Les objets les plus symétriques du monde

Si vous avez déjà essayé de vous couper les cheveux, vous savez à quel point il est difficile d'obtenir une symétrie parfaite. Nous apprécions tellement la symétrie en partie parce qu'elle est difficile à réaliser.

Nous attirons votre attention sur les cinq objets les plus symétriques jamais créés par l'homme, et une explication des raisons pour lesquelles ils sont si difficiles à créer.

Rotor gyroscopique à quartz pour sonde de gravité B

En 2004, la mission spatiale américaine Gravity Probe B (GP-B) a été lancée dans l'espace sur une fusée Delta II. Elle a dû tester la théorie générale de la relativité. Sur un satellite en orbite terrestre, il y avait entre autres un ensemble de gyroscopes capables de mesurer deux phénomènes prédits par la relativité générale: la courbure de l'espace-temps ( précession géodésique ) et la courbure de l'espace-temps par de grands objets ( entraînement de systèmes de référence inertiels ). Pour mesurer ces phénomènes, les gyroscopes devaient être incroyablement précis. Une erreur supérieure au cent milliardième de degré par heure ruinerait l'expérience. La précision des gyroscopes standard utilisés dans les sous-marins et les avions militaires est 10 millions de fois pire.



Pour construire de tels gyroscopes précis, il était nécessaire de créer des rotors parfaitement symétriques, des éléments tournant rapidement, permettant aux gyroscopes de maintenir une position dans l'espace. Ils auraient dû être parfaitement équilibrés et homogènes. L'équipe GP-B a fabriqué ces petites sphères à partir de blocs de quartz pur cultivés au Brésil et cuits en Allemagne. La surface de chaque gyroscope est presque parfaitement sphérique et ne diffère de la sphère que d'un dix millionième de centimètre.

Selon le Guinness Book of Records, ce sont les objets les plus circulaires jamais créés. L'équipe de Stanford qui y travaille affirme que seules les étoiles à neutrons sont plus sphériques.

Kilogramme de silicium du projet Avogadro

Le seul véritable concurrent du GP-B dans le domaine des sphères idéales est le ballon, qui va bientôt commencer à déterminer le kilogramme. Cette zone est le résultat du projet Avogadro, dans lequel seul le coût des matières premières dépassait le million de dollars. L'objectif est de dépasser et de remplacer le prototype du kilogramme international (IPK). Un kilogramme est la dernière unité de mesure du système international d'unités (métrique), toujours définie par un objet physique - un cylindre fait d'un alliage de platine et d'iridium - et non par des principes physiques. Ce cylindre est situé sous trois bouchons de verre fermés dans un stockage à température contrôlée, situé près de Paris.



Le problème est que l'IPK actuel a perdu un peu de poids, comparé à 40 cylindres similaires stockés dans d'autres pays - et c'est un sérieux inconvénient d'un objet conçu pour déterminer la masse. Le projet Avogadro a créé deux petites sphères de forme presque parfaite, entièrement constituées de silicium-28, qui devraient presque toujours durer un kilogramme. Le silicium-28, utilisé dans les sphères, était auparavant nettoyé dans des centrifugeuses russes , qui avaient fabriqué des armes nucléaires. Du silicium raffiné a été envoyé en Allemagne et des cristaux en ont été produits.

La sphère finale ne diffère pas de la sphère idéale de plus de 25 nm, et très probablement elle va bientôt déplacer la sphère avec GP-B en premier lieu. "Si nos sphères étaient de la taille de la Terre, alors les irrégularités y seraient de 12 à 15 mm, et elles ne différeraient de la sphère que de 3 à 5 m", a déclaré Achim Leistner, spécialiste en optique en chef de l'Australian State Association. recherche scientifique et appliquée.

Les sphères sont prêtes, et maintenant des chercheurs de différents pays vont essayer de calculer le nombre exact d'atomes qu'ils contiennent afin de trouver un accord universel sur la masse d'un kilogramme.

Groupe Lee E8

Sans s'encombrer des propriétés gênantes du monde physique, les mathématiciens peuvent imaginer des structures symétriques irréalistes. Par exemple, le groupe de Lie E8 est un ensemble de 248 différentes formes de symétrie applicables à un objet théorique à 57 dimensions. La structure a été inventée à la fin du XIXe siècle, mais ce n'est que récemment que des chercheurs britanniques et allemands ont annoncé la création d'un système physique représentant E8 dans le monde réel.


Broderie d'image d'ordinateur

Pour voir les symétries E8, les chercheurs ont refroidi un cristal de cobalt et de niobium à des températures proches du zéro absolu. Ensuite, ils ont placé le cristal dans un champ magnétique, et avec une augmentation de sa force, les spins d'électrons à l'intérieur du cristal ont commencé à s'aligner selon la structure E8. L'observation de cette symétrie ne parle pas seulement de la possibilité de créer des systèmes très symétriques - elle indique également que des symétries cachées existent dans le monde quantique qui déterminent l'auto-organisation des électrons.

Taj Mahal

La plupart des gens ne croiseront jamais une sphère GP-B ou un kilogramme de silicium-28. Mais ils pourront voir une structure étonnamment symétrique en visitant l'Inde. Le Taj Mahal a été construit par Padishah Shah Jahan comme un mausolée en mémoire de son épouse Mumtaz Mahal, décédée lors de la naissance du 14e enfant. Jahan voulait que le bâtiment représente une relation harmonieuse et a demandé à l'architecte de représenter quelque chose de symétrique bilatéral. Le résultat est un bâtiment dans lequel les détails symétriques se retrouvent des gros plans aux éléments décoratifs.



Le Taj Mahal est souvent appelé un exemple clé de symétrie dans les bâtiments, mais il est difficile de déterminer lequel des bâtiments jamais construits était parfaitement symétrique, car de nombreux architectes ont utilisé la symétrie dans leurs conceptions. Pendant de nombreuses années, les mathématiques et l'architecture ont été une discipline, et les architectes ont apprécié les bâtiments qui ressemblaient à leur reflet.

Tunnels d'oreille en obsidienne

Créer quelque chose d'homme et en même temps très symétrique est difficile même avec le développement actuel de la technologie. Par conséquent, la découverte de ces bijoux d'oreille étonnamment symétriques, attribuée à des centaines d'années, a tellement excité les théoriciens du complot qui affirment qu'en principe, ils ne pourraient pas être fabriqués sans outils modernes. Les archéologues ne sont pas d'accord avec cela. Ces plugs sont vraiment fabriqués de manière étonnamment habile, mais ils n'ont pas été fabriqués par des extraterrestres ou des jokers sur des machines modernes, mais par des Aztèques particulièrement qualifiés. Les archéologues, les déchirures et les ateliers où ils ont été fabriqués, disent que beaucoup d'entre eux ont été fabriqués à l'aide de pierre, de céramique et d'outils en bois.



"Il est étonnant non seulement qu'ils aient été créés avec une telle habileté et précision, mais aussi qu'ils aient survécu à ce jour sans être écrasés", a déclaré John Millhauser, un anthropologue de la North Carolina State University qui a trouvé similaire tunnels dans la ville de Xaltokan , au nord de Mexico. Donc, même s'ils ont l'air surnaturels, ils ne servent vraiment que d'exemple de savoir-faire incroyable.