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Auteur Xuan Thuan. TRINH |
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Titre : Le chaos et l'harmonie : la fabrication du réel / Type de document : texte imprimé Auteurs : Xuan Thuan. TRINH Editeur : [Paris] : Gallimard Collection : Folio/essais ; num. 366 Importance : 603 p. Présentation : ill. (certaines en coul.) Format : 18 cm. - ISBN/ISSN/EAN : 2-07-041370-5 Catégories : 600 Histoire de L'astronomie - Vulgarisation:600-4 Ouvrages D'Astronomie Index. décimale : 600-4 Ouvrages d'astronomie Résumé : Table des matières
Avant-propos ........................................... 15
I ?Vérité et beauté ............................... 21
II ? Contingence et nécessité : histoire du système
solaire ............................................... 31
III ? Du chaos dans la machinerie cosmique,
de l'incertitude dans le déterminisme .................... 97
IV ?L'austère beauté de la symétrie ..................... 173
V ? L'insoutenable étrangeté des atomes ............... 269
VI ?L'univers créatif ................................... 339
VII ? La déraisonnable efficacité de la pensée ...........387
Glossaire .................................................447
Bibliographie .............................................463
Crédits photographiques ...................................464
Remerciements .............................................465
Index ...................................................467Note de contenu : Le chaos et l'harmonie
Cette fin de siècle a vu un véritable bouleversement dans notre façon de contevoir le monde. Après avoir dominé la pensée occidentale pendant trois cents ans, la vision newtonienne d'un univers fragmenté, mécaniste et déterministe a fait place à celle d'un monde exubérant de créativité. Le Réel n'est plus déterminé seulement par des lois naturelles appliquées à des conditions initiales particulières, mais aussi moulé et façonné par une suite d'événements contingents et historiques qui peuvent bouleverser la réalité à son niveau le plus profond. Celui du bolide rocailleux venu percuter la Terre il y a quelque 65 millions d'années et responsable de la mort des dinosaures en est un exemple. Les lois physiques ont perdu leur rigidité. Avec l'avènement de la mécanique quantique, le hasard est entré en force dans le monde subatomique. Le monde macroscopique n'a pas été épargné. Avec la théorie du chaos, le hasard et le non-déterminisme ont envahi non seulement la vie de tous les jours, mais aussi le domaine des planètes, des étoiles et des galaxies. Débarrassée de son carcan la Nature peut enfin innover et créer.
J'ai voulu retracer ici, dans un langage simple et au travers d'exemples tirés de l'astrophysique, de la physique, de la biologie et des mathématiques, le développement des idées qui ont mené à cette nouvelle vision du monde. L'ouvrage s'adresse à l'« honnête homme », non pourvu de bagage technique, mais curieux des extraordinaires avancées de la science au cours du xxe siècle, ainsi que de leurs implications philosophiques et théologiques : pourquoi Beauté et Vérité vont-ils souvent de pair ? Comment la Nature se sert-elle de subtils principes de symétrie pour imposer une profonde unité et harmonie au monde physique ? Pourquoi l'homme est-il doué d'une « déraisonnable efficacité » à comprendre l'univers ? Se peut-il que ce soit pour lui donner un sens ?
Trinh Xuan Thuan est originaire de Hanoï, Vietnam. Après avoir
fréquenté le lycée français de Saigon, il fait ses études à Caltech et à
Princeton, aux Etats-Unis. Professeur d'astronomie à l'université de
Virginie, il est l'auteur de La Mélodie secrète, qui a rencontré la
faveur d'un large public.
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LE CHAOS ET L'HARMONIE
ment déformée. Celle-ci devient de plus en plus aiguë, jusqu'à lui faire mal à l'oreille, et les mots affluent à une cadence si rapide qu'ils deviennent incompréhensibles, tout comme le son d'une bande magnétique qu'on fait avancer à toute vitesse.
Des forces de marée qui étirent le corps
Jules vieillit moins rapidement, mais son corps paie cette jeunesse prolongée. En effet, les effets gravitationnels exercés par le trou noir sur son corps ne sont pas du tout plaisants. Ils sont même extrêmement douloureux. Dans sa descente vers l'horizon du trou noir, Jules sent des forces de plus en plus vigoureuses tirant à la fois sur sa tête et sur ses pieds. Ses pieds, étant plus près que sa tête de 1,75 mètre (la taille de Jules) du centre du trou noir, sont tirés plus violemment vers la singularité. Cette différence entre les forces gravitationnelles qui s'exercent aux extrémités du corps de Jules engendre une force appelée « force de marée ». Celle-ci est ainsi dénommée parce que c'est aussi une force résultant de la différence entre deux forces gravitationnelles exercées par la Lune, l'une sur l'eau des océans, l'autre sur le centre de la Terre, qui est responsable des marées qui viennent renverser les châteaux de sable abandonnés par les enfants sur la plage. Vous-même qui vivez sur Terre, vous êtes sujet à des forces de marée exercées par la Terre, puisque vos pieds, plus près du centre de celle-ci, sont attirés plus fortement par notre globe que ne l'est votre tête. Mais vous ne sentez pas de tiraillements sur Terre, car la différence entre les forces de gravité qui s'exercent sur votre tête et sur vos pieds est de moins d'un millionième.
La situation est tout autre pour Jules lorsqu'il s'approche de la surface-horizon du trou noir. La différence des forces s'exerçant sur ses pieds et sur sa tête ne cesse d'augmenter. Les forces de marée du trou noir tentent de l'étirer comme un spaghetti, et ses os lui font de plus en plus mal. À une distance d'environ 13 000 km de l'horizon, il sent une force de marée correspondant à 1/4 de la gravité terrestre ; à 8 000 km, une force correspondant à 1 g ; à 3 000 km, une force de 15 g. Jules essaie tant bien que mal de se replier sur lui-même, de ramener ses genoux contre sa poitrine et sa tête entre ses jambes afin de raccourcir son corps autant que possible et de laisser ainsi le moins d'emprise aux forces de marée (idéalement, si la tête et les pieds de Jules étaient confondus en un seul point dans l'espace, et la longueur de son corps égale à zéro, les forces de marée s'annule-
L'AUSTÈRE BEAUTÉ DE LA SYMÉTRIE
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raient). Mais peine perdue ! Ces forces de marée sont si énormes qu'elles forcent les pieds de notre pauvre Jules à se déplier pour qu'elles puissent continuer leur travail d'étirement du corps. Jules souffre tant qu'il n'en peut plus. Il décide de rebrousser chemin. Il n'a aucun espoir d'atteindre l'horizon du trou noir sans que son corps ne se brise. Jules met en marche les moteurs de sa capsule spatiale. Il lui fait décrire des orbites circulaires en spirale de plus en plus grandes pour rejoindre sa fusée.
Des lentilles gravitationnelles
Jules a rebroussé chemin, son corps ne pouvait plus supporter les forces de marée du trou noir. Nous sommes frustrés de ne point savoir ce qui se passe de l'autre côté de l'horizon du trou noir. Nous voudrions connaître la fin de l'aventure. Aussi, pour satisfaire notre curiosité, assumons le rôle d'un dieu tout-puissant qui donnerait à Jules le pouvoir surhumain de résister aux forces de marée démesurées jusqu'à lui permettre d'atteindre la singularité ultime.
Jules poursuit donc son voyage en spirales jusqu'à la surface-horizon. Il ne se lasse pas de contempler le magnifique spectacle du firmament étoile qui l'entoure. Seule une toute petite partie du ciel est masquée par le disque obscur du trou noir au-dessous de lui. Sur le fond noir d'encre scintillent d'innombrables points lumineux révélant les étoiles de la Voie lactée dans toute leur splendeur. Avec son télescope de bord, Jules peut aussi admirer des objets plus diffus, moins lumineux, qui sont des galaxies analogues à la Voie lactée, des collections de centaines de milliards d'étoiles liées par la gravité parmi les centaines de milliards d'autres collections qui peuplent l'univers observable. Au premier abord, le trou noir paraît avoir masqué toutes les étoiles et galaxies qui se trouvent derrière lui. Cela serait effectivement le cas si la lumière se propageait en ligne droite. Mais, justement, elle ne le fait pas. Le champ gravitationnel du trou noir agit plutôt comme une sorte de lentille qui dévie la trajectoire de la lumière. Celle-ci contourne l'horizon du trou noir pour reconverger de l'autre côté du disque et former un mince anneau autour de celui-ci. Le trou noir se comporte ainsi comme les lentilles de vos lunettes qui dévient la lumière afin de corriger votre myopie. Dans le cas présent, la lentille n'est pas faite de verre, mais de l'espace déformé et courbé par la gravité du trou noir. C'est pourquoi on l'appelle « lentille gravitationnelle » (fig. 40).En ligne : http://opac69.free.fr/le_chaos_et_harmonie_couv.html Le chaos et l'harmonie : la fabrication du réel / [texte imprimé] / Xuan Thuan. TRINH . - [Paris] : Gallimard, [s.d.] . - 603 p. : ill. (certaines en coul.) ; 18 cm. -. - (Folio/essais ;; 366) .
ISBN : 2-07-041370-5
Catégories : 600 Histoire de L'astronomie - Vulgarisation:600-4 Ouvrages D'Astronomie Index. décimale : 600-4 Ouvrages d'astronomie Résumé : Table des matières
Avant-propos ........................................... 15
I ?Vérité et beauté ............................... 21
II ? Contingence et nécessité : histoire du système
solaire ............................................... 31
III ? Du chaos dans la machinerie cosmique,
de l'incertitude dans le déterminisme .................... 97
IV ?L'austère beauté de la symétrie ..................... 173
V ? L'insoutenable étrangeté des atomes ............... 269
VI ?L'univers créatif ................................... 339
VII ? La déraisonnable efficacité de la pensée ...........387
Glossaire .................................................447
Bibliographie .............................................463
Crédits photographiques ...................................464
Remerciements .............................................465
Index ...................................................467Note de contenu : Le chaos et l'harmonie
Cette fin de siècle a vu un véritable bouleversement dans notre façon de contevoir le monde. Après avoir dominé la pensée occidentale pendant trois cents ans, la vision newtonienne d'un univers fragmenté, mécaniste et déterministe a fait place à celle d'un monde exubérant de créativité. Le Réel n'est plus déterminé seulement par des lois naturelles appliquées à des conditions initiales particulières, mais aussi moulé et façonné par une suite d'événements contingents et historiques qui peuvent bouleverser la réalité à son niveau le plus profond. Celui du bolide rocailleux venu percuter la Terre il y a quelque 65 millions d'années et responsable de la mort des dinosaures en est un exemple. Les lois physiques ont perdu leur rigidité. Avec l'avènement de la mécanique quantique, le hasard est entré en force dans le monde subatomique. Le monde macroscopique n'a pas été épargné. Avec la théorie du chaos, le hasard et le non-déterminisme ont envahi non seulement la vie de tous les jours, mais aussi le domaine des planètes, des étoiles et des galaxies. Débarrassée de son carcan la Nature peut enfin innover et créer.
J'ai voulu retracer ici, dans un langage simple et au travers d'exemples tirés de l'astrophysique, de la physique, de la biologie et des mathématiques, le développement des idées qui ont mené à cette nouvelle vision du monde. L'ouvrage s'adresse à l'« honnête homme », non pourvu de bagage technique, mais curieux des extraordinaires avancées de la science au cours du xxe siècle, ainsi que de leurs implications philosophiques et théologiques : pourquoi Beauté et Vérité vont-ils souvent de pair ? Comment la Nature se sert-elle de subtils principes de symétrie pour imposer une profonde unité et harmonie au monde physique ? Pourquoi l'homme est-il doué d'une « déraisonnable efficacité » à comprendre l'univers ? Se peut-il que ce soit pour lui donner un sens ?
Trinh Xuan Thuan est originaire de Hanoï, Vietnam. Après avoir
fréquenté le lycée français de Saigon, il fait ses études à Caltech et à
Princeton, aux Etats-Unis. Professeur d'astronomie à l'université de
Virginie, il est l'auteur de La Mélodie secrète, qui a rencontré la
faveur d'un large public.
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LE CHAOS ET L'HARMONIE
ment déformée. Celle-ci devient de plus en plus aiguë, jusqu'à lui faire mal à l'oreille, et les mots affluent à une cadence si rapide qu'ils deviennent incompréhensibles, tout comme le son d'une bande magnétique qu'on fait avancer à toute vitesse.
Des forces de marée qui étirent le corps
Jules vieillit moins rapidement, mais son corps paie cette jeunesse prolongée. En effet, les effets gravitationnels exercés par le trou noir sur son corps ne sont pas du tout plaisants. Ils sont même extrêmement douloureux. Dans sa descente vers l'horizon du trou noir, Jules sent des forces de plus en plus vigoureuses tirant à la fois sur sa tête et sur ses pieds. Ses pieds, étant plus près que sa tête de 1,75 mètre (la taille de Jules) du centre du trou noir, sont tirés plus violemment vers la singularité. Cette différence entre les forces gravitationnelles qui s'exercent aux extrémités du corps de Jules engendre une force appelée « force de marée ». Celle-ci est ainsi dénommée parce que c'est aussi une force résultant de la différence entre deux forces gravitationnelles exercées par la Lune, l'une sur l'eau des océans, l'autre sur le centre de la Terre, qui est responsable des marées qui viennent renverser les châteaux de sable abandonnés par les enfants sur la plage. Vous-même qui vivez sur Terre, vous êtes sujet à des forces de marée exercées par la Terre, puisque vos pieds, plus près du centre de celle-ci, sont attirés plus fortement par notre globe que ne l'est votre tête. Mais vous ne sentez pas de tiraillements sur Terre, car la différence entre les forces de gravité qui s'exercent sur votre tête et sur vos pieds est de moins d'un millionième.
La situation est tout autre pour Jules lorsqu'il s'approche de la surface-horizon du trou noir. La différence des forces s'exerçant sur ses pieds et sur sa tête ne cesse d'augmenter. Les forces de marée du trou noir tentent de l'étirer comme un spaghetti, et ses os lui font de plus en plus mal. À une distance d'environ 13 000 km de l'horizon, il sent une force de marée correspondant à 1/4 de la gravité terrestre ; à 8 000 km, une force correspondant à 1 g ; à 3 000 km, une force de 15 g. Jules essaie tant bien que mal de se replier sur lui-même, de ramener ses genoux contre sa poitrine et sa tête entre ses jambes afin de raccourcir son corps autant que possible et de laisser ainsi le moins d'emprise aux forces de marée (idéalement, si la tête et les pieds de Jules étaient confondus en un seul point dans l'espace, et la longueur de son corps égale à zéro, les forces de marée s'annule-
L'AUSTÈRE BEAUTÉ DE LA SYMÉTRIE
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raient). Mais peine perdue ! Ces forces de marée sont si énormes qu'elles forcent les pieds de notre pauvre Jules à se déplier pour qu'elles puissent continuer leur travail d'étirement du corps. Jules souffre tant qu'il n'en peut plus. Il décide de rebrousser chemin. Il n'a aucun espoir d'atteindre l'horizon du trou noir sans que son corps ne se brise. Jules met en marche les moteurs de sa capsule spatiale. Il lui fait décrire des orbites circulaires en spirale de plus en plus grandes pour rejoindre sa fusée.
Des lentilles gravitationnelles
Jules a rebroussé chemin, son corps ne pouvait plus supporter les forces de marée du trou noir. Nous sommes frustrés de ne point savoir ce qui se passe de l'autre côté de l'horizon du trou noir. Nous voudrions connaître la fin de l'aventure. Aussi, pour satisfaire notre curiosité, assumons le rôle d'un dieu tout-puissant qui donnerait à Jules le pouvoir surhumain de résister aux forces de marée démesurées jusqu'à lui permettre d'atteindre la singularité ultime.
Jules poursuit donc son voyage en spirales jusqu'à la surface-horizon. Il ne se lasse pas de contempler le magnifique spectacle du firmament étoile qui l'entoure. Seule une toute petite partie du ciel est masquée par le disque obscur du trou noir au-dessous de lui. Sur le fond noir d'encre scintillent d'innombrables points lumineux révélant les étoiles de la Voie lactée dans toute leur splendeur. Avec son télescope de bord, Jules peut aussi admirer des objets plus diffus, moins lumineux, qui sont des galaxies analogues à la Voie lactée, des collections de centaines de milliards d'étoiles liées par la gravité parmi les centaines de milliards d'autres collections qui peuplent l'univers observable. Au premier abord, le trou noir paraît avoir masqué toutes les étoiles et galaxies qui se trouvent derrière lui. Cela serait effectivement le cas si la lumière se propageait en ligne droite. Mais, justement, elle ne le fait pas. Le champ gravitationnel du trou noir agit plutôt comme une sorte de lentille qui dévie la trajectoire de la lumière. Celle-ci contourne l'horizon du trou noir pour reconverger de l'autre côté du disque et former un mince anneau autour de celui-ci. Le trou noir se comporte ainsi comme les lentilles de vos lunettes qui dévient la lumière afin de corriger votre myopie. Dans le cas présent, la lentille n'est pas faite de verre, mais de l'espace déformé et courbé par la gravité du trou noir. C'est pourquoi on l'appelle « lentille gravitationnelle » (fig. 40).En ligne : http://opac69.free.fr/le_chaos_et_harmonie_couv.html Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 600-4-002 501 THU Livre Astro Bibliothèque SAL Ouvrages Disponible
Titre : La mélodie secrète : et l'homme créa l'univers / Type de document : texte imprimé Auteurs : Xuan Thuan. TRINH Editeur : Paris Cedex 06 [France] : Fayard Année de publication : 1988 Collection : Le Temps des sciences Importance : 390 p. Présentation : ill. Format : 24 cm ISBN/ISSN/EAN : 2-213-02219-4 Note générale : Bibliogr.: p. 371. Glossaire. Index. Catégories : 100 Univers Extra Galactique:100-1 Structures - Architectures - Distances Index. décimale : 100-1 Structures - Architectures Distances dans l'univers - Résumé : Table
Avant-propos ...................................... 7
/. Les univers passés................................. 9
Organiser l'univers .............................. 9
L'univers magique............................... 13
L'univers mythique.............................. 14
La bureaucratie céleste........................... 15
Le miracle grec................................. 17
L'univers mathématique.......................... 18
L'univers géocentrique........................... 19
Les mouvements rétrogrades ...................... 19
L'univers scientifique............................ 21
La Terre est courbe ............................. 23
Cercle sur cercle................................ 23
L'univers médiéval .............................. 24
Dieu et les anges................................ 27
Et si la Terre bougeait ?.......................... 28
L'univers héliocentrique.......................... 29
L'univers infini................................. 31
L'imperfection des cieux.......................... 33
Galilée et son télescope........................... 34
Le mouvement des planètes....................... 37
Pourquoi la Lune ne tombe-t-elle pas vers la Terre ?.. 38
L'univers mécanique............................. 41
L'univers déterministe ........................... 44
L'hypothèse de Dieu n'est pas nécessaire............ 44
//. De la Voie lactée à l'univers........................ 47
Capturer la lumière.............................. 47
Conserver la lumière............................. 49
Décomposer la lumière........................... 50
Les nouvelles lumières........................... 52
Les limites de la Voie lactée....................... 53
Un disque mince aplati........................... 55
Le Soleil n'a rien de spécial....................... 57
Les étoiles bougent.............................. 58
Des étoiles qui convergent dans le ciel............. 59
Les étoiles variables et la clef des cieux............ 62
Le Soleil perd sa place centrale................... 66
Un univers extragalactique....................... 68
///. Les acteurs du drame : les galaxies et le couple espace-temps 71
Les galaxies fuient.............................. 71
Un univers avec un début ....................... 72
Un univers sans centre.......................... 73
Un espace qui se crée........................... 75
Un espace dynamique........................... 76
Un univers sans limites ......................... 77
La lumière apporte des nouvelles fanées............ 80
Dix nouvelles galaxies tous les ans................ 81
Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?................ 81
Le temps élastique.............................. 84
La fontaine de jouvence......................... 85
Le couple espace-temps.......................... 86
La vitesse de la lumière coûte cher................ 87
Mon passé est ton présent et votre futur........... 87
Le clou peut-il être enfoncé avant que le marteau ne
frappe ?....................................... 89
Le temps perdu de Proust....................... 89
La flèche du temps............................. 90
Le miracle de l'assiette brisée .................... 93
La lumière ne se propage pas vers le passé......... 94
Les étoiles sont des machines à fabriquer du désordre 95
La matière ralentit le temps.....................¦ 97
Les trous noirs transforment les hommes en spaghetti 98
Les trous noirs arrêtent le temps.................. 99
Toute l'éternité en un clin d'?il.................. 100
La recette de fabrication des trous noirs............ 100
La défaite du bon sens.......................... 102
Le trou noir a faim............................. 104
IV. Le big bang aujourd'hui.......................... 107
Les astronomes n'aiment pas changer leurs habitudes. 107
Le rayonnement fossile de l'univers ............... 107
Les téléphones et la cosmologie................... 109
Pour l'hélium, tout se joue dans les trois premières
minutes....................................... 110
Les galaxies décélèrent.......................... m
Le ballet cosmique ............................. 112
L'âge de l'univers.............................. 114
L'âge des plus vieilles étoiles..................... 117
L'âge des atomes les plus anciens................. 119
Pourquoi un univers si homogène ?................ 120
Pourquoi un univers structuré ?................... 121
Où est passée l'antimatière ?...................... 122
Pourquoi le paysage de l'univers est-il si plat? ...... 123
Les quatre forces............................... 124
La colle de l'univers............................ 125
La colle des atomes............................. 126
La force qui désintègre.......................... 128
La colle des particules........................... 129
Le flou quantique.............................. 130
L'observation crée la réalité...................... 133
La dualité de la matière......................... 134
Tout est possible si on attend.................... 136
Les dés de Dieu et les gènes..................... 137
Les prêts d'énergie de la banque Nature et les particules
fantômes...................................... 138
Des trous noirs qui s'évaporent................... 141
V. Le livre de l'histoire de l'univers.................... 145
Le temps cosmique............................. 145
La frontière de la connaissance................... 146
Une inflation vertigineuse........................ 149
Une multitude d'univers......................... 152
Le vide, origine de tout......................... 153
Une nouvelle cristallisation de l'univers............ 155
L'emprisonnement des quarks.................... 156
La première victoire de la matière................. 157
Les neutrinos font bande à part................... 159
La déroute de l'antimatière....................... 160
La dénatalité des neutrons....................... 161
La machine à fabriquer de l'hélium ............... 162
Le vol arrêté .................................. 164
Un noyau d'hélium pour douze noyaux d'hydrogène . 165
L'univers lève son voile......................... 166
Le règne de la matière.......................... 167
Les villages et les métropoles de l'univers.......... 169
La tapisserie cosmique : crêpes, filaments, vides et bulles 174
Les semences des galaxies........................ 178
Les acteurs du drame : gravité et expansion......... 182
La masse invisible de l'univers ................... 183
Des univers-jouets.............................. 184
Des crêpes trop petites, des germes trop grands..... 185
Un univers à neutrinos massifs................... 188
De la matière invisible « froide ».................. 191
Les premières briques étaient-elles minuscules?...... 194
L'univers à la loupe : galaxies et étoiles............ 196
Des accidents de circulation cosmiques............. 199
Des galaxies cannibales.......................... 200
Les premières étoiles............................ 203
Une nouvelle chance pour l'univers............... 206
Une étoile en pelures d'oignon................... 207
Le fer récalcitrant.............................. 208
Trois morts pour l'étoile......................... 209
Les bienfaits des supernovae..................... 215
Les quasars.................................... 217
Les molécules interstellaires...................... 220
La planète imaginée ............................ 222
L'ascension vers la vie .......................... 224
VI. L'invisible et le devenir de l'univers................. 231
Trois paramètres pour l'univers................... 231
La décélération de l'univers...................... 233
Les galaxies elliptiques géantes ne sont pas de bons phares 235
Des repas de galaxies........................... 236
La masse invisible de l'univers ................... 237
Comment peser l'univers ?....................... 238
Le principe cosmologique........................ 239
Quelque chose d'obscur autour des galaxies......... 239
L'étendue de la masse invisible................... 243
De la matière invisible intergalactique ............. 244
Étoiles et planètes avortées....................... 247
Dieu joue-t-il aux cosminos ?..................... 248
Des mirages cosmiques.......................... 249
Aux dernières nouvelles, l'univers serait ouvert...... 251
Le Soleil s'éteint............................... 255
La longue nuit................................. 257
L'évaporation des trous noirs..................... 260
Les diamants ne sont pas éternels................. 261
Le proton serait-il mortel ?....................... 264
Un brasier infernal............................. 266
Un univers cyclique ?........................... 270
Domestiquer les trous noirs...................... 271
D'autres formes de vie.......................... 274
VII. Un univers accidentel ou nécessaire?................ 277
Le fantôme de Copernic remis en question......... 277
Des nombres dans ia nature...................... 278
Les choses de la vie ............................ 280
Les univers-jouets sont infertiles.................. 282
Un univers réglé avec une extrême précision........ 285
Les univers parallèles........................... 288
Le hasard réinterprété........................... 294
Le scientifique et le finalisme .................... 296
VIII. Dieu et le big bang ............................ 299
Une cause première est-elle nécessaire ?............ 299
Dieu et le temps............................... 300
Dieu et la complexité........................... 302
Dieu et la vie.................................. 304
Dieu et la conscience ........................... 305
Dieu et les extra-terrestres....................... 307
Le pari final................................... 308
IX. La mélodie secrète............................... 311
Un univers stationnaire et une création continue..... 311
Et si l'univers n'était pas en expansion?............ 314
Des décalages vers le rouge non cosmologiques...... 315
Plus vite que la lumière ou une gravité variable ? .... 320
La modification des lois de Newton............... 321
Une cosmologie matière-antimatière ............... 322
Le pari du scientifique.......................... 323
La numérisation des images...................... 327
L'?il interprétateur............................. 328
Visualiser l'invisible ............................ 329
Les machines peuvent nous berner................ 330
La réalité triée et transformée.................... 332
La fermentation intérieure....................... 334
Le pendule de Foucault......................... 335
L'indivisibilité de l'univers....................... 337
Le secret de la mélodie.......................... 339
Notes quantitatives.............................. 341
Glossaire...................................... 355
Bibliographie................................... 371
Liste des tables................................. 373
Références des illustrations........................ 375
Remerciements.................................. 377
Index......................................... 379
Table......................................... 385
Note de contenu : Trinh Xuan Thuan La mélodie secrète
Et l'homme créa l'univers
L'univers nous sera-t-ii un jour révélé dans la totalité de sa réalité ? Parviendrons-nous à percer le secret de sa vraie mélodie ? Comment l'infiniment petit a-t-il accouché de l'infiniment grand et comment l'univers tout entier, avec ses centaines de milliards de galaxies, a-t-il jailli d'un « vide microscopique » ? Comment, grâce à l'alchimie créatrice des étoiles et à l'existence des planètes, la vie et la conscience ont-elles surgi ? Telles sont quelques-unes des questions que ce livre aborde. Il s'adresse à l'« honnête homme », curieux du monde qui l'entoure et intéressé par les progrès récents dans l'étude du cosmos, sans être pour autant équipé du bagage scientifique du spécialiste. En retraçant l'évojytion, à travers les âges, de la vision de l'univers que s'est faite l'homme, il accorde une attention particulière à l'univers actuel, celui du big bang. Mais il sait dépasser l'argument proprement scientifique pour aborder les questions qui se posent inévitablement dans toute discussion sur la création de l'univers : Sommes-nous là par hasard ou notre présence dans l'univers implique-t-elle l'existence de quelque Créateur?
***************** Lire la page 156 - 157 ****************
156
LA MÉLODIE SECRÈTE
en ces grains de lumière que sont les photons. Ceux-ci ne sont pas en reste et participent à la frénésie générale. Ils disparaissent à leur tour pour donner naissance à de nouvelles paires de particules et d'antiparticules. Création et destruction se succèdent à un rythme d'enfer.
A la trente-deuxième page, à un millième de milliardième (10~12) de seconde après l'instant originel, l'univers a beaucoup grandi. Il est maintenant à peine plus petit que l'orbite de la Terre autour du Soleil. Il est encore très dense (1 million de millions de fois plus dense que le noyau d'un atome) et chaud (1 million de milliards de degrés).
Un événement important va se produire et l'univers va franchir une nouvelle étape importante dans son ascension vers la complexité. En effet, il va subir une nouvelle « cristallisation ». Le triumvirat des forces qui régissait l'univers se transforme en quatuor. L'union de la force électromagnétique et de la force nucléaire faible se brise à son tour et, désormais, ces deux forces se séparent. Avec la force gravitationnelle et la force nucléaire forte, elles vont, à quatre, contrôler l'univers. Ce gouvernement à quatre têtes, né à un millième de milliardième de seconde après l'explosion originelle, subsiste encore dans l'univers d'aujourd'hui. Comme lors de la première cristallisation, l'univers reçoit une bouffée d'énergie, mais beaucoup moins grande cette fois. Au lieu de s'emballer dans une expansion inflationnaire, l'univers poursuit tranquillement son expansion à pas de tortue.
L'emprisonnement des quarks
Tournons six pages. L'univers est âgé maintenant de 1 millionième (10"*) de seconde. Son volume est à peu près égal à celui du système solaire. Sa température a baissé jusqu'à 10000 milliards de degrés. L'agitation et l'énergie des particules et de leurs antiparticules décroissent au fur et à mesure que l'univers se refroidit. Le mouvement des quarks et des antiquarks se ralentit assez pour que la force nucléaire forte puisse contraindre les quarks et les antiquarks à se combiner en des particules plus familières, les protons, les neutrons et leurs antiparticules.
Tel le berger qui peut enfin rassembler ses moutons parce qu'ils n'ont plus assez d'énergie pour s'échapper, la force nucléaire forte rassemble les quarks et les antiquarks. Mais elle ne le fait pas de n'importe quelle façon. Elle les groupe trois par trois. Ainsi, les protons et les neutrons sont le résultat de trois quarks soudés ensem-
LE LIVRE DE L'HISTOIRE DE L'UNIVERS
157
ble par la force forte. Les quarks eux-mêmes se divisent en deux catégories, selon leur charge électrique. Une première espèce porte une charge positive égale aux deux tiers de la charge de l'électron et une deuxième espèce a une charge négative égale au tiers de la charge électronique. Le proton, qui a une charge positive égale et opposée à celle de l'électron, est composé de deux quarks de la première espèce et d'un quark de la deuxième espèce. Le neutron, qui, comme son nom l'indique, n'a pas de charge électrique, a la constitution inverse : un quark de la première espèce et deux quarks de la seconde. Parce qu'ils doivent leur existence à la force forte, le proton, le neutron et leurs antiparticules sont désignés collectivement sous le nom d'hadrons, qui signifie « fort » en grec. Parce que les hadrons occupent le devant de la scène dans cette période de l'histoire de l'univers, cette dernière est souvent connue sous le nom d'« ère hadronique* ».
Les quarks et leurs antiparticules vont désormais perdre leur liberté. Dans l'histoire de l'univers à venir, nous ne les verrons plus jamais à l'état libre. Pour les libérer de leur joug, les physiciens ont bien essayé de bombarder les prisons-protons et neutrons à grands coups de faisceaux de particules accélérées à de très hautes énergies dans des machines-monstres de plusieurs kilomètres de diamètre, comme celle du CERN à Genève, mais, jusqu'à ce jour, jamais un quark libre n'a été entrevu. La force forte, méritant bien son nom, n'a jamais voulu relâcher son emprise sur les quarks, malgré des attaques répétées. Jusqu'à nouvel ordre, les quarks restent donc des entités théoriques nées de l'imagination fertile des physiciens, mais dont l'existence semble nécessaire pour comprendre les propriétés de la matière qui nous entoure.
La première victoire de la matière
Avec l'emprisonnement des quarks, l'univers entre dans l'ère hadronique et la matière franchit une nouvelle étape importante dans son ascension vers la complexité. Mais la perte de liberté des quarks et des antiquarks n'est pas la seule conséquence remarquable du refroidissement continuel de l'univers en expansion. Le cycle infernal de l'annihilation de la matière en lumière et de la reconversion de la lumière en matière, que subissaient toutes les particules et leurs antiparticules, va être rompu. L'annihilation de la matière va pouvoir se poursuivre, mais la métamorphose de la lumière en particules se fera de plus en plus difficilement. Pour en comprendre les raisons, il faut nous souvenir de l'enseignement d'Einstein, selonEn ligne : http://opac69.free.fr/la_melodie_secrete_couv.html La mélodie secrète : et l'homme créa l'univers / [texte imprimé] / Xuan Thuan. TRINH . - Paris Cedex 06 [France] : Fayard, 1988 . - 390 p. : ill. ; 24 cm. - (Le Temps des sciences) .
ISBN : 2-213-02219-4
Bibliogr.: p. 371. Glossaire. Index.
Catégories : 100 Univers Extra Galactique:100-1 Structures - Architectures - Distances Index. décimale : 100-1 Structures - Architectures Distances dans l'univers - Résumé : Table
Avant-propos ...................................... 7
/. Les univers passés................................. 9
Organiser l'univers .............................. 9
L'univers magique............................... 13
L'univers mythique.............................. 14
La bureaucratie céleste........................... 15
Le miracle grec................................. 17
L'univers mathématique.......................... 18
L'univers géocentrique........................... 19
Les mouvements rétrogrades ...................... 19
L'univers scientifique............................ 21
La Terre est courbe ............................. 23
Cercle sur cercle................................ 23
L'univers médiéval .............................. 24
Dieu et les anges................................ 27
Et si la Terre bougeait ?.......................... 28
L'univers héliocentrique.......................... 29
L'univers infini................................. 31
L'imperfection des cieux.......................... 33
Galilée et son télescope........................... 34
Le mouvement des planètes....................... 37
Pourquoi la Lune ne tombe-t-elle pas vers la Terre ?.. 38
L'univers mécanique............................. 41
L'univers déterministe ........................... 44
L'hypothèse de Dieu n'est pas nécessaire............ 44
//. De la Voie lactée à l'univers........................ 47
Capturer la lumière.............................. 47
Conserver la lumière............................. 49
Décomposer la lumière........................... 50
Les nouvelles lumières........................... 52
Les limites de la Voie lactée....................... 53
Un disque mince aplati........................... 55
Le Soleil n'a rien de spécial....................... 57
Les étoiles bougent.............................. 58
Des étoiles qui convergent dans le ciel............. 59
Les étoiles variables et la clef des cieux............ 62
Le Soleil perd sa place centrale................... 66
Un univers extragalactique....................... 68
///. Les acteurs du drame : les galaxies et le couple espace-temps 71
Les galaxies fuient.............................. 71
Un univers avec un début ....................... 72
Un univers sans centre.......................... 73
Un espace qui se crée........................... 75
Un espace dynamique........................... 76
Un univers sans limites ......................... 77
La lumière apporte des nouvelles fanées............ 80
Dix nouvelles galaxies tous les ans................ 81
Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?................ 81
Le temps élastique.............................. 84
La fontaine de jouvence......................... 85
Le couple espace-temps.......................... 86
La vitesse de la lumière coûte cher................ 87
Mon passé est ton présent et votre futur........... 87
Le clou peut-il être enfoncé avant que le marteau ne
frappe ?....................................... 89
Le temps perdu de Proust....................... 89
La flèche du temps............................. 90
Le miracle de l'assiette brisée .................... 93
La lumière ne se propage pas vers le passé......... 94
Les étoiles sont des machines à fabriquer du désordre 95
La matière ralentit le temps.....................¦ 97
Les trous noirs transforment les hommes en spaghetti 98
Les trous noirs arrêtent le temps.................. 99
Toute l'éternité en un clin d'?il.................. 100
La recette de fabrication des trous noirs............ 100
La défaite du bon sens.......................... 102
Le trou noir a faim............................. 104
IV. Le big bang aujourd'hui.......................... 107
Les astronomes n'aiment pas changer leurs habitudes. 107
Le rayonnement fossile de l'univers ............... 107
Les téléphones et la cosmologie................... 109
Pour l'hélium, tout se joue dans les trois premières
minutes....................................... 110
Les galaxies décélèrent.......................... m
Le ballet cosmique ............................. 112
L'âge de l'univers.............................. 114
L'âge des plus vieilles étoiles..................... 117
L'âge des atomes les plus anciens................. 119
Pourquoi un univers si homogène ?................ 120
Pourquoi un univers structuré ?................... 121
Où est passée l'antimatière ?...................... 122
Pourquoi le paysage de l'univers est-il si plat? ...... 123
Les quatre forces............................... 124
La colle de l'univers............................ 125
La colle des atomes............................. 126
La force qui désintègre.......................... 128
La colle des particules........................... 129
Le flou quantique.............................. 130
L'observation crée la réalité...................... 133
La dualité de la matière......................... 134
Tout est possible si on attend.................... 136
Les dés de Dieu et les gènes..................... 137
Les prêts d'énergie de la banque Nature et les particules
fantômes...................................... 138
Des trous noirs qui s'évaporent................... 141
V. Le livre de l'histoire de l'univers.................... 145
Le temps cosmique............................. 145
La frontière de la connaissance................... 146
Une inflation vertigineuse........................ 149
Une multitude d'univers......................... 152
Le vide, origine de tout......................... 153
Une nouvelle cristallisation de l'univers............ 155
L'emprisonnement des quarks.................... 156
La première victoire de la matière................. 157
Les neutrinos font bande à part................... 159
La déroute de l'antimatière....................... 160
La dénatalité des neutrons....................... 161
La machine à fabriquer de l'hélium ............... 162
Le vol arrêté .................................. 164
Un noyau d'hélium pour douze noyaux d'hydrogène . 165
L'univers lève son voile......................... 166
Le règne de la matière.......................... 167
Les villages et les métropoles de l'univers.......... 169
La tapisserie cosmique : crêpes, filaments, vides et bulles 174
Les semences des galaxies........................ 178
Les acteurs du drame : gravité et expansion......... 182
La masse invisible de l'univers ................... 183
Des univers-jouets.............................. 184
Des crêpes trop petites, des germes trop grands..... 185
Un univers à neutrinos massifs................... 188
De la matière invisible « froide ».................. 191
Les premières briques étaient-elles minuscules?...... 194
L'univers à la loupe : galaxies et étoiles............ 196
Des accidents de circulation cosmiques............. 199
Des galaxies cannibales.......................... 200
Les premières étoiles............................ 203
Une nouvelle chance pour l'univers............... 206
Une étoile en pelures d'oignon................... 207
Le fer récalcitrant.............................. 208
Trois morts pour l'étoile......................... 209
Les bienfaits des supernovae..................... 215
Les quasars.................................... 217
Les molécules interstellaires...................... 220
La planète imaginée ............................ 222
L'ascension vers la vie .......................... 224
VI. L'invisible et le devenir de l'univers................. 231
Trois paramètres pour l'univers................... 231
La décélération de l'univers...................... 233
Les galaxies elliptiques géantes ne sont pas de bons phares 235
Des repas de galaxies........................... 236
La masse invisible de l'univers ................... 237
Comment peser l'univers ?....................... 238
Le principe cosmologique........................ 239
Quelque chose d'obscur autour des galaxies......... 239
L'étendue de la masse invisible................... 243
De la matière invisible intergalactique ............. 244
Étoiles et planètes avortées....................... 247
Dieu joue-t-il aux cosminos ?..................... 248
Des mirages cosmiques.......................... 249
Aux dernières nouvelles, l'univers serait ouvert...... 251
Le Soleil s'éteint............................... 255
La longue nuit................................. 257
L'évaporation des trous noirs..................... 260
Les diamants ne sont pas éternels................. 261
Le proton serait-il mortel ?....................... 264
Un brasier infernal............................. 266
Un univers cyclique ?........................... 270
Domestiquer les trous noirs...................... 271
D'autres formes de vie.......................... 274
VII. Un univers accidentel ou nécessaire?................ 277
Le fantôme de Copernic remis en question......... 277
Des nombres dans ia nature...................... 278
Les choses de la vie ............................ 280
Les univers-jouets sont infertiles.................. 282
Un univers réglé avec une extrême précision........ 285
Les univers parallèles........................... 288
Le hasard réinterprété........................... 294
Le scientifique et le finalisme .................... 296
VIII. Dieu et le big bang ............................ 299
Une cause première est-elle nécessaire ?............ 299
Dieu et le temps............................... 300
Dieu et la complexité........................... 302
Dieu et la vie.................................. 304
Dieu et la conscience ........................... 305
Dieu et les extra-terrestres....................... 307
Le pari final................................... 308
IX. La mélodie secrète............................... 311
Un univers stationnaire et une création continue..... 311
Et si l'univers n'était pas en expansion?............ 314
Des décalages vers le rouge non cosmologiques...... 315
Plus vite que la lumière ou une gravité variable ? .... 320
La modification des lois de Newton............... 321
Une cosmologie matière-antimatière ............... 322
Le pari du scientifique.......................... 323
La numérisation des images...................... 327
L'?il interprétateur............................. 328
Visualiser l'invisible ............................ 329
Les machines peuvent nous berner................ 330
La réalité triée et transformée.................... 332
La fermentation intérieure....................... 334
Le pendule de Foucault......................... 335
L'indivisibilité de l'univers....................... 337
Le secret de la mélodie.......................... 339
Notes quantitatives.............................. 341
Glossaire...................................... 355
Bibliographie................................... 371
Liste des tables................................. 373
Références des illustrations........................ 375
Remerciements.................................. 377
Index......................................... 379
Table......................................... 385
Note de contenu : Trinh Xuan Thuan La mélodie secrète
Et l'homme créa l'univers
L'univers nous sera-t-ii un jour révélé dans la totalité de sa réalité ? Parviendrons-nous à percer le secret de sa vraie mélodie ? Comment l'infiniment petit a-t-il accouché de l'infiniment grand et comment l'univers tout entier, avec ses centaines de milliards de galaxies, a-t-il jailli d'un « vide microscopique » ? Comment, grâce à l'alchimie créatrice des étoiles et à l'existence des planètes, la vie et la conscience ont-elles surgi ? Telles sont quelques-unes des questions que ce livre aborde. Il s'adresse à l'« honnête homme », curieux du monde qui l'entoure et intéressé par les progrès récents dans l'étude du cosmos, sans être pour autant équipé du bagage scientifique du spécialiste. En retraçant l'évojytion, à travers les âges, de la vision de l'univers que s'est faite l'homme, il accorde une attention particulière à l'univers actuel, celui du big bang. Mais il sait dépasser l'argument proprement scientifique pour aborder les questions qui se posent inévitablement dans toute discussion sur la création de l'univers : Sommes-nous là par hasard ou notre présence dans l'univers implique-t-elle l'existence de quelque Créateur?
***************** Lire la page 156 - 157 ****************
156
LA MÉLODIE SECRÈTE
en ces grains de lumière que sont les photons. Ceux-ci ne sont pas en reste et participent à la frénésie générale. Ils disparaissent à leur tour pour donner naissance à de nouvelles paires de particules et d'antiparticules. Création et destruction se succèdent à un rythme d'enfer.
A la trente-deuxième page, à un millième de milliardième (10~12) de seconde après l'instant originel, l'univers a beaucoup grandi. Il est maintenant à peine plus petit que l'orbite de la Terre autour du Soleil. Il est encore très dense (1 million de millions de fois plus dense que le noyau d'un atome) et chaud (1 million de milliards de degrés).
Un événement important va se produire et l'univers va franchir une nouvelle étape importante dans son ascension vers la complexité. En effet, il va subir une nouvelle « cristallisation ». Le triumvirat des forces qui régissait l'univers se transforme en quatuor. L'union de la force électromagnétique et de la force nucléaire faible se brise à son tour et, désormais, ces deux forces se séparent. Avec la force gravitationnelle et la force nucléaire forte, elles vont, à quatre, contrôler l'univers. Ce gouvernement à quatre têtes, né à un millième de milliardième de seconde après l'explosion originelle, subsiste encore dans l'univers d'aujourd'hui. Comme lors de la première cristallisation, l'univers reçoit une bouffée d'énergie, mais beaucoup moins grande cette fois. Au lieu de s'emballer dans une expansion inflationnaire, l'univers poursuit tranquillement son expansion à pas de tortue.
L'emprisonnement des quarks
Tournons six pages. L'univers est âgé maintenant de 1 millionième (10"*) de seconde. Son volume est à peu près égal à celui du système solaire. Sa température a baissé jusqu'à 10000 milliards de degrés. L'agitation et l'énergie des particules et de leurs antiparticules décroissent au fur et à mesure que l'univers se refroidit. Le mouvement des quarks et des antiquarks se ralentit assez pour que la force nucléaire forte puisse contraindre les quarks et les antiquarks à se combiner en des particules plus familières, les protons, les neutrons et leurs antiparticules.
Tel le berger qui peut enfin rassembler ses moutons parce qu'ils n'ont plus assez d'énergie pour s'échapper, la force nucléaire forte rassemble les quarks et les antiquarks. Mais elle ne le fait pas de n'importe quelle façon. Elle les groupe trois par trois. Ainsi, les protons et les neutrons sont le résultat de trois quarks soudés ensem-
LE LIVRE DE L'HISTOIRE DE L'UNIVERS
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ble par la force forte. Les quarks eux-mêmes se divisent en deux catégories, selon leur charge électrique. Une première espèce porte une charge positive égale aux deux tiers de la charge de l'électron et une deuxième espèce a une charge négative égale au tiers de la charge électronique. Le proton, qui a une charge positive égale et opposée à celle de l'électron, est composé de deux quarks de la première espèce et d'un quark de la deuxième espèce. Le neutron, qui, comme son nom l'indique, n'a pas de charge électrique, a la constitution inverse : un quark de la première espèce et deux quarks de la seconde. Parce qu'ils doivent leur existence à la force forte, le proton, le neutron et leurs antiparticules sont désignés collectivement sous le nom d'hadrons, qui signifie « fort » en grec. Parce que les hadrons occupent le devant de la scène dans cette période de l'histoire de l'univers, cette dernière est souvent connue sous le nom d'« ère hadronique* ».
Les quarks et leurs antiparticules vont désormais perdre leur liberté. Dans l'histoire de l'univers à venir, nous ne les verrons plus jamais à l'état libre. Pour les libérer de leur joug, les physiciens ont bien essayé de bombarder les prisons-protons et neutrons à grands coups de faisceaux de particules accélérées à de très hautes énergies dans des machines-monstres de plusieurs kilomètres de diamètre, comme celle du CERN à Genève, mais, jusqu'à ce jour, jamais un quark libre n'a été entrevu. La force forte, méritant bien son nom, n'a jamais voulu relâcher son emprise sur les quarks, malgré des attaques répétées. Jusqu'à nouvel ordre, les quarks restent donc des entités théoriques nées de l'imagination fertile des physiciens, mais dont l'existence semble nécessaire pour comprendre les propriétés de la matière qui nous entoure.
La première victoire de la matière
Avec l'emprisonnement des quarks, l'univers entre dans l'ère hadronique et la matière franchit une nouvelle étape importante dans son ascension vers la complexité. Mais la perte de liberté des quarks et des antiquarks n'est pas la seule conséquence remarquable du refroidissement continuel de l'univers en expansion. Le cycle infernal de l'annihilation de la matière en lumière et de la reconversion de la lumière en matière, que subissaient toutes les particules et leurs antiparticules, va être rompu. L'annihilation de la matière va pouvoir se poursuivre, mais la métamorphose de la lumière en particules se fera de plus en plus difficilement. Pour en comprendre les raisons, il faut nous souvenir de l'enseignement d'Einstein, selonEn ligne : http://opac69.free.fr/la_melodie_secrete_couv.html Réservation
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Titre : La Plénitude du vide Type de document : texte imprimé Auteurs : Xuan Thuan. TRINH, Auteur Editeur : Paris : Albin Michel ISBN/ISSN/EAN : 100-1-009 Langues : Français (fre) La Plénitude du vide [texte imprimé] / Xuan Thuan. TRINH, Auteur . - Paris : Albin Michel, [s.d.].
ISSN : 100-1-009
Langues : Français (fre)Exemplaires
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Titre : La Plénitude du vide Type de document : texte imprimé Auteurs : Xuan Thuan. TRINH, Auteur Editeur : Paris : Albin Michel ISBN/ISSN/EAN : 100-1-021 Langues : Français (fre) Catégories : 450 Astrophysique La Plénitude du vide [texte imprimé] / Xuan Thuan. TRINH, Auteur . - Paris : Albin Michel, [s.d.].
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