7 Questions simples sans réponses
Mystères mondains
Demandez à une physicienne le rayon du trou noir au centre de la galaxie et elle vous en dira plus que vous ne vouliez savoir. Demandez-lui comment fonctionne un vélo et elle haussera les épaules. Vous serez peut-être surpris d’apprendre que les scientifiques manquent d’explications pour certaines des questions les plus simples que vous pourriez penser à poser. Lisez la suite pour avoir un avant-goût des nombreuses questions apparemment banales auxquelles aucune connaissance ne peut répondre.
Pourquoi les chats ronronnent-ils ?
Des chats domestiques aux guépards, la plupart des espèces de félidés produisent une vocalisation « ressemblant à un ronronnement », selon Leslie Lyons, professeur de médecine vétérinaire à l’Université de Californie à Davis. Les chats domestiques ronronnent dans de nombreuses situations : lorsqu’ils allaitent leurs chatons, lorsqu’ils sont caressés par des humains et même lorsqu’ils sont stressés. Oui, vous avez bien lu : Les chats ronronnent aussi bien lorsqu’ils sont heureux que lorsqu’ils sont malheureux. Pour cette raison, la détermination de la fonction du ronronnement est un combat difficile pour les scientifiques.
Une possibilité est qu’il favorise la croissance osseuse, a expliqué Lyons dans Scientific American. Le ronronnement contient des fréquences sonores comprises entre 25 et 150 Hertz, et il a été démontré que les sons de cette gamme améliorent la densité osseuse et favorisent la guérison. Comme les chats conservent leur énergie en dormant pendant de longues périodes, le ronronnement pourrait être un mécanisme à faible consommation d’énergie permettant de maintenir les muscles et les os en bonne santé sans les utiliser. Toutefois, cette théorie provisoire n’explique pas pourquoi les chats ronronnent dans les situations où ils le font. « Je suis à peu près sûr que celui-ci restera un mystère ne peut toujours pas obtenir les chats à parler à ce sujet, peu importe comment dur j’essaie », Lyons a déclaré à Life’s Little Mysteries.
Comment fonctionnent les bicyclettes?
Nous les chevauchons depuis environ un siècle, tout en pensant que quelqu’un, quelque part, avait une idée de comment, exactement, ils fonctionnaient. Mais il s’avère que personne ne l’a fait. Et ce n’est toujours pas le cas.
Les bicyclettes peuvent rester droites toutes seules, tant qu’elles avancent ; c’est parce que chaque fois qu’une bicyclette en mouvement commence à pencher, son axe de direction (la perche attachée au guidon) tourne dans l’autre sens, faisant basculer la bicyclette à nouveau à la verticale. On a longtemps cru que cet effet réparateur résultait d’une loi de la physique appelée la conservation du moment angulaire : Lorsque le vélo vacille, l’axe perpendiculaire à la direction de rotation de ses roues menace de changer, et le vélo s’autocorrige afin de « conserver » la direction de cet axe. En d’autres termes, le vélo est un gyroscope. En outre, on pensait que l' »effet de traînée » contribuait à la stabilité des vélos : Comme l’axe de direction touche le sol légèrement devant le point de contact au sol de la roue avant, celle-ci est obligée de suivre la direction du guidon.
Mais récemment, un groupe d’ingénieurs dirigé par Andy Ruina de l’Université Cornell a bouleversé cette théorie de la locomotion à vélo. Leur enquête, détaillée dans un article paru en 2011 dans la revue Science, a montré que ni les effets gyroscopiques ni les effets de traînée n’étaient nécessaires pour qu’un vélo fonctionne. Pour le prouver, les ingénieurs ont construit un vélo sur mesure qui ne pouvait tirer parti d’aucun de ces effets. Le vélo a été conçu de manière à ce que chacune de ses roues fasse tourner une deuxième roue située au-dessus d’elle dans le sens opposé. De cette façon, la rotation des roues s’annule et le moment angulaire total du vélo est nul, ce qui efface l’influence des effets gyroscopiques sur la stabilité du vélo. Le point de contact au sol de la moto personnalisée était également positionné devant son axe de direction, détruisant l’effet de traînée. Et pourtant, le vélo a fonctionné.
Les ingénieurs savent pourquoi : ils ont ajouté des masses au vélo à des endroits choisis pour permettre à la gravité de provoquer l’autoguidage du vélo. Mais le travail a montré qu’il y a de nombreux effets qui entrent dans la stabilité des vélos – y compris les effets gyroscopiques et de traînée dans le cas des vélos qui en ont – qui interagissent de manière extrêmement complexe.
« Les interactions complexes n’ont pas été travaillées. Je soupçonne que nous n’arriverons jamais à les maîtriser, mais je n’en suis pas sûr », a déclaré Ruina aux Petits Mystères de la Vie.
Pourquoi la foudre se produit-elle ?
Nous savons pourquoi la foudre frappe : Elle se produit parce que des charges électriques positives s’accumulent près du sommet des nuages d’orage et des charges négatives s’accumulent à la base. L’attraction électrique entre ces charges opposées, et entre les charges négatives et les charges positives qui s’accumulent sur le sol en dessous, finit par devenir suffisamment forte pour vaincre la résistance de l’air au flux électrique. Les charges tirent soudainement l’une vers l’autre et se connectent, complétant un circuit électrique et déclenchant un éclair de « foudre » alors que les charges filent le long du circuit qu’elles ont formé.
Mais pourquoi des charges opposées s’accumulent-elles dans différentes parties des nuages ?
C’est un sujet de grand débat théorique. Selon une théorie, lorsque les particules de glace au sein d’un nuage entrent en collision, elles ont tendance à se fracturer en particules plus petites à charge positive, et en particules plus grandes à charge négative. La gravité attire les plus grosses particules chargées négativement vers le bas et les courants ascendants soulèvent les plus petites particules chargées positivement vers le haut, ce qui crée un déséquilibre. Mais les valeurs mesurées des champs électriques dans les nuages d’orage ne semblent pas correspondre à celles que les scientifiques s’attendraient à voir résulter de ce processus. Selon une autre théorie, les électrons à haute énergie délivrés par les rayons cosmiques provenant de l’espace descendent à travers le nuage, arrachant au passage des électrons plus chargés négativement et les entraînant vers le bas du nuage, ce qui provoque le déséquilibre de charge. Quelle est la bonne explication ? Le jury des scientifiques spécialistes de la foudre n’a pas encore délibéré.
Pourquoi les mites sont-elles attirées par les lumières ?
« Regardez ! Ce papillon de nuit vient de voler directement dans cette ampoule et il est mort ! » ne dit jamais personne. Nous voyons cela se produire si souvent qu’il est plus susceptible d’invoquer des bâillements que des discussions. Mais, étonnamment, la raison des plongeons suicidaires de ces insectes reste un mystère total. Les meilleures suppositions de la science sur la raison pour laquelle ils le font ne sont même pas très bonnes.
Certains entomologistes pensent que les mites zooment vers les sources de lumière artificielle parce que les lumières dérèglent leur système de navigation interne. Dans un comportement appelé orientation transversale, certains insectes naviguent en volant à un angle constant par rapport à une source de lumière éloignée, comme la lune. Mais autour des lumières artificielles, comme un feu de camp ou la lumière de votre porche, l’angle par rapport à la source de lumière change lorsqu’un papillon de nuit passe. Jerry Powell, entomologiste à l’université de Californie à Berkeley, a déclaré que l’on pensait que les papillons de nuit « étaient éblouis par la lumière et étaient en quelque sorte attirés » : Premièrement, les feux de camp existent depuis environ 400 000 ans. La sélection naturelle n’aurait-elle pas tué les papillons de nuit dont l’instinct leur dit de devenir kamikaze chaque fois qu’ils se sentent aveuglés par la lumière ? Deuxièmement, les mites n’utilisent peut-être même pas la navigation transversale ; plus de la moitié des espèces ne migrent même pas.
Les théories alternatives sont également criblées de trous. Par exemple, l’une d’elles soutient que les papillons mâles sont attirés par la lumière infrarouge parce qu’elle contient quelques-unes des mêmes fréquences lumineuses émises par les phéromones des papillons femelles, ou hormones sexuelles, qui brillent très faiblement. En bref, les papillons mâles pourraient être attirés par les bougies en croyant à tort que les lumières sont celles des femelles qui envoient des signaux sexuels. Cependant, Powell souligne que les mites sont plus attirées par la lumière ultraviolette que par la lumière infrarouge, et que les UV ne ressemblent en rien aux phéromones lumineuses.
Morts de mites : pas aussi bailleuses que vous pourriez le penser.
Pourquoi y a-t-il des gauchers (et des droitiers) ?
Un dixième des personnes ont une meilleure dextérité motrice en utilisant leur membre gauche que leur membre droit. Personne ne sait pourquoi ces gauchers existent. Et personne ne sait non plus pourquoi les droitiers existent, d’ailleurs. Pourquoi les gens n’ont-ils qu’une seule main avec des capacités motrices de premier ordre, au lieu d’une double dose de dextérité ?
Une théorie soutient que la gaucherie résulte d’un câblage plus complexe du côté du cerveau impliqué dans la parole (qui nécessite également des capacités motrices fines). Comme le centre de la parole se trouve généralement dans l’hémisphère gauche du cerveau – le côté câblé vers le côté droit du corps – la main droite finit par être dominante chez la plupart des gens. Quant à savoir pourquoi le centre de la parole se retrouve habituellement (mais pas toujours) dans le côté gauche du cerveau, c’est une question qui reste ouverte.
La théorie selon laquelle le centre de la parole contrôle le caractère de la main reçoit un grand coup du fait que tous les droitiers ne contrôlent pas la parole dans l’hémisphère gauche, alors que seulement la moitié des gauchers le font. Alors, qu’est-ce qui explique que les gauchers aient leur centre de la parole dans l’hémisphère gauche de leur cerveau ? Tout cela laisse très perplexe.
Pourquoi le bâillement est-il contagieux ?
L’année dernière, des chercheurs autrichiens ont remporté un prix Ig Nobel pour leur découverte que les bâillements ne sont pas contagieux chez les tortues à pieds rouges.
Nous en savons tant sur les tortues, mais le bâillement humain ? C’est toujours une énigme. La vue des mâchoires béantes, des yeux plissés et de l’inspiration profonde d’une personne « détourne votre corps et vous incite à reproduire le comportement observé », écrit le psychologue Robert Provine de l’Université du Maryland, Baltimore County, dans son nouveau livre, « Curious Behavior » (Belknap Press, 2012). Mais pourquoi ?
Les données préliminaires du scanner cérébral indiquent que les régions du cerveau associées à la théorie de l’esprit (la capacité d’attribuer des états mentaux et des sentiments à soi-même et aux autres) et au traitement de soi s’activent lorsque les gens observent d’autres personnes qui bâillent. De nombreuses personnes autistes et schizophrènes ne présentent pas cette activité cérébrale, et elles ne « captent » pas les bâillements. Ces indices suggèrent que le bâillement contagieux reflète une capacité à faire preuve d’empathie et à former des liens émotionnels normaux avec les autres, a expliqué Provine.
Mais pourquoi nos liens sociaux les uns avec les autres devraient-ils circuler à travers le bâillement, par opposition au hoquet ou à l’émission de gaz ? Personne ne le sait avec certitude, et c’est parce que personne ne sait exactement pourquoi nous bâillons. Les embryons le font pour sculpter la charnière de leurs mâchoires. Les personnes complètement formées le font quand elles ont sommeil et s’ennuient. Mais comment le bâillement améliore-t-il ces plaintes ?
Qu’est-ce qui provoque l’électricité statique ?
Les chocs statiques sont aussi mystérieux que désagréables. Ce que nous savons, c’est ceci : Ils se produisent lorsqu’un excès de charge positive ou négative s’accumule à la surface de votre corps, se déchargeant lorsque vous touchez quelque chose et vous laissant neutralisé. Ils peuvent également se produire lorsque de l’électricité statique s’accumule sur un autre objet – une poignée de porte, par exemple – que vous touchez ensuite. Dans ce cas, vous êtes la voie de sortie de l’excès de charge.
Mais pourquoi cette accumulation ? Ce n’est pas clair. L’explication traditionnelle dit que lorsque deux objets se frottent l’un contre l’autre, la friction fait tomber les électrons des atomes de l’un des objets, et ceux-ci se déplacent ensuite sur le second, laissant le premier objet avec un excès d’atomes chargés positivement et donnant au second un excès d’électrons négatifs. Les deux objets (vos cheveux et un bonnet de laine, par exemple) seront alors chargés statiquement. Mais pourquoi les électrons passent-ils d’un objet à l’autre, au lieu de se déplacer dans les deux sens ?
Cela n’a jamais été expliqué de manière satisfaisante, et une étude menée par Bartosz Grzybowski, chercheur à l’université Northwestern, a trouvé des raisons de douter de toute cette histoire. Comme l’expliquait l’année dernière la revue Science, Grzybowski a découvert que des plaques de charge positive et négative excessive existent sur des objets chargés statiquement. Il a également constaté que des molécules entières, et pas seulement des électrons, semblent migrer entre les objets lorsqu’ils sont frottés l’un contre l’autre. Ce qui génère cette mosaïque de charges et cette migration de matière reste à déterminer, mais clairement, l’explication de la statique est en train de changer.
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