Sept découvertes scientifiques à venir pour changer le monde

Publié par Jerome le octobre 24, 2018 | Maj le octobre 24, 2018

Faire des prédictions, c’est toujours s’aventurer dans le monde de l’inconnu. À l’aide de la fiction, certains écrivains, comme Jules Verne, ont fait leurs prédictions sur ce qui se trouvait, par exemple, à l’intérieur de la Terre ; des cinéastes se sont également aventurés dans des films montrant des voitures volantes, des voyages interstellaires et des téléportations à travers des capsules à boutons et lumières multiples. Sur le plan de la réalité, et avec des théories plus ou moins controversées et scientifiques, il y a des “gourous” qui signent leurs propres “quinielas” en donnant une date où l’intelligence artificielle dépassera la conscience humaine ou quand nous n’aurons plus besoin de feux de circulation car les voitures autonomes nous conduiront n’importe où, sans avoir besoin d’un conducteur. Laissant de côté les pythonisas et les magiciens, beaucoup ont été les voix qui, utilisant le chevalet du présent, ont peint ce qu’ils pensent que l’avenir sera. Cependant, bien que la pratique de la prévision soit si répandue, rares sont ceux qui ont raison le moment venu.

Les Weinersmiths, le tandem formé par le mariage des scientifiques Kelly (professeur assistant au département des biosciences de l’Université de Houston) et Zach (il a étudié la physique à l’Université de San Jose, bien qu’il soit un artiste comique), en sont tous conscients. Son dernier livre, “Un onzesor al espacio” (publié en Espagne par Blackie Books et élu meilleur livre scientifique de l’année aux Etats-Unis) entre également dans le monde du futur avec dix prédictions – sur une base scientifique – de ce que sera la technologie de demain. Dans ce livre, ils expliquent avec une belle ironie et un humour parfois même vulgaire, mais très drôle, la trajectoire des nouvelles technologies. Et non seulement en quoi ils consistent et comment ils s’intègrent dans la société humaine, mais aussi comment ils pourraient créer un monde merveilleux ou le faire exploser en mille morceaux.

Astronomie, physique, ingénierie, biologie synthétique, bio-impression, médecine de précision, relation cerveau-ordinateur… le couple s’engage dans des prédictions qui avertissent qu'”ils sont très susceptibles d’être, et aussi erronés, stupides”, bien qu’ils les jugent nécessaires pour comprendre où va le progrès actuel. “Nous voulons que vous compreniez non seulement ce qu’est une technologie particulière, mais aussi pourquoi l’avenir résiste si obstinément à nos suppositions “, concluent les Weinersmiths.

Un ascenseur dans l’espace

L’homme a toujours regardé le ciel avec l’intention de connaître ses secrets. Nous avons déjà réussi à le visiter et même à y rester (grâce à la Station spatiale internationale), mais quand pourra-t-on partir en vacances sur Mars ? Avant de rêver de voyages récréatifs dans l’espace, il reste à concevoir un moyen peu coûteux d’y accéder, car le coût est le principal problème. “Si en 2017, le paradigme des voyages spatiaux est si éloigné des espoirs suscités en 1969 n’est pas dû à un manque de capacités technologiques ou scientifiques : le problème est que le coût pour atteindre l’espace est encore exorbitant “, explique le couple de scientifiques.

Qu’ont pensé les ingénieurs pour sauver ce récif ? Les propositions sont variées : fusées réutilisables (déjà testées par Elon Musk), lanceurs et avions spatiaux, “supermegacañones ultraernomes” lancés depuis le sol par des navires, allumage par canon laser…. Cependant, l’approche qui séduit le plus les Weinesrsmith est l’incroyable (mais possible) ascenseur spatial.

“Bien que cela puisse paraître bizarre, c’est une idée très étudiée, peut-être parce que ce serait la solution définitive à nos besoins en matière de transport spatial”, expliquent-ils. Il serait composé d’un contrepoids en orbite géostationnaire (qui pourrait être formé par un astéroïde ou par des débris spatiaux), d’un grand câble (le principal défi à relever, car aucun matériau de la plus haute résistance qu’il devrait avoir pour ce type d’infrastructure n’a été créé) et d’une station de base.

De nombreux pièges technologiques et scientifiques demeurent pour que l’ascenseur spatial et les voyages bon marché au-delà de la Terre deviennent une réalité, mais comme le soulignent les Weinersmiths, en ce moment même, comme vous le lisez ces lignes, les bases d’un voyage spatial bon marché sont en train d’être posées.

Par profession : mineur de l’espace

“Certains astéroïdes sont entièrement en métal, comme l’acier inoxydable naturel, le nickel, le fer… Le plus petit de tous ceux que nous avons identifiés en orbite mesure deux kilomètres de diamètre (…) et la quantité de métaux qu’on y trouve dépasse de plus de 30 fois tout le métal que l’homme a trouvé jusqu’ici. Et ce n’est qu’un astéroïde parmi des milliers.” Ce sont les mots de Daniel Faber, ingénieur aérospatial, responsable de Deep Space Infustries et qui a apporté le haut débit en Antarctique.

Cependant, malgré ce qu’il peut sembler, il ne serait pas rentable d’enlever ces matériaux et de les apporter sur Terre pour les utiliser ici. Mais ils sont parfaits pour l’établissement de colonies – c’est-à-dire la vie humaine à l’extérieur de la Terre – parce que leurs composés offrent “de l’oxygène pour respirer, du sol pour faire pousser des plantes, des métaux pour construire et de l’eau pour les guerres avec des ballons d’eau”, expliquent les Weinersmiths. “Le pari le plus sûr pour les humains est d’utiliser les ressources qu’ils trouvent dans les astéroïdes pour commencer à coloniser l’espace ; à partir de là, le rythme auquel nous exploitons notre système solaire s’accélérerait considérablement “, concluent-ils.

La fusion nucléaire, l’énergie du futur

Propre, formée d’éléments que l’on trouve facilement sur Terre et sans risque de provoquer des accidents catastrophiques, l’énergie de fusion – à ne pas confondre avec celle de la fission, qui est produite dans les centrales nucléaires – est obtenue par la fusion de deux atomes, très courte à écrire mais très complexe à obtenir. Les atomes les plus recommandés pour cette tâche sont les atomes d’hydrogène, car ce sont les plus lourds. Le problème, c’est qu'”il faut les mettre très, très, très, très, très, très, très ensemble” pour provoquer la réaction qui déclenche cette énorme énergie, mais les protons dont l’hydrogène est fait sont naturellement repoussés.

Le mariage des scientifiques l’explique par cet exemple particulier : “Faire fusionner les protons – les particules chargées qui forment l’hydrogène – c’est comme faire fusionner ces deux amis étranges. Si nous les rapprochons suffisamment, ils trouveront qu’ils accepteront de considérer la deuxième édition de Advanced Dungeons and Dragons comme la meilleure. Ils tomberont tellement amoureux qu’ils ne seront plus jamais séparés. Mais tant qu’on ne les aura pas côte à côte, ils ne croiseront même pas les yeux.

Le problème vient du fait que les scientifiques n’ont pas encore réussi à maintenir cette réaction qui est capturée dans l’eau, la chauffe et produit une énergie propre à très faible coût (c’est la théorie). Actuellement, plusieurs expériences sont en cours (à la National Ignition Facility -NIF-, au International Thermonuclear Experimental Reactor -ITER- et d’autres similaires), mais il n’a pas encore été possible de trouver une méthode sûre et efficace qui sera l’entrée dans les énergies du futur.

Le sujet programmable ou de quoi sont faits les “Transformateurs”.

Ne serait-ce pas génial si un vélo pouvait devenir une chaise que nous utilisons quand nous en avons assez de pédaler ? Car si un tel “engin” existait, il serait composé de “matériau programmable”. Bien que cela ressemble à de la science-fiction, c’est en fait quelque chose que vous utilisez tous les jours en ce moment : votre ordinateur, votre appareil mobile ou votre appareil électronique intelligent a différentes fonctions, allant de vous indiquer l’heure à vous proposer des billets de cinéma, c’est pourquoi ce type d’équipement est si utilisé partout dans le monde.

“Nous vivons dans un monde informatique, où les logiciels sont reprogrammables (…) La matière programmable signifie faire la même chose avec le matériel -matériel physique- (…) Si vous voulez un téléphone mobile plus moderne, vous devez aller acheter un objet physique. On peut imaginer qu’à l’avenir l’objet que nous avons déjà pourra se reconfigurer pour devenir le nouveau modèle. C’est ce que nous visons”, s’enthousiasme Erik Demaine, un scientifique du MIT. Actuellement, des expériences sont en cours comme l’origami robotique, qui plie le papier pour créer des formes à partir de commandes informatiques ; les maisons reconfigurables, qui s’adaptent aux besoins du lieu et de ses habitants ; ou les robots modulaires qui peuvent surmonter les fossés après avoir détecté le risque de chute.

Mais il y a deux problèmes à cet égard : que, pour l’instant, le logiciel se limite à des structures statiques ou à la mécanique robotique – et non à des matériaux transformables en fonction des différentes énergies activées – et que les gens veulent les acheter, parce que “nous aimons que nos objets de salle de bains soient “statiques”, disent les Weinersmiths.

Biologie moléculaire : les reins chez le porc

Depuis au moins 10 000 ans, les hommes ” jouent ” avec la biologie ” : on transforme les loups en une infinité de races de chiens domestiques ou en une seule plante, la brassica oleracea, on prend des choux de Bruxelles, choux-fleurs, brocolis, choux… Avec le progrès, de nouvelles façons de modifier l’ADN d’une manière beaucoup plus rapide (et biaisée) que ne le ferait la nature ont vu le jour. “Nous nous aventurons au-delà des limites de la biologie naturelle pour entrer dans la discipline connue sous le nom de biologie synthétique “, explique le couple de scientifiques.

Grâce à cette nouvelle discipline, notre espèce a réussi à combattre des maladies telles que le paludisme, les moustiques génétiquement modifiants, à diagnostiquer et traiter des maladies grâce à des bactéries modifiées pour briller près des tumeurs, à créer des carburants végétaux beaucoup plus propres, et même à “fabriquer” des ciseaux capables de couper l’ADN et “coller” de nouvelles molécules à un organisme vivant. La biologie synthétique a tellement progressé qu’elle peut transplanter des organes dans différentes espèces et transformer d’autres êtres vivants en “incubateurs” d’organes. “La prochaine fois que vous verrez un cochon, essayez de le voir comme un entrepreneur rénal en 3D au lieu d’une assiette de bacon “, préviennent-ils.

Bien sûr, “jouer à Dieu” comporte un certain nombre de dangers, comme la réactivation de maladies déjà éradiquées par ces méthodes – pour lesquelles les humains n’ont probablement plus d’anticorps – ou la création de nouvelles bactéries qui affectent non seulement les humains, mais toute la vie existante. Pourtant, la biologie synthétique a un côté très attractif, puisque son objectif “n’est pas de changer la vie telle que nous la connaissons, mais de créer la vie telle que nous voulons l’imaginer”.

Bioimpression et “tranches” de cellules

L’impression d’orgue en 3D est une technologie dont on parle depuis longtemps. Mais jusqu’où en sommes-nous et jusqu’où pouvons-nous aller ? il existe de nombreuses méthodes de bioimpression 3D. Les deux plus courantes sont l’extrusion et le laser “, soulignent les Weinersmiths.

Le principal problème de cette technique est que nous n’avons pu imprimer que des “tranches” de cellules d’un millimètre d’épaisseur (“qui peuvent faire des choses incroyables”, disent les scientifiques, comme tester des médicaments sur des tissus humains sans mettre en danger la santé humaine), alors notre prochaine étape avant d’obtenir des organes complexes complets – et il existe plusieurs types – consiste à imprimer des vaisseaux sanguins.

A cet égard, les premières impressions de ces tubes sont déjà en cours de réalisation, qui agissent comme s’ils étaient à l’intérieur d’un corps humain et ont même développé des capillaires (par eux-mêmes). C’est pourquoi le couple croit que cette étape est importante “face à un avenir meilleur où nos enfants pourront emballer douze bières par nuit et n’auront qu’à s’inquiéter des dommages qu’ils causeront à leurs amis et à leur famille”, disent-ils d’un ton plaisantin. À part les blagues, dans un pays comme les États-Unis, où une personne meurt en attendant un organe toutes les demi-heures, cette technologie pourrait signifier un avant et un après en santé.

Apprendre le kung-fu comme dans “Matrix” ?

Depuis la sortie de la trilogie “Matrix”, tout enfant d’un voisin (qui a vu les films, bien sûr) fantasme d’apprendre à piloter un avion ou à être ceinture noire de kung-fu de la même manière que notre ordinateur gagne en fonctionnalité chaque fois que nous téléchargeons un programme. Et c’est déjà possible, mais pas avec les méthodes que les sœurs Wachowski nous ont enseignées, mais en ouvrant un livre et en étudiant. L’apprentissage enregistre physiquement les connaissances dans le cerveau, ouvrant la question : peut-on “programmer” le cerveau comme un ordinateur ?

La principale pierre d’achoppement est que nous ne savons toujours pas comment fonctionne le cerveau. Qu’il s’agisse de placer un casque avec des électrodes sur le crâne ou de planter une sorte d'”aiguille” à l’intérieur de l’organe, les scientifiques proposent des moyens de cartographier ce qui passe par “le kilo de masse molle que nous avons entre les oreilles”.

Mais il existe déjà des expériences qui l’affectent, comme le stimulateur de célébrité : des électrodes qui donnent des chocs et ont réussi à améliorer les crises fréquentes d’épilepsie ou qui ont démontré leur efficacité chez les patients souffrant de dépressions suicidaires. Certaines études soulèvent déjà la possibilité d’améliorer la santé du cerveau, d’augmenter les capacités cognitives ou de “prévenir” quand le cerveau est mieux préparé à assimiler de nouvelles connaissances.

Dans le domaine de la connexion cerveau-ordinateur, les auteurs mettent en garde : “De toutes les technologies de ce livre, une interface perfectionnée de ce type serait probablement celle qui aurait les effets les plus imprévisibles”, et que la connexion à un cerveau finirait par “se modifier mutuellement, cesser d’être humain comme nous l’avons été jusqu’ici. Ce serait une fin et un début.” Et l’avenir apportera la réponse et donnera ou enlèvera la raison des Weinersmith.

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