Questions Ouvertes

Les sciences ne sont pas encore « terminées », loin de là même ! Chaque jour il y a plein de chercheurs/chercheuses motivées qui continuent à craquer le « code de l’univers », dans plein de domaines. Il reste encore des sujets pour lesquels on n’a pas encore une bonne explication. Ça te tente ?

Astronomie : matière noire

Uniquement 5% de la masse totale de notre univers est visible (étoiles, planètes, galaxies, …). Le reste est composé de matière noire et énergie noire. Concernant la matière noire, on est certain qu’il s’agit de 26% de la masse totale, et qu’elle est en forme « d’atomes » (donc pas d’énergies bizarres). On sait qu’elle existe, car on voit l’effet sur la rotation des galaxies, mais on n’a aucune idée ce qu’elle est.

Biologie : épigénétique

L'épigénétique est la discipline de la biologie qui étudie la nature des mécanismes modifiant de manière réversibles, transmissibles (lors des divisions cellulaires) et adaptatives l'expression des gènes sans en changer l’ADN.

En matière d'évolution, l'épigénétique permet d'expliquer comment des traits peuvent être acquis, éventuellement transmis d'une génération à l'autre ou encore perdus après avoir été hérités. Un des effets les plus spectaculaires est l’impact de la nourriture des grands-parents sur leurs petits-enfants (prouvé en Hollande avec les effets de la « Hongerwinter » en 1945).

Le phénomène commence à être bien décrit (même s’il manque déjà une bonne définition de ce que c’est « épigénétique »), on a déjà des pistes mais rien n’est encore prouvé définitivement comment ceci marche. Le potentiel en médecine, agronomie ou nutrition est énorme.

Physique : effet Mpemba

L’effet Mpemba est le nom donné au phénomène qui apparaît lorsque l’eau chaude gèle plus vite que l’eau froide dans des conditions de refroidissement similaires. Ce phénomène n'est pas systématique et n'apparaît que sous certaines conditions.

L’effet est nommé pour son découvreur, Erasto Mpemba, élève tanzanien, qui l’a (re)découvert avec des crèmes glacées. On n’a aucune explication définitive du ou des effets.

Biologie : cheveux gris

Le phénomène que les cheveux d’une personne deviennent gris ou même blancs est bien connu. Ceci est dû à la disparition des cellules créant le pigment, et il est quasi-certain qu’il y a un lien génétique. Par contre, on ne sait pas pourquoi ces cellules arrêtent d’abord à produire du pigment, et puis disparaissent.

Il n’y généralement aucun problème de santé quand les cheveux deviennent gris, mais ça intéressera certainement beaucoup de gens de savoir pourquoi …

Informatique : Problème P = NP

Un problème très important et difficile en mathématiques et informatiques est le problème si P égale NP. Quésaco ?

Ceci est l’hypothèse et l’espoir que quand on peut vérifier rapidement si une solution à un problème est la bonne solution, qu’on peut éventuellement aussi trouver une approche pour en trouver une.

Prenez un Sudoku : il est très facile de vérifier si une grille est correctement remplie, peu importe la taille. Par contre, un algorithme pour trouver une solution prend très vite un temps très long si la grille est énorme.

L’espoir est donc de prouver qu’on pourra toujours, avec beaucoup de créativité, trouver une approche de solution qui marchera vite. 

C’est moins critique pour un Sudoku, mais beaucoup d’autres problèmes en mathématiques et informatique deviendront plus simple si c’est le cas. Par contre, si c’est le cas, ceci voudra dire que la cryptographie et des communications sécurisées (banques, …) seront tous potentiellement à risque.

Tu vois donc qu’il y a intérêt à tacler ce problème. D’ailleurs si tu trouves la solution à ce problème, un million de dollars t’attend … (sans blague)

Neurosciences : sommeil

Ça semble évident, mais pourquoi est-ce qu’on dort ? La meilleure explication est qu’on va dormir parce qu’on devient fatigué.

Une bonne explication devra éclaircir pourquoi c’était mieux de dormir même si on est à ce moment très vulnérable aux prédateurs. Le fait qu’on a évolué le sommeil, veut dire qu’il y a quelque chose qui nous a donné un plus grand avantage qui contre suffisamment le désavantage d’être inconscient pendant une longue période. Mais on ne sait pas lequel …

A noter : même si on ne sait pas encore très bien pourquoi, des études ont bien démontré que ne pas dormir a des effets désastreux …

Philosophie : le bateau de Thésée

Un problème connu depuis l’antiquité : si un bateau (celui de Thésée dans la première formulation) reste longtemps dans un port, mais s’il est bien entretenu, et donc à chaque fois qu’il y a une planche pourrie ou un clou rouillé, elle est remplacée.

Après quelques années et le remplacement de chaque pièce, est-ce qu’il s’agit encore du même bateau ou d’un bateau diffèrent ? On peut discuter chacun de ces positions, sans arriver à une conclusion…

Géologie : tectonique des plaques

Le phénomène de la tectonique des plaques de nos continents est assez bien connu. Ce mécanisme permette à la Terre de dissiper sa chaleur interne vers la surface.

Mais la Terre est la seule des 4 planètes rocheuses d’avoir (eu) ce mécanisme. On ne sait pas pourquoi, et on ne sait pas non plus comment les 4 autres dissipent leur chaleur interne. Et vu qu’on commence à découvrir des planètes rocheuses autours d’autres étoiles, ceci devient une question très pertinente.

Économie : retour plus élevé d’actions en bourse (« equity premium puzzle »)

Dans les États-Unis, et aussi ailleurs, on a comparé le retour d’investir un montant en bourse avec l’achats d’obligations. Sur cent ans, le retour de la bourse est beaucoup plus élevé.

La difficulté est d’expliquer pourquoi, et pourquoi il y a une si forte différence. Un nombre de théories ont été formulés qui expliquent partiellement la différence. Par exemple, une partie de cette différence s’explique par le plus grand risque couru en bourse, et donc que celui-ci doit être rémunéré. Mais ce n’est pas tout, car sinon d’autres théories en macro-économie et économie financière seront incorrect. Un puzzle à résoudre donc.

Chimie : est-ce qu’il y a un élément le plus grand ?

Dans le tableau périodique des éléments, créé par Mendeljev, les éléments chimiques sont triés par numéro atomique. Mais est-ce qu’il y a un élément plus grand. Selon une interprétation proposée par Feynman, il n’y aurais pas d’éléments au-delà du numéro atomique 137 car certains des électrons devraient bouger avec une vitesse supérieure à la vitesse de la lumière, ce qui est impossible. Tentativement, on a nommé cet élément 137 (qu’on n’a pas encore observé) Feynmanium.

Il n’y a pas d’urgence car on n’arrive qu’à synthétiser l’élément Oganesson (118), mais est-ce que cette interprétation est correcte, et sinon, est-ce qu’il y a une autre limite ?