A propos du temps

Des

chercheurs

séculiers

le

reconnaissent

:

des

scientifiques

chrétiens

croyant

à

un

Créateur

contribuent

au

développement

de

l’horloge

la

plus

précise dans l’univers

.

Par Carl Wieland, Creation Ministries International Publié le 3 juin 2010 Figure 1 : John Hartnett U n article récent figurant sur plusieurs sites scientifiques séculiers était intitulé : « Quelle est la meilleure l'horloge dans tout l'univers? 1 » Le sous-titre résume son contenu de la façon suivante : « La croyance largement répandue que les pulsars sont les meilleures horloges de l'univers est fausse, disent les physiciens. » Les pulsars (mot dérivant de l’expression « pulsating stars » qui veut dire « étoiles émettant des pulsations ») sont des objets astronomiques qui tournent incroyablement vite, souvent des centaines de fois par seconde. Chaque fois qu'ils tournent, ils dégagent une bouffée d'énergie comme un signal radio. Les pulsars sont supposés être les restes superdenses d'étoiles qui se sont effondrées sur elles- mêmes. Un patineur accélère son mouvement de rotation automatiquement à partir de la seule action qui consiste à ramener ses bras vers son corps, ce qui réduit le diamètre effectif de sa masse en rotation. De même, lorsqu’une étoile s'effondre sur elle-même, cela permettrait d'accélérer sa rotation de manière très importante. Ainsi, leurs impulsions régulièrement chronométrées étaient si « précises 2 » que pendant longtemps leur « précision 2 » était restée inégalée même par les horloges atomiques les plus sophistiquées du monde. L'article fait référence aux travaux de « John Hartnett et d’Andre Luiten de l'Université de Western Australia » et à leur affirmation incontestée selon laquelle la « précision » des pulsars a été dépassée. Il affirme : « Aujourd'hui, les meilleures horloges à atomes neutres à réseau optique et les meilleures horloges à ions piégés ont une stabilité en fréquence approchant 1 sur 10 17 . En revanche, à mesure que davantage de pulsars ont été découverts, la stabilité de leur horloge a progressé de moins d’un ordre de grandeur au cours des vingt dernières années. Le meilleur pulsar du type milliseconde a une stabilité de seulement 1 sur 10 15 au mieux. » Qui est ce John Hartnett dont la réputation est associée à la « meilleure horloge de l’univers » ? Figure 2 : John Hartnett (à gauche) lors de la remise du Prix Cady à Newport Beach en Californie le 3 juin 2010 Le Dr Hartnett (à gauche sur la photographie ci-dessus) a reçu le Prix Cady à Newport Beach en Californie (États-Unis) le 3 juin 2010. Ce prix lui a été décerné par la Société UFFC (Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 3 ) de l’IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers ou Institut des Ingénieurs en Électricité et Électronique) en récompense de son développement d’oscillateurs cryogéniques ultra stables et de leur promotion dans les laboratoires de métrologie et de radioastronomie VLBI (Very Long Baseline Interferometry ou interférométrie à très longue base 4 ). Le Dr John Hartnett est professeur de physique à l'Université Western Australia, en Australie. Il est également référencé comme conférencier régulier de Creation Ministries International. C’est un expert internationalement reconnu des oscillateurs cryogéniques ultra stables au saphir à la pointe de l’état de l’art, qui sont maintenant utilisés dans les laboratoires de normalisation de fréquences pour extraire la fréquence de transition des horloges à fontaine atomique 5 modernes. En utilisant cet oscillateur au saphir, une horloge à fontaine atomique, l'horloge la plus précise sur la Terre (et maintenant apparemment dans l'univers tout entier), atteint des performances limitées seulement par les effets quantiques. Le Professeur Hartnett a développé, comme chercheur de premier plan, le meilleur oscillateur cryogénique au saphir à ultra haute stabilité (une « horloge » classique) 6 , caractérisée par des performances qui ne sont égalées par aucun autre oscillateur micro-ondes, et ayant une instabilité de fréquence fractionnaire d’environ 3×10 -16 sur 20 secondes en moyenne. Cela équivaut à un gain ou à une perte d’une seule seconde en 30 millions d'années, à peu de choses près. L '« horloge » est basée sur un seul cristal de saphir fabriqué par l’homme qui est refroidi dans l'hélium liquide à -267 °C, ce qui est de quelques degrés seulement au-dessus du zéro absolu. Récemment, il a cocréé un nouveau type de cryostat 7 à ultra faibles vibrations de manière à mettre en œuvre un oscillateur cryogénique au saphir utilisant un système cryoréfrigérateur à tube d’impulsions à faibles vibrations. Le concept a été breveté par CryoMech Ltd (USA). Il a reçu une subvention de l’Agence de Recherche Australienne en 2008, subvention destinée à fabriquer l'oscillateur, ce qui a abouti à un oscillateur avec un rendement rivalisant celui de la version refroidie à l'hélium liquide, mais sans avoir besoin de remplissage périodique avec l’hélium liquide qui est fort coûteux. John Hartnett a également reçu le prix W. G. Cady de la Société UFFC de l’IEEE avec la mention : «Pour la construction des oscillateurs cryogéniques au saphir ultra stables à résonateur diélectrique et la promotion de leurs applications dans les domaines de la métrologie des fréquences et la radioastronomie 8 . » Le prix a été présenté au Symposium international UFFC de l'IEEE sur le contrôle des fréquences, qui s’est tenu à Newport Beach, en Californie (États-Unis) entre le 1 er et le 4 juin 2010. Figure 3 : John Hartnett (à gauche) au CNES (Centre National d’Études Spatiales) de Toulouse en octobre 2009 Encouragement De tels prix séculiers ne sont pas du tout mentionnés par enflement d’orgueil, mais comme un encouragement pour les lecteurs. Ils seront probablement ravis de savoir qu’un scientifique croyant à la Bible puisse obtenir une telle reconnaissance de niveau mondial. L'ironie de l’histoire ne sera pas perdue de vue par la plupart des lecteurs, de ce qu'un chercheur puisse obtenir une telle reconnaissance publique dans les réelles sciences expérimentales et opérationnelles pour son travail dans le domaine du temps, alors que simultanément, il est vilipendé pour d'autres travaux qu'il a effectués également sur la question du temps 9 . Il a montré (voir son livre Starlight, Time and the New Physics [Creation Book Publishers, september 2007, 232 pages] – « La lumière des étoiles, le temps et la nouvelle physique ») qu'il y a suffisamment de temps, dans le cadre des 6000 années de la Bible, pour que la lumière nous parvienne depuis les objets les plus lointains. Alors pourquoi cette différence dans l’accueil réservé à chacun des aspects de son travail sur le temps ? Une raison évidente (l'autre tient à la différence entre la science opérationnelle et la science historique) est que les recherches sur la lumière des étoiles ont des implications importantes – car elles suppriment une excuse populaire pour ne pas croire que la Bible est candidement vraie au sujet de la création en six jours ordinaires. Et si la Bible a raison à ce sujet, alors elle a de fortes chances de dire vrai sur le ciel, l'enfer et notre responsabilité ultime devant notre Créateur. Il n’est dès lors pas étonnant qu'il y ait tant de controverses sur la thématique création / évolution. Si vous n’appartenez pas à Christ, et que vous vous appuyez sur la « science » pour justifier votre continuation dans cet état, ne devriez-vous pas en savoir plus sur la Bonne Nouvelle, et découvrir pourquoi la vraie science et le christianisme biblique vont main dans la main ? Après tout, il s’agit de temps - il une éternité de temps -, d'une manière ou d’une autre. Articles liés (en anglais) : • Creation scientists and other specialists of interest . • New creation cosmology . Références : 1. Par exemple, l’article d’Emerging Technology (arXiv), « Where Is the Best Clock in the Universe? », MIT Technology Review , 5 avril 2010. Accédé le 27 mai 2022. N.d.t. : Voir aussi l’article « A Comparison of Astrophysical and Terrestrial Frequency Standards: Which are the best clocks? » de John Hartnett et d’Andre Luiten, soumis sur arXiv.org le 1 er avril 2010 et révisé le 15 avril 2010. 2. Le mot correct en anglais est «precision » (précision), mais le mot « accuracy » (exactitude) est communément (mais incorrectement) utilisé comme synonyme dans les médias. « Precision » décrit la stabilité du signal de sortie. 3. N.d.t. : Site de la Société UFFC de l’IEEE : https://ieee-uffc.org/ . Accédé le 27 mai 2022. 4. N.d.t. : « L'interférométrie à très longue base (ou VLBI, Very Long Baseline Interferometry) est un procédé d'interférométrie astronomique utilisé en radioastronomie, dans lequel les données reçues de chaque antenne du réseau sont marquées avec une heure précise, généralement fournie par une horloge atomique locale, puis enregistrées sur bande magnétique ou disque dur. Les enregistrements de chaque antenne sont ensuite rassemblés et corrélés afin de produire l'image résultante. La résolution atteignable avec un interféromètre est proportionnelle à la distance séparant les antennes les plus éloignées du réseau et à la fréquence observée. La reconstitution d'observations VLBI étant différée et déportée, cela autorise une longueur de base bien plus grande qu'avec les techniques conventionnelles qui requièrent que les antennes soient physiquement connectées par câble coaxial, guide d'onde, fibre optique ou tout autre type de ligne de transmission. Un éloignement gigantesque des télescopes est possible grâce à la technique d'imagerie par clôture de phase développée par Roger Jennison dans les années 1950, permettant ainsi une résolution supérieure. Les réseaux VLBI fonctionnent généralement en ondes radio ; cependant la technique a été récemment portée dans le domaine optique. » Source : Wikipedia . 5. N.d.t. : Le principe d'une horloge atomique est décrit ci-après : la fréquence n d'un oscillateur macroscopique est asservie sur la fréquence n at de la transition entre deux niveaux d'énergie de l'atome. Le signal utile de l'horloge est le signal délivré par l'oscillateur macroscopique asservi sur la transition atomique. Dans le cas de l'atome de césium 133Cs, qui a été pris pour atome de référence dans la définition de la seconde, la transition atomique est celle qui sépare les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental 62S1/2, et la fréquence de transition atomique vaut n at = 9 192 631 770 Hz lorsque l'atome est non perturbé. L'oscillateur macroscopique, quant à lui, est par exemple un oscillateur à résonateur en quartz, ou encore un oscillateur cryogénique à résonateur en saphir, refroidi à l'hélium liquide. L'asservissement est réalisé de la manière suivante : a ) On prépare les atomes dans l'un des deux niveaux, excité ou fondamental. b ) On les excite ensuite avec une impulsion de la radiation à la fréquence n (on dit qu'on « interroge » les atomes). Selon le désaccord n - n at , les atomes transitent plus ou moins d'un niveau vers l'autre (c'est la « réponse » des atomes). La réponse atomique à cette excitation est maximale lorsque n = n at . c ) On corrige la fréquence de l'oscillateur macroscopique (nommé « oscillateur d'interrogation ») de façon à rester asservi autour de l'optimum de la réponse atomique. En pratique, la longueur de la zone d'interrogation ne dépasse pas environ 1 m, et la durée de la phase de vol libre est donc limitée à environ 5 ms. La frange centrale a donc une largeur d’à peu près 100 Hz, et le facteur de qualité, pour un jet thermique de Cs, est de l'ordre de 9,2×10 7 . Une méthode pour allonger le temps de la phase de vol libre consiste, sur Terre, à lancer les atomes vers le haut. Les atomes traversent une première fois une cavité micro-onde, où ils interagissent avec le champ interrogateur, ralentissent sous l'effet de la pesanteur, rebroussent chemin, et traversent une deuxième fois la même cavité micro-onde, où ils interagissent à nouveau avec le champ interrogateur. Ils sont enfin détectés. Il s'agit donc d'une interrogation de Ramsey spatialement repliée. Au début des années 1990, le développement des techniques de refroidissement d'atomes par laser rendit cette idée réalisable. La première fontaine atomique fonctionna en 1989 avec des atomes de sodium. Pour plus de détails sur la définition du temps liée aux horloges atomiques, voir l’article d’Harold Marion, « La définition du temps ». 6. N.d.t. : Dans la nomenclature internationale SI (Système International) des unités, la seconde est actuellement définie en termes d'horloge atomique, via une norme basée sur le césium (Cs), donc techniquement seule une horloge atomique peut être exacte. (N.d.t. : C’est en 1967 à la treizième Conférence des Poids et Mesures que l’unité de temps, la seconde, dans le Système International SI, a été définie pour la première fois en termes d’horloge atomique plutôt qu’en termes de mouvement de la Terre : « La seconde du système international d'unité est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133 » dans son état au sol non perturbé par des champs externes. La seconde est l'unité qui est réalisée avec la plus grande exactitude. Cela permet de définir le mètre, la vitesse de la lumière étant fixée par définition (299 792 458 m/s). Les premières normes commerciales de fréquences atomiques ont été construites par R. Daly de la société National Company et J. Holloway de Varian Associates. Leur conception du tube au césium a été incorporée par L. Cutler et ses collègues de Hewlett-Packard (maintenant Agilent Technologies) dans ce qui deviendrait la série de normes commerciale la plus vendue dans le monde. Les améliorations récentes des technologies d’horloge au césium ont permis de remplacer les aimants de sélection d’état par des faisceaux laser qui peuvent sélectionner et détecter la transition requise plus efficacement et avec moins de mouvement – et donc moins de bruit – des atomes rayonnants). Mais les horloges mécaniques comme les pulsars peuvent être précis (à des degrés divers de précision) dans le sens décrit dans la note 2. 7. Il faut dire, à la lumière de la persécution académique documentée à la fois dans le DVD « Expelled » et le livre Slaughter of the Dissidents de Jerry Bergman (Leafcutter Press, 2008, 448 pages), que le Dr Hartnett a un poste de titulaire, c'est-à- dire qu'il ne peut pas être renvoyé pour avoir exprimé une opinion scientifique dissidente. Dans le même temps, il n'a subi aucune sorte de pression à l'Université pour son point de vue chrétien, en dépit du fait que celui-ci est largement connu sur Internet. 8. N.d.t. : Voir par exemple la thèse de doctorat (en anglais) de John Hartnett, « Secondary frequency standards: Frequency-temperature compensated resonator design and improved frequency discriminators », soutenue en 2000 à l'université australienne University of Western Australia en Australie ; ainsi que la thèse de doctorat intitulée « Référence secondaire de fréquence à résonateur saphir cryogénique » (en français) de Pierre-Yves Bourgeois, réalisée à l'Institut FEMTO-ST, UMR 6174, au sein de l'équipe « Physique des Ondes et Métrologie des Oscillateurs » du département LPMO, et soutenue le 13 décembre 2004. 9. N.d.t. : Récipient thermiquement isolé permettant de maintenir, pour une durée limitée, des produits à basse température. Source : Carl Wieland, « It’s about time », Creation Ministries International, 3 juin 2010. Accédé le 27 mai 2022.