, dans l’espoir de trouver celui où les héros vaincront le grand méchant. "Il fait un calcul combiné de toutes ces possibilités pour dire:" OK, si je changeais ma décision de cette manière, combien le futur changerait-il? " C’est la direction dans laquelle notre simulation avance. "

Les chercheurs ont testé leur moteur de prédiction quantique en utilisant un modèle classique appelé pièce perturbée.

"Imaginez qu'il y ait une boîte et qu'il y ait une seule pièce à l'intérieur", a déclaré Gu. "A chaque étape du processus, quelqu'un secoue un peu la boîte, de sorte que la pièce a une faible probabilité de se retourner."

Contrairement à un tirage au sort traditionnel, dans lequel le résultat a toujours une chance égale d'être face ou face, le résultat de chaque tirage perturbé dépend de l'état dans lequel la pièce était au cours de l'étape précédente. Si, par exemple, la pièce de monnaie basculait de la tête aux queues lors de la troisième secousse de la boîte, la quatrième secousse resterait probablement la queue.

Les chercheurs ont procédé à deux versions différentes de l’expérience sur les pièces de monnaie, l’une dans laquelle la boîte était secouée un peu plus fort et l’autre avec des jiggles plus faibles. Dans chaque expérience, la boîte a été secouée quatre fois, offrant 16 combinaisons possibles de têtes et de queues. Après la quatrième étape, l’équipe a codé la superposition de tous les 16 résultats dans un seul photon, en montrant simultanément la probabilité de chaque résultat possible en fonction de la force avec laquelle la boîte avait été secouée.

Enfin, l’équipe a combiné les superpositions de la pièce fortement secouée et de la pièce faiblement agitée pour créer une carte maîtresse des futurs possibles.

"Cela nous a montré à quelle vitesse les contrats à terme divergeaient en fonction de la force avec laquelle j'ai secoué la boîte à chaque étape", a déclaré Gu.

À l'heure actuelle, les contraintes de puissance de calcul signifient que le simulateur de l'équipe ne peut examiner que 16 futurs possibles à la fois. Un jour, cependant, à mesure que les ordinateurs quantiques deviendront plus grands, plus puissants et plus communs, des simulateurs comme celui-ci pourraient être étendus pour voir une infinité d’avenirs à la fois, a déclaré Gu. Cela pourrait aider à des choses comme la prévision météorologique ou des investissements plus éclairés sur le marché boursier. Cela pourrait même contribuer à améliorer l'apprentissage par la machine, qui consiste essentiellement à apprendre à l'intelligence artificielle à faire de meilleures prédictions.

Tout cela est "très exploratoire", a ajouté Gu, et nécessitera de nombreuses expériences supplémentaires pour comprendre toutes les applications du simulateur quantique. Hélas, le destin de cet ordinateur clairvoyant est un avenir qui reste un mystère.

Publié à l'origine sur Science en direct.