Un scientifique découvre les rayons X

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Le 8 novembre 1895, le physicien Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) devient la première personne à observer les rayons X, une avancée scientifique significative qui profiterait finalement à une variété de domaines, principalement la médecine, en rendant l'invisible visible.

La découverte de Röntgen s'est produite accidentellement dans son laboratoire de Würzburg, en Allemagne, où il testait si les rayons cathodiques pouvaient traverser le verre lorsqu'il a remarqué une lueur provenant d'un écran à revêtement chimique voisin. Il a surnommé les rayons qui ont causé cette lueur rayons X en raison de leur nature inconnue.

Les rayons X sont des ondes d'énergie électromagnétique qui agissent de la même manière que les rayons lumineux, mais à des longueurs d'onde environ 1 000 fois plus courtes que celles de la lumière. Röntgen s'est retranché dans son laboratoire et a mené une série d'expériences pour mieux comprendre sa découverte. Il a appris que les rayons X pénètrent la chair humaine mais pas les substances à plus haute densité telles que les os ou le plomb et qu'ils peuvent être photographiés.

La découverte de Röntgen a été qualifiée de miracle médical et les rayons X sont rapidement devenus un outil de diagnostic important en médecine, permettant aux médecins de voir à l'intérieur du corps humain pour la première fois sans chirurgie. En 1897, les rayons X ont été utilisés pour la première fois sur un champ de bataille militaire, pendant la guerre des Balkans, pour trouver des balles et des os cassés à l'intérieur des patients.

Les scientifiques ont rapidement compris les avantages des rayons X, mais plus lents à comprendre les effets nocifs des rayonnements. Au départ, on croyait que les rayons X traversaient la chair de manière aussi inoffensive que la lumière. Cependant, quelques années plus tard, les chercheurs ont commencé à signaler des cas de brûlures et de lésions cutanées après exposition aux rayons X, et en 1904, l'assistant de Thomas Edison, Clarence Dally, qui avait beaucoup travaillé avec les rayons X, est décédé d'un cancer de la peau. La mort de Dally a poussé certains scientifiques à commencer à prendre les risques des radiations plus au sérieux, mais ils n'étaient toujours pas entièrement compris.

Au cours des années 30, 40 et 50, en fait, de nombreux magasins de chaussures américains proposaient des fluoroscopes adaptés aux chaussures qui utilisaient des rayons X pour permettre aux clients de voir les os de leurs pieds ; ce n'est que dans les années 1950 que cette pratique a été considérée comme une entreprise risquée.

Wilhelm Röntgen a reçu de nombreuses distinctions pour son travail, dont le premier prix Nobel de physique en 1901, mais il est resté modeste et n'a jamais essayé de breveter sa découverte. Aujourd'hui, la technologie des rayons X est largement utilisée en médecine, dans l'analyse des matériaux et dans des appareils tels que les scanners de sécurité des aéroports.


Un scientifique découvre les rayons X - HISTOIRE

LE CHOIX D'ARIE CURIE d'un sujet de thèse a été influencée par deux découvertes récentes d'autres scientifiques. En décembre 1895, environ six mois après le mariage des Curie, le physicien allemand Wilhelm Roentgen a découvert une sorte de rayon qui pouvait traverser du bois massif ou de la chair et produire des photographies d'os de personnes vivantes. Roentgen a surnommé ces rayons X mystérieux, X signifiant inconnu. En reconnaissance de sa découverte, Roentgen est devenu en 1901 le premier lauréat du prix Nobel de physique.

Au début de 1896, quelques mois seulement après la découverte de Roentgen, le physicien français Henri Becquerel rapporta à l'Académie française des sciences que les composés d'uranium, même s'ils étaient conservés dans l'obscurité, émettaient des rayons qui brouilleraient une plaque photographique. Il était tombé sur cette découverte par hasard. Malgré la découverte intrigante de Becquerel, la communauté scientifique a continué à concentrer son attention sur les rayons X de Roentgen, négligeant les rayons de Becquerel beaucoup plus faibles ou les rayons d'uranium.

IL IGNORE LES RAYONS URANIUM fait appel à Marie Curie. Comme elle n'aurait pas une longue bibliographie des articles publiés à lire, elle pourrait commencer immédiatement un travail expérimental sur eux. Le directeur de l'École municipale de physique et de chimie industrielles de Paris, où Pierre était professeur de physique, lui a permis d'y utiliser comme laboratoire un cellier bondé et humide.


Au lieu de faire agir ces corps sur des plaques photographiques, j'ai préféré déterminer l'intensité de leur rayonnement en mesurant la conductivité de l'air exposé à l'action des rayons.

Cet appareil de mesure électrique de précision, inventé par Pierre Curie et son frère Jacques, était essentiel pour le travail de Marie. (Photo ACJC)

L'HYPOTHÈSE SIMPLE D'ARIE s'avérerait révolutionnaire. Cela contribuerait à terme à un changement fondamental dans la compréhension scientifique. A l'époque les scientifiques considéraient l'atome - un mot signifiant indivis ou indivisible -- comme la particule la plus élémentaire. Un indice que cette idée ancienne était fausse est venu de la découverte de l'électron par d'autres scientifiques à la même époque. Mais personne n'a saisi la structure interne complexe ou l'immense énergie stockée dans les atomes. Marie et Pierre Curie eux-mêmes n'étaient pas convaincus que l'énergie radioactive provenait de l'intérieur des atomes - peut-être, par exemple, la Terre était-elle baignée de rayons cosmiques, dont certains atomes captaient et rayonnaient en quelque sorte l'énergie ? La véritable réussite de Marie a été de trancher les observations compliquées et obscures avec une analyse limpide de l'ensemble des conclusions qui, bien qu'inattendues, étaient logiquement possibles.

Marie a testé tous les éléments connus afin de déterminer si d'autres éléments ou minéraux rendraient l'air plus conducteur de l'électricité, ou si l'uranium seul pouvait le faire. Dans cette tâche, elle a été assistée par un certain nombre de chimistes qui ont fait don de divers échantillons de minéraux, dont certains contenant des éléments très rares. En avril 1898, ses recherches révèlent que les composés du thorium, comme ceux de l'uranium, émettent des rayons Becquerel. Encore une fois, l'émission semblait être une propriété atomique. Pour décrire le comportement de l'uranium et du thorium, elle a inventé le mot « radioactivité » - basé sur le mot latin pour rayon.


Histoire : un scientifique allemand découvre les rayons X en 1895

En ce jour de 1895, le physicien Wilhelm Conrad Rontgen (1845-1923) devient la première personne à observer les rayons X, une avancée scientifique importante qui bénéficierait finalement à une variété de domaines, principalement la médecine, en rendant l'invisible visible. La découverte de Rontgen s'est produite accidentellement dans son laboratoire de Würzburg, en Allemagne, où il testait si les rayons cathodiques pouvaient traverser le verre lorsqu'il a remarqué une lueur provenant d'un écran à revêtement chimique situé à proximité. Il a surnommé les rayons qui ont causé cette lueur rayons X en raison de leur nature inconnue.

La découverte de Rontgen a été qualifiée de miracle médical et les rayons X sont rapidement devenus un outil de diagnostic important en médecine, permettant aux médecins de voir à l'intérieur du corps humain pour la première fois sans chirurgie. En 1897, les rayons X ont été utilisés pour la première fois sur un champ de bataille militaire, pendant la guerre des Balkans, pour trouver des balles et des os cassés à l'intérieur des patients.


Bienvenue dans le monde de l'astronomie à rayons X

Les rayons X ont été observés et documentés pour la première fois en 1895 par Wilhelm Conrad Röntgen, un scientifique allemand qui les a trouvés tout à fait par accident lors d'expérimentations avec des tubes à vide. Une semaine plus tard, il a pris une radiographie de la main de sa femme qui a clairement révélé son alliance et ses os. La photographie a électrisé le grand public et suscité un grand intérêt scientifique pour la nouvelle forme de rayonnement. Röntgen l'a appelé "X" pour indiquer qu'il s'agissait d'un type de rayonnement inconnu. Le nom est resté, bien que (malgré les objections de Röntgen), nombre de ses collègues aient suggéré de les appeler rayons Röntgen. Ils sont encore parfois appelés rayons Röntgen dans les pays germanophones.

En juin 1990, les États-Unis ont lancé un nouveau satellite de fabrication allemande pour enregistrer les rayons X du ciel. Ce joint États-Unis/Allemagne/Royaume-Uni. programme a été nommé Röntgen Satellite en son honneur (bien qu'il soit presque toujours appelé ROSAT).

Comment les astronomes observent les rayons X émis par les sources cosmiques

Bien que les rayons X les plus énergétiques (E > 30 keV) puissent pénétrer dans l'air sur des distances d'au moins quelques mètres (sinon, Röntgen ne les aurait jamais observés, et les appareils médicaux à rayons X ne fonctionneraient pas), l'atmosphère terrestre est suffisamment épais pour que pratiquement aucun ne puisse pénétrer de l'espace extra-atmosphérique jusqu'à la surface de la Terre. Les rayons X dans la gamme 0,5 - 5 keV, où la plupart des sources célestes dégagent la majeure partie de leur énergie, peuvent être arrêtés par quelques feuilles de papier 90 % des photons dans un faisceau de 3 keV Les rayons X sont absorbés en voyageant à travers seulement 10 cm d'air !

Pour observer les rayons X du ciel, les détecteurs de rayons X doivent voler au-dessus de la majeure partie de l'atmosphère terrestre. Il existe actuellement trois méthodes pour le faire :

Vols de fusées

Un détecteur est placé dans la partie conique de la fusée et lancé au-dessus de l'atmosphère. Cela a été fait pour la première fois à la gamme de missiles de White Sands au Nouveau-Mexique avec une fusée V2 en 1949. Les rayons X du Soleil ont été détectés par l'expérience de la Marine à bord. Une fusée Aerobee 150 lancée en juin 1962 a détecté les premiers rayons X d'autres sources célestes. Le paquet d'expérience contenu dans cette fusée est illustré à droite. Le plus gros inconvénient des vols de fusées est leur très courte durée (quelques minutes au-dessus de l'atmosphère avant que la fusée ne retombe sur Terre) et leur champ de vision limité. Une fusée lancée depuis les États-Unis ne pourra pas voir des sources dans le ciel de l'hémisphère sud une fusée lancée depuis l'Australie ne pourra pas voir des sources dans le ciel de l'hémisphère nord.

Des ballons

Les vols en montgolfière peuvent transporter des instruments à des altitudes de 35 kilomètres au-dessus du niveau de la mer, où ils sont au-dessus de la majeure partie de l'atmosphère terrestre. Contrairement à une fusée où les données sont collectées pendant quelques minutes, les ballons peuvent rester en l'air beaucoup plus longtemps. Cependant, même à de telles altitudes, une grande partie du spectre des rayons X est encore absorbée. Les rayons X avec des énergies inférieures à 35 keV ne peuvent même pas atteindre les ballons. Une expérience à bord d'un ballon s'appelait le spectromètre à rayons gamma et à rayons X durs à haute résolution (HIREGS). Il a été lancé en 1994 depuis l'Antarctique où des vents constants ont emporté le ballon sur un vol circumpolaire de près de deux mois ! Une photo du lancement de HIREGS est visible à droite. L'instrument se trouve à l'extrémité inférieure de l'attache du ballon.

Satellites

Un détecteur est placé sur un satellite qui est placé sur une orbite bien au-dessus de l'atmosphère terrestre. Contrairement aux ballons, les instruments des satellites sont capables d'observer toute la gamme du spectre des rayons X. Contrairement aux fusées, elles peuvent collecter des données aussi longtemps que les instruments continuent de fonctionner. Dans un cas, le satellite Vela 5B, le détecteur de rayons X est resté fonctionnel pendant plus de dix ans !

Les types d'objets dans l'univers que les astronomes en rayons X observent

Il existe différents types de sources astronomiques qui émettent un rayonnement électromagnétique dans le régime des rayons X. Ceux-ci inclus:


Histoire : un scientifique allemand découvre les rayons X en 1895

En ce jour de 1895, le physicien Wilhelm Conrad Rontgen (1845-1923) devient la première personne à observer les rayons X, une avancée scientifique importante qui bénéficierait finalement à une variété de domaines, principalement la médecine, en rendant l'invisible visible. La découverte de Rontgen s'est produite accidentellement dans son laboratoire de Würzburg, en Allemagne, où il testait si les rayons cathodiques pouvaient traverser le verre lorsqu'il a remarqué une lueur provenant d'un écran à revêtement chimique situé à proximité. Il a surnommé les rayons qui ont causé cette lueur rayons X en raison de leur nature inconnue.

La découverte de Rontgen a été qualifiée de miracle médical et les rayons X sont rapidement devenus un outil de diagnostic important en médecine, permettant aux médecins de voir à l'intérieur du corps humain pour la première fois sans chirurgie. En 1897, les rayons X ont été utilisés pour la première fois sur un champ de bataille militaire, pendant la guerre des Balkans, pour trouver des balles et des os cassés à l'intérieur des patients.


Ce mois-ci dans l'histoire de la physique

Peu de percées scientifiques ont eu un impact aussi immédiat que la découverte des rayons X par Wilhelm Conrad Roentgen, un événement capital qui a instantanément révolutionné les domaines de la physique et de la médecine. Les rayons X ont émergé du laboratoire et se sont généralisés en un bond étonnamment bref : moins d'un an après l'annonce de sa découverte par Roentgen, l'application des rayons X au diagnostic et à la thérapie était une partie établie de la profession médicale.

La carrière scientifique de Roentgen fut semée d'embûches. En tant qu'étudiant en Hollande, il a été expulsé de l'école technique d'Utrecht pour une farce commise par un autre étudiant. Son absence de diplôme l'a d'abord empêché d'obtenir un poste à l'Université de Würzburg, même après avoir obtenu son doctorat, bien qu'il ait finalement été accepté. Ses expériences à Würzburg se sont concentrées sur les phénomènes lumineux et autres émissions générées par la décharge de courant électrique dans ce qu'on appelle des "tubes de Crookes", des ampoules en verre avec des électrodes positives et négatives, évacuées de l'air, qui affichent une lueur fluorescente lorsqu'un courant haute tension les traverse. . Il s'intéressait particulièrement aux rayons cathodiques et à l'évaluation de leur portée en dehors des tubes chargés.

Le 8 novembre 1895, Roentgen remarqua que lorsqu'il protégeait le tube avec du carton noir épais, la lumière fluorescente verte faisait briller un écran de platine à neuf pieds de distance - trop loin pour réagir aux rayons cathodiques tels qu'il les comprenait. Il a déterminé que la fluorescence était causée par des rayons invisibles provenant du tube de Crookes qu'il utilisait pour étudier les rayons cathodiques (reconnus plus tard comme des électrons), qui ont pénétré le papier noir opaque enroulé autour du tube. D'autres expériences ont révélé que ce nouveau type de rayon était capable de traverser la plupart des substances, y compris les tissus mous du corps, mais laissait les os et les métaux visibles. L'une de ses premières plaques photographiques de ses expériences était un film de la main de sa femme Bertha, avec son alliance clairement visible.

Pour tester ses observations et enrichir ses données scientifiques, Roentgen s'est plongé dans sept semaines d'expériences méticuleusement planifiées et exécutées. Le 28 décembre, il a soumis sa première communication « provisoire », « Sur un nouveau type de rayons », dans les Actes de la Würzburg Physico-Medical Society. En janvier 1896, il fit sa première présentation publique devant la même société, à la suite de sa conférence avec une démonstration : il réalisa une plaque de la main d'un anatomiste traitant, qui proposa que la nouvelle découverte soit nommée " Rayons de Roentgen ".

La nouvelle se répandit rapidement dans le monde entier. Thomas Edison faisait partie de ceux désireux de perfectionner la découverte de Roentgen, en développant un fluoroscope portable, bien qu'il n'ait pas réussi à fabriquer une "lampe à rayons X" commerciale à usage domestique. L'appareil pour produire des rayons X fut bientôt largement disponible, et des studios s'ouvrirent pour prendre des « portraits d'os », alimentant davantage l'intérêt et l'imagination du public. Des poèmes sur les rayons X sont apparus dans des revues populaires, et l'utilisation métaphorique des rayons est apparue dans les caricatures politiques, les nouvelles et la publicité. Les détectives ont vanté l'utilisation d'appareils Roentgen pour suivre les conjoints infidèles, et des sous-vêtements en plomb ont été fabriqués pour déjouer les tentatives de regarder avec des "lunettes à rayons X".

Aussi frivoles que puissent paraître de telles réactions, la communauté médicale a rapidement reconnu l'importance de la découverte de Roentgen. En février 1896, les rayons X trouvaient leur première utilisation clinique aux États-Unis à Dartmouth, dans le Massachusetts, lorsqu'Edwin Brant Frost produisit une plaque d'une fracture de Colles d'un patient pour son frère, un médecin local. Bientôt, des tentatives ont été faites pour insérer des tiges métalliques ou injecter des substances radio-opaques pour donner des images claires des organes et des vaisseaux, avec des résultats mitigés. Les premières angiographies, radiographies animées et radiologie militaire ont été réalisées au début de 1896.

En plus des pouvoirs diagnostiques des rayons X, certains expérimentateurs ont commencé à appliquer les rayons au traitement des maladies. Depuis le début du XIXe siècle, l'électrothérapie s'est avérée populaire pour le soulagement temporaire des douleurs réelles et imaginaires. Le même appareil pourrait générer des rayons X. En janvier 1896, quelques jours seulement après l'annonce des travaux de Roentgen, un électrothérapeute de Chicago nommé Emil Grubbe a irradié une femme atteinte d'un cancer du sein récidivant, et à la fin de l'année, plusieurs chercheurs avaient noté les effets palliatifs des rayons sur les cancers. D'autres ont trouvé des résultats remarquables dans le traitement des lésions superficielles et des problèmes de peau tandis que d'autres ont étudié l'action bactérienne possible des rayons. Les rayons X ont même trouvé des usages cosmétiques dans les cliniques d'épilation installées aux États-Unis et en France.

Roentgen a reçu le premier prix Nobel de physique en 1901 pour sa découverte. Lorsqu'on lui a demandé quelles étaient ses pensées au moment de la découverte, il a répondu, fidèle à son habitude, "Je n'ai pas pensé, j'ai enquêté". Il a rejeté un titre qui lui aurait permis d'entrer dans la noblesse allemande et a fait don de l'argent de son prix Nobel à son université. S'il accepte le grade honorifique de docteur en médecine que lui offre sa propre université, il n'a jamais déposé de brevet sur les rayons X, afin de s'assurer que le monde puisse bénéficier librement de ses travaux. Son altruisme a eu un coût personnel considérable : au moment de sa mort en 1923, Roentgen était presque en faillite à cause de l'inflation qui a suivi la Première Guerre mondiale.

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Contenu

De nombreuses innovations précoces de l'âge du bronze étaient des exigences résultant de l'augmentation du commerce, et cela s'applique également aux avancées scientifiques de cette période. Pour le contexte, les principales civilisations de cette période sont l'Égypte, la Mésopotamie et la vallée de l'Indus, la Grèce prenant de l'importance vers la fin du troisième millénaire avant notre ère. Il est à noter que l'écriture de la vallée de l'Indus reste indéchiffrée et qu'il ne reste que très peu de fragments de son écriture, de sorte que toute déduction sur les découvertes scientifiques dans la région doit être fondée uniquement sur des fouilles archéologiques.

Mathématiques Modifier

Nombres, mesure et arithmétique Modifier

  • Vers 3000 avant JC : Des unités de mesure sont développées dans les grandes civilisations de l'âge du bronze : Egypte, Mésopotamie, Elam et vallée de l'Indus. La vallée de l'Indus a peut-être été le principal innovateur à cet égard, car les premiers appareils de mesure (règles, rapporteurs, balances) ont été inventés à Lothal dans le Gujarat, en Inde. [1][2][3][4]
  • 1800 avant JC : Les fractions ont été étudiées pour la première fois par les Égyptiens dans leur étude des fractions égyptiennes.

Géométrie et trigonométrie Modifier

  • 2100 av. J.-C. : Le concept d'aire est reconnu pour la première fois dans les tablettes d'argile babyloniennes [5] et le volume tridimensionnel est discuté dans un papyrus égyptien. Cela commence l'étude de la géométrie.
  • Début du IIe millénaire av. [6]

Algèbre Modifier

  • 2100 avant JC : Les équations quadratiques, sous la forme de problèmes mettant en relation les aires et les côtés de rectangles, sont résolues par les Babyloniens. [5]

Théorie des nombres et mathématiques discrètes Modifier

  • 2000 av. J.-C. : les triplets pythagoriciens sont d'abord discutés à Babylone et en Égypte, et apparaissent sur des manuscrits ultérieurs tels que le papyrus de Berlin 6619. [7]

Mathématiques numériques et algorithmes Modifier

  • 2000 avant JC : Tables de multiplication à Babylone. [8]
  • 1800 avant JC - 1600 avant JC : Une approximation numérique pour la racine carrée de deux, précise à 6 décimales, est enregistrée sur YBC 7289, une tablette d'argile babylonienne qui appartiendrait à un étudiant. [9]
  • Du 19e au 17e siècle avant notre ère : une tablette babylonienne utilise 25 8 comme approximation pour π , qui a une erreur de 0,5 %. [10][11][12]
  • Début du IIe millénaire av. [13][14]

Notation et conventions Modifier

  • 3000 avant JC : Le premier système numérique déchiffré est celui des chiffres égyptiens, un système de signe-valeur (par opposition à un système de valeur de position). [15]
  • 2000 av. J.-C. : La notation positionnelle primitive pour les chiffres est visible dans les chiffres cunéiformes babyloniens. [16] Cependant, le manque de clarté autour de la notion de zéro a rendu leur système très ambigu (par exemple, 13 200 s'écrirait comme 132 ). [17]

Astronomie Modifier

  • Début du IIe millénaire av. J.-C. : La périodicité des phénomènes planétaires est reconnue par les astronomes babyloniens.

Biologie et anatomie Modifier

  • Début du IIe millénaire av. J.-C. : Les anciens Égyptiens étudient l'anatomie, telle qu'elle est consignée dans le Papyrus d'Edwin Smith. Ils ont identifié le cœur et ses vaisseaux, le foie, la rate, les reins, l'hypothalamus, l'utérus et la vessie, et ont correctement identifié que les vaisseaux sanguins émanaient du cœur (cependant, ils croyaient aussi que les larmes, l'urine et le sperme, mais pas la salive et la sueur , originaire du cœur, voir hypothèse cardiocentrique). [18]

Mathématiques Modifier

Géométrie et trigonométrie Modifier

  • c. 700 avant JC : Le théorème de Pythagore est découvert par Baudhayana dans les soutras hindous Shulba de l'Inde upanishadique. [19] Cependant, les mathématiques indiennes, en particulier les mathématiques de l'Inde du Nord, n'avaient généralement pas de tradition de communication de preuves, et il n'est pas entièrement certain que Baudhayana ou Apastamba connaissaient une preuve.

Théorie des nombres et mathématiques discrètes Modifier

  • c. 700 avant JC : Les équations de Pell sont d'abord étudiées par Baudhayana en Inde, les premières équations diophantiennes connues pour être étudiées. [20]

Géométrie et trigonométrie Modifier

Biologie et anatomie Modifier

  • 600 avant JC - 200 avant JC : Le Sushruta Samhita (3.V) montre une compréhension de la structure musculo-squelettique (y compris les articulations, les ligaments et les muscles et leurs fonctions). [21]
  • 600 av. J.-C. – 200 av. J.-C. : Le Sushruta Samhita désigne le système cardiovasculaire comme un circuit fermé. [22]
  • 600 avant JC – 200 avant JC : Le Sushruta Samhita (3.IX) identifie l'existence de nerfs. [21]

Sciences sociales Modifier

Linguistique Modifier

Les Grecs font de nombreux progrès en mathématiques et en astronomie à travers les périodes archaïque, classique et hellénistique.

Mathématiques Modifier

Logique et preuve Modifier

  • IVe siècle av. J.-C. : les philosophes grecs étudient les propriétés de la négation logique.
  • 4ème siècle avant JC : Le premier véritable système formel est construit par Pāṇini dans sa grammaire sanskrite. [23][24]
  • c. 300 avant JC : le mathématicien grec Euclide dans le Éléments décrit une forme primitive de preuve formelle et de systèmes axiomatiques. Cependant, les mathématiciens modernes croient généralement que ses axiomes étaient très incomplets et que ses définitions n'étaient pas vraiment utilisées dans ses preuves.

Nombres, mesure et arithmétique Modifier

  • IVe siècle av. J.-C. : Eudoxe de Cnide déclare la propriété d'Archimède. [25]
  • IVe-IIIe siècle av. J.-C. : Dans l'Inde mauryenne, le texte mathématique jaïn Surya Prajnapati fait une distinction entre les infinis dénombrables et indénombrables. [26]
  • 3ème siècle avant JC : Pingala dans l'Inde Mauryan étudie les nombres binaires, faisant de lui le premier à étudier la base (base numérique) de l'histoire. [27]

Algèbre Modifier

  • 5ème siècle avant JC : Date possible de la découverte des nombres triangulaires (c'est-à-dire la somme d'entiers consécutifs), par les Pythagoriciens. [28]
  • c. 300 avant JC : Les progressions géométriques finies sont étudiées par Euclide dans l'Egypte ptolémaïque. [29]
  • IIIe siècle av. J.-C. : Archimède relie les problèmes des séries géométriques à ceux des séries arithmétiques, préfigurant le logarithme. [30]
  • 190 av. J.-C. : les carrés magiques apparaissent en Chine. La théorie des carrés magiques peut être considérée comme le premier exemple d'espace vectoriel.
  • 165-142 avant JC : Zhang Cang dans le nord de la Chine est crédité du développement de l'élimination gaussienne. [31]

Théorie des nombres et mathématiques discrètes Modifier

  • c. 500 avant JC : Hippase, un Pythagoricien, découvre les nombres irrationnels. [32][33]
  • IVe siècle av. J.-C. : Thétète montre que les racines carrées sont soit entières, soit irrationnelles.
  • IVe siècle av. J.-C. : Thétète énumère les solides platoniciens, un des premiers travaux de la théorie des graphes.
  • IIIe siècle av. J.-C. : Pingala dans l'Inde mauryenne décrit la séquence de Fibonacci. [34][35]
  • c. 300 avant JC : Euclide prouve l'infinité des nombres premiers. [36]
  • c. 300 avant JC : Euclide prouve le théorème fondamental de l'arithmétique.
  • c. 300 avant JC : Euclide découvre l'algorithme d'Euclide.
  • IIIe siècle av. J.-C. : Pingala en Inde mauryenne découvre les coefficients binomiaux dans un contexte combinatoire et la formule additive pour les générer ( n r ) = ( n − 1 r ) + ( n − 1 r − 1 ) >=< binom >+< binom >> , [37][38] soit une description en prose du triangle de Pascal, et des formules dérivées relatives aux sommes et sommes alternées de coefficients binomiaux. Il a été suggéré qu'il a peut-être également découvert le théorème du binôme dans ce contexte. [39]
  • IIIe siècle av. J.-C. : Ératosthène découvre le crible d'Ératosthène. [40]

Géométrie et trigonométrie Modifier

  • 5ème siècle avant JC : Les Grecs commencent à expérimenter des constructions à règle et compas. [41]
  • IVe siècle av. J.-C. : Ménaechme découvre des sections coniques. [42]
  • IVe siècle av. J.-C. : Ménaechme développe la géométrie coordonnée. [43]
  • c. 300 avant JC : Euclide publie le Éléments, un recueil sur la géométrie euclidienne classique, comprenant : les théorèmes élémentaires sur les cercles, les définitions des centres d'un triangle, le théorème tangente-sécante, la loi des sinus et la loi des cosinus. [44]
  • 3ème siècle avant JC : Archimède dérive une formule pour le volume d'une sphère dans La méthode des théorèmes mécaniques. [45]
  • IIIe siècle av. J.-C. : Archimède calcule les aires et les volumes relatifs aux sections coniques, comme l'aire délimitée entre une parabole et une corde, et divers volumes de révolution. [46]
  • IIIe siècle av. J.-C. : Archimède découvre l'identité somme/différence des fonctions trigonométriques sous la forme du « théorème des accords brisés ». [44]
  • c. 200 avant JC : Apollonius de Perge découvre le théorème d'Apollonius.
  • c. 200 avant JC : Apollonius de Perge assigne des équations aux courbes.

Analyse Modifier

  • Fin du Ve siècle av. J.-C. : Antiphon découvre la méthode de l'épuisement, préfigurant le concept de limite.
  • IIIe siècle av. J.-C. : Archimède utilise les infinitésimaux. [47]
  • 3ème siècle avant JC : Archimède développe davantage la méthode de l'épuisement dans une description précoce de l'intégration. [48][49]
  • IIIe siècle av. J.-C. : Archimède calcule des tangentes à des courbes non trigonométriques. [50]

Mathématiques numériques et algorithmes Modifier

  • IIIe siècle av. J.-C. : Archimède utilise la méthode de l'épuisement pour construire une inégalité stricte bornant la valeur de dans un intervalle de 0,002.

Physique Modifier

Astronomie Modifier

  • 5ème siècle avant JC : La première mention documentée d'une Terre sphérique vient des Grecs au 5ème siècle avant JC. [51] On sait que les Indiens ont modelé la Terre comme sphérique vers 300 avant JC [52]
  • 500 avant JC : Anaxagore identifie le clair de lune comme la lumière du soleil réfléchie. [53]
  • 260 avant JC : Aristarque de Samos propose un modèle héliocentrique de base de l'univers. [54]
  • c. 200 avant JC : Apollonios de Perge développe des épicycles. Bien qu'il s'agisse d'un modèle incorrect, c'était un précurseur du développement de la série de Fourier.
  • IIe siècle av. J.-C. : Hipparque découvre la précession absidale de l'orbite de la Lune. [55]
  • IIe siècle av. J.-C. : Hipparque découvre la précession axiale.

Mécanique Modifier

  • IIIe siècle av. J.-C. : Archimède développe le domaine de la statique en introduisant des notions telles que le centre de gravité, l'équilibre mécanique, l'étude des leviers et l'hydrostatique.
  • 350-50 av. J.-C. : des tablettes d'argile de Babylone (peut-être à l'époque hellénistique) décrivent le théorème de la vitesse moyenne. [56]

Optique Modifier

  • IVe siècle av. J.-C. : Mozi en Chine donne une description du phénomène de la camera obscura.
  • c. 300 avant JC : Euclide Optique introduit le domaine de l'optique géométrique, en faisant des considérations de base sur la taille des images.

Physique thermique Modifier

Biologie et anatomie Modifier

  • 4ème siècle avant JC : À l'époque d'Aristote, un système d'anatomie plus empiriquement fondé est établi, basé sur la dissection animale. En particulier, Praxagoras fait la distinction entre artères et veines.
  • IVe siècle av. J.-C. : Aristote fait la différence entre la myopie et l'hypermétropie. [58] Le médecin gréco-romain Galen utilisera plus tard le terme "myopie" pour la myopie.

Sciences sociales Modifier

Économie Modifier

  • Fin du IVe siècle av. J.-C. : Kautilya établit le domaine de l'économie avec l'Arthashastra (littéralement « Science de la richesse »), un traité normatif sur l'économie et l'art de gouverner pour l'Inde Mauryan. [59]

Linguistique Modifier

Mesures astronomiques et géospatiales Modifier

  • IIIe siècle av. J.-C. : Eratosthène mesure la circonférence de la Terre. [60]
  • IIe siècle av. J.-C. : Hipparque mesure la taille et les distances de la lune et du soleil. [61]

Les mathématiques et l'astronomie fleurissent pendant l'âge d'or de l'Inde (IVe au VIe siècles après JC) sous l'empire Gupta. Pendant ce temps, la Grèce et ses colonies sont entrées dans la période romaine au cours des dernières décennies du millénaire précédent, et la science grecque est affectée négativement par la chute de l'empire romain d'Occident et le déclin économique qui s'ensuit.

Mathématiques Modifier

Nombres, mesure et arithmétique Modifier

  • 210 après JC : les nombres négatifs sont acceptés comme numériques par le texte chinois de la fin de l'ère Han Les neuf chapitres sur l'art mathématique. [62] Plus tard, Liu Hui de Cao Wei (pendant la période des Trois Royaumes) écrit des lois concernant l'arithmétique des nombres négatifs. [63]

Algèbre Modifier

  • 499 après JC : Aryabhata découvre la formule des nombres pyramidaux carrés (les sommes de nombres carrés consécutifs). [64]
  • 499 après JC : Aryabhata découvre la formule des nombres simplicial (les sommes des nombres de cubes consécutifs). [64]

Théorie des nombres et mathématiques discrètes Modifier

  • 3ème siècle après JC : Diophante discute des équations diophantiennes linéaires.
  • 499 après JC : Aryabhata découvre l'identité de Bezout, résultat fondamental de la théorie des principaux domaines idéaux. [65]
  • 499 après JC : Aryabhata développe Kuṭṭaka, un algorithme très similaire à l'algorithme euclidien étendu. [65]

Géométrie et trigonométrie Modifier

  • c. 60 après JC : La formule de Heron est découverte par Hero of Alexandria. [66]
  • c. 100 après JC : Ménélas d'Alexandrie décrit des triangles sphériques, précurseur de la géométrie non euclidienne. [67]
  • 4e au 5e siècles : Les fonctions trigonométriques fondamentales modernes, sinus et cosinus, sont décrites dans les Siddhantas de l'Inde. [68] Cette formulation de la trigonométrie est une amélioration par rapport aux fonctions grecques antérieures, en ce qu'elle se prête plus parfaitement aux coordonnées polaires et à l'interprétation complexe ultérieure des fonctions trigonométriques.

Mathématiques numériques et algorithmes Modifier

  • Au 4ème siècle après JC : un algorithme de recherche de racine carrée à convergence quartique, connu sous le nom de méthode Bakhshali (d'après le manuscrit Bakhshali qui l'enregistre), est découvert en Inde. [69]
  • 499 après JC : Aryabhata décrit un algorithme numérique pour trouver les racines cubiques. [70][71]
  • 499 après JC : Aryabhata développe un algorithme pour résoudre le théorème des restes chinois. [72]
  • 1er au 4ème siècle après JC : Un précurseur de la division longue, connue sous le nom de « division en galère », est développé à un moment donné. On pense généralement que sa découverte est originaire de l'Inde vers le 4ème siècle après JC, [73] bien que le mathématicien singapourien Lam Lay Yong affirme que la méthode se trouve dans le texte chinois Les neuf chapitres sur l'art mathématique, à partir du 1er siècle après JC. [74]

Notation et conventions Modifier

  • c. 150 après JC : L'Almageste de Ptolémée contient des preuves du zéro hellénistique. Contrairement au zéro babylonien antérieur, le zéro hellénistique pouvait être utilisé seul ou à la fin d'un nombre. Cependant, il était généralement utilisé dans la partie fractionnaire d'un nombre et n'était pas considéré comme un véritable nombre arithmétique lui-même.
  • IIIe siècle après JC : Diophante utilise une forme primitive de symbolisme algébrique, qui est vite oubliée. [75]
  • Au 4ème siècle après JC : Le système numérique hindou-arabe actuel avec des chiffres de valeur de position se développe dans l'Inde de l'ère Gupta et est attesté dans le manuscrit Bakhshali du Gandhara. [76] The superiority of the system over existing place-value and sign-value systems arises from its treatment of zero as an ordinary numeral.
  • By the 5th century AD: The decimal separator is developed in India, [77] as recorded in al-Uqlidisi's later commentary on Indian mathematics. [78]
  • By 499 AD: Aryabhata's work shows the use of the modern fraction notation, known as bhinnarasi. [79]

Physics Edit

Astronomie Modifier

  • c. 150 AD: Ptolemy's Almagest contains practical formulae to calculate latitudes and day lengths.
  • 2nd century AD: Ptolemy formalises the epicycles of Apollonius.
  • By the 5th century AD: The elliptical orbits of planets are discovered in India by at least the time of Aryabhata, and are used for the calculations of orbital periods and eclipse timings. [80]
  • 499 AD: Historians speculate that Aryabhata may have used an underlying heliocentric model for his astronomical calculations, which would make it the first computational heliocentric model in history (as opposed to Aristarchus's model in form). [81][82][83] This claim is based on his description of the planetary period about the sun (śīghrocca), but has been met with criticism. [84]

Optics Edit

  • 2nd century - Ptolemy publishes his Optics, discussing colour, reflection, and refraction of light, and including the first known table of refractive angles.

Biology and anatomy Edit

Astronomical and geospatial measurements Edit

  • 499 AD: Aryabhata creates a particularly accurate eclipse chart. As an example of its accuracy, 18th century scientist Guillaume Le Gentil, during a visit to Pondicherry, India, found the Indian computations (based on Aryabhata's computational paradigm) of the duration of the lunar eclipse of 30 August 1765 to be short by 41 seconds, whereas his charts (by Tobias Mayer, 1752) were long by 68 seconds. [86]

The Golden Age of Indian mathematics and astronomy continues after the end of the Gupta empire, especially in Southern India during the era of the Rashtrakuta, Western Chalukya and Vijayanagara empires of Karnataka, which variously patronised Hindu and Jain mathematicians. In addition, the Middle East enters the Islamic Golden Age through contact with other civilisations, and China enters a golden period during the Tang and Song dynasties.

Mathematics Edit

Numbers, measurement and arithmetic Edit

  • 628 AD: Brahmagupta states the arithmetic rules for addition, subtraction, and multiplication with zero, as well as the multiplication of negative numbers, extending the basic rules for the latter found in the earlier The Nine Chapters on the Mathematical Art. [87]

Algebra Edit

  • 628 AD: Brahmagupta provides an explicit solution to the quadratic equation. [88]
  • 9th century AD: Jain mathematician Mahāvīra writes down a factorisation for the difference of cubes. [89]

Number theory and discrete mathematics Edit

  • 628 AD: Brahmagupta writes down Brahmagupta's identity, an important lemma in the theory of Pell's equation.
  • 628 AD: Brahmagupta produces an infinite (but not exhaustive) number of solutions to Pell's equation.
  • c. 850 AD: Mahāvīra derives the expression for the binomial coefficient in terms of factorials, ( n r ) = n ! r ! ( n − r ) ! >=< frac >> . [38]
  • c. 975 AD: Halayudha organizes the binomial coefficients into a triangle, i.e. Pascal's triangle. [38]

Geometry and trigonometry Edit

Analyse Modifier

  • 10th century AD: Manjula in India discovers the derivative, deducing that the derivative of the sine function is the cosine. [90]

Probability and statistics Edit

  • 9th century AD: Al-Kindi's Manuscript on Deciphering Cryptographic Messages contains the first use of statistical inference. [91]

Numerical mathematics and algorithms Edit

  • 628 AD: Brahmagupta discovers second-order interpolation, in the form of Brahmagupta's interpolation formula.
  • 629 AD: Bhāskara I produces the first approximation of a transcendental function with a rational function, in the sine approximation formula that bears his name.
  • 816 AD: Jain mathematician Virasena describes the integer logarithm. [92]
  • 9th century AD: Algorisms (arithmetical algorithms on numbers written in place-value system) are described by al-Khwarizmi in his kitāb al-ḥisāb al-hindī (Book of Indian computation) et kitab al-jam' wa'l-tafriq al-ḥisāb al-hindī (Addition and subtraction in Indian arithmetic).
  • 9th century AD: Mahāvīra discovers the first algorithm for writing fractions as Egyptian fractions, [93] which is in fact a slightly more general form of the Greedy algorithm for Egyptian fractions.

Notation and conventions Edit

  • 628 AD: Brahmagupta invents a symbolic mathematical notation, which is then adopted by mathematicians through India and the Near East, and eventually Europe.

Physics Edit

Astronomie Modifier

  • 6th century AD: Varahamira in the Gupta empire is the first to describe comets as astronomical phenomena, and as periodic in nature. [94]

Mechanics Edit

  • c. 525 AD: John Philoponus in Byzantine Egypt describes the notion of inertia, and states that the motion of a falling object does not depend on its weight. [95] His radical rejection of Aristotlean orthodoxy lead him to be ignored in his time.

Optics Edit

Astronomical and geospatial measurements Edit

Mathematics Edit

Algebra Edit

  • 11th century: Alhazen discovers the formula for the simplicial numbers defined as the sums of consecutive quartic powers.

Number theory and discrete mathematics Edit

  • c. 1000 AD: al-Karaji uses mathematical induction. [102]
  • 12th century AD: Bhāskara II develops the Chakravala method, solving Pell's equation. [103]

Geometry and trigonometry Edit

Analyse Modifier

  • 1380 AD: Madhava of Sangamagrama develops the Taylor series, and derives the Taylor series representation for the sine, cosine and arctangent functions, and uses it to produce the Leibniz series for π . [105]
  • 1380 AD: Madhava of Sangamagrama discusses error terms in infinite series in the context of his infinite series for π . [106]
  • 1380 AD: Madhava of Sangamagrama discovers continued fractions and uses them to solve transcendental equations. [107]
  • 1380 AD: The Kerala school develops convergence tests for infinite series. [105]
  • c. 1500 AD: Nilakantha Somayaji discovers an infinite series for π . [108][109]

Numerical mathematics and algorithms Edit

  • 12th century AD: al-Tusi develops a numerical algorithm to solve cubic equations.
  • 1380 AD: Madhava of Sangamagrama solves transcendental equations by iteration. [107]
  • 1380 AD: Madhava of Sangamagrama discovers the most precise estimate of π in the medieval world through his infinite series, a strict inequality with uncertainty 3e-13.
  • 1480 AD: Madhava of Sangamagrama found pi and that it was infinite.

Physics Edit

Astronomie Modifier

  • 1058 AD: al-Zarqālī in Islamic Spain discovers the apsidal precession of the sun.
  • c. 1500 AD: Nilakantha Somayaji develops a model similar to the Tychonic system. His model has been described as mathematically more efficient than the Tychonic system due to correctly considering the equation of the centre and latitudinal motion of Mercury and Venus. [90][110]

Mechanics Edit

  • 12th century AD: Jewish polymath Baruch ben Malka in Iraq formulates a qualitative form of Newton's second law for constant forces. [111][112]

Optics Edit

  • 11th century: Alhazen systematically studies optics and refraction, which would later be important in making the connection between geometric (ray) optics and wave theory.
  • 11th century: Shen Kuo discovers atmospheric refraction and provides the correct explanation of rainbow phenomenon
  • c1290 - Eyeglasses are invented in Northern Italy, [113] possibly Pisa, demonstrating knowledge of human biology [citation requise] and optics, to offer bespoke works that compensate for an individual human disability.

Astronomical and geospatial measurements Edit

  • 11th century: Shen Kuo discovers the concepts of true north and magnetic declination.
  • 11th century: Shen Kuo develops the field of geomorphology and natural climate change.

Social science Edit

Économie Modifier

  • 1295 AD: Scottish priest Duns Scotus writes about the mutual beneficence of trade. [114]
  • 14th century AD: French priest Jean Buridan provides a basic explanation of the price system.

Philosophy of science Edit

  • 1220s - Robert Grosseteste writes on optics, and the production of lenses, while asserting models should be developed from observations, and predictions of those models verified through observation, in a precursor to the scientific method. [115]
  • 1267 - Roger Bacon publishes his Opus Majus, compiling translated Classical Greek, and Arabic works on mathematics, optics, and alchemy into a volume, and details his methods for evaluating the theories, particularly those of Ptolemy's 2nd century Optics, and his findings on the production of lenses, asserting “theories supplied by reason should be verified by sensory data, aided by instruments, and corroborated by trustworthy witnesses", in a precursor to the peer reviewed scientific method.

The Scientific Revolution occurs in Europe around this period, greatly accelerating the progress of science and contributing to the rationalization of the natural sciences.

Mathematics Edit

Numbers, measurement and arithmetic Edit

Algebra Edit

  • c. 1500: Scipione del Ferro solves the special cubic equation x 3 = p x + q =px+q> . [118][119]
  • 16th century: Gerolamo Cardano solves the general cubic equation (by reducing them to the case with zero quadratic term).
  • 16th century: Lodovico Ferrari solves the general quartic equation (by reducing it to the case with zero quartic term).
  • 16th century: François Viète discovers Vieta's formulas.

Probability and statistics Edit

Numerical mathematics and algorithms Edit

Notation and conventions Edit

Various pieces of modern symbolic notation were introduced in this period, notably:


The Shy Scientist Who Could See Through Skin

N o one was initially more skeptical of the existence of X-rays than Wilhelm Roentgen &mdash the man who discovered them.

One day in late 1895, the German physicist was preparing to begin an experiment with cathode rays, the glowing beams of electrons that pass through a vacuum tube when electricity is applied, which were a popular fixture in physics at the time. In his darkened lab, he covered the tube with black cardboard to hide its glow, but noticed a glimmer of light on a fluorescent screen across the room.

Curious, Roentgen &ldquoplaced a sheet of black cardboard between the screen and the tube, then another, then a book of 1000 pages, then a wooden shelf board more than two and a half centimeters thick,&rdquo according to a story in the journal Physics Today. &ldquoThe glimmer remained.&rdquo

At some point, he held up a small lead disk, and cast a terrifying shadow on the screen: the dark shape of the disk itself, along with the skeletal outline of the bones in his hand.

Selon Physics Today, Roentgen was very late to dinner with his family that night. When he did show up, &ldquohe did not speak, ate little, and then left abruptly&rdquo to return to his lab. Afraid that he might have imagined the whole thing, he cautiously told a friend, as quoted by the journal Resonance, &ldquoI have discovered something interesting, but I do not know whether or not my observations are correct.&rdquo Eventually he summoned the courage to tell his wife what he&rsquod seen, and enlisted her help in a follow-up experiment. Just before Christmas that year, he replaced the fluorescent screen with photographic paper and took the world&rsquos first X-ray, a clear image of the bones and wedding ring on his wife&rsquos left hand. She found the experience as unnerving as he had, exclaiming, &ldquoI have seen my death.&rdquo

When news of Roentgen&rsquos discovery was published in an Austrian newspaper on this day, Jan. 5, in 1896, the monumental implications for science and medicine quickly became apparent. Le New-York Fois picked up the story two weeks later, but couched it in skepticism that echoed Roentgen&rsquos own, reporting his &ldquoalleged discovery of how to photograph the invisible.&rdquo

While the Fois eventually wrote more glowingly of Roentgen&rsquos discovery, neither it nor any other newspaper revealed much about the scientist himself. Notoriously publicity-shy, he turned down countless speaking engagements and stipulated that when he died, his letters and journals should be destroyed.

He eschewed fortune as well as fame: He never patented X-rays, which he thought should be freely available to other researchers and the medical community, and, according to TIME’s brief notice at the time of his death, donated the money that came with his 1901 Nobel Prize (about $40,000) to a scientific society.

Roentgen&rsquos generosity caught up with him near the end of his life, however. By the time he died, in 1923, his unwillingness to profit from his discovery &mdash coupled with the economic conditions that followed World War I &mdash had left him nearly penniless.

Read TIME’s 1956 examination of the safety of X-rays: X-Ray Danger


The Discovery of DNA's Structure

Taken in 1952, this image is the first X-ray picture of DNA, which led to the discovery of its molecular structure by Watson and Crick. Created by Rosalind Franklin using a technique called X-ray crystallography, it revealed the helical shape of the DNA molecule. Watson and Crick realized that DNA was made up of two chains of nucleotide pairs that encode the genetic information for all living things.

Crédits: Photo of Rosalind Franklin courtesy of Vittorio Luzzati. Photo of x-ray crystallography (Exposure 51) courtesy of King's College Archives. King's College London.

Topics Covered:
Evolution Since Darwin

They were hardly modest, these two brash young scientists who in 1953 declared to patrons of the Eagle Pub in Cambridge, England, that they had "found the secret of life." But James Watson and Francis Crick's claim was a valid one, for they had in fact discovered the structure of DNA, the chemical that encodes instructions for building and replicating almost all living things. The stunning find made possible the era of "new biology" that led to the biotechnology industry and, most recently, the deciphering of the human genetic blueprint.

Watson and Crick's discovery didn't come out of the blue. As early as 1943 Oswald Avery proved what had been suspected: that DNA, a nucleic acid, carries genetic information. But no one knew how it worked.

By the early 1950s, at least two groups were hot on the trail. Crick, a British graduate student, and Watson, an American research fellow, were in the hunt at Cambridge University.

At King's College in London, Rosalind Franklin and Maurice Wilkins were studying DNA. Wilkins and Franklin used X-ray diffraction as their main tool -- beaming X-rays through the molecule yielded a shadow picture of the molecule's structure, by how the X-rays bounced off its component parts.

Franklin, a shy and inward young woman, suffered from patronizing attitudes and sexism that forced her to do much of her work alone. And her senior partner, Wilkins, showed some of Franklin's findings to Watson in January 1953 without her knowledge.

Referring to Franklin's X-ray image known as "Exposure 51," James Watson is reported to have said, "The instant I saw the picture, my mouth fell open and my pulse began to race." Shortly after, Watson and Crick made a crucial advance when they proposed that the DNA molecule was made up of two chains of nucleotides paired in such a way to form a double helix, like a spiral staircase. This structure, announced in their famous paper in the April 1953 issue of Nature, explained how the DNA molecule could replicate itself during cell division, enabling organisms to reproduce themselves with amazing accuracy except for occasional mutations.

For their work, Watson, Crick, and Wilkins received the Nobel Prize in 1962. Despite her contribution to the discovery of DNA's helical structure, Rosalind Franklin was not named a prize winner: She had died of cancer four years earlier, at the age of 37.


NASA researchers discover first X-rays from Uranus

NASA rocket passes key test for Artemis mission

Acting NASA Administrator Steve Jurczyk provides insight on ‘FOX News Live.’

Astronomers at NASA's Chandra X-ray Observatory have detected X-rays from the planet Uranus for the first time.

Researchers used observations of the ice giant taken in 2002 and 2017 to detect the radiation as part of a new study published Tuesday in the Journal of Geophysical Research.

In an examination and with further analysis, they saw clear detection of X-rays from the first observation and possible flare of X-rays from those 15 years later.

The scientists believe that the sun could be the driving force causing Uranus to emit the X-rays.

Uranus at approximately the same orientation as it was during the 2002 Chandra observations. 2017 HRC Composite Image (Credit: X-ray: NASA/CXO/University College London/W. Dunn et al Optical: W.M. Keck Observatory) (NASA)

Astronomers have previously observed that both Jupiter and Saturn scatter X-ray light from the sun.

However, while the study's authors say they believe the X-rays detected would also be from "scattering," another source of X-rays is also likely.

Like Saturn, they say, Uranus' rings could be producing the X-rays itself or even the planet's aurora -- a phenomenon created when high-energy particles interact with the atmosphere.

"Uranus is surrounded by charged particles such as electrons and protons in its nearby space environment," the Chandra X-ray Observatory wrote in a release. "If these energetic particles collide with the rings, they could cause the rings to glow in X-rays."

X-rays are emitted in Earth’s auroras and Jupiter has auroras, as well, though X-rays from auroras on Jupiter come from two sources.

However, a nearly identical NASA release notes that researchers remain uncertain about what causes the auroras on Uranus.

The agency wrote that the unusual orientations of its spin axis and magnetic field may cause the planet's auroras to be "unusually complex and variable."

The rotation axis of Uranus is nearly parallel to its path around the sun -- unlike the axes of other planets in the solar system -- and while Uranus is tilted on its side, its magnetic field is tiled by a different amount.

"Determining the sources of the X-rays from Uranus could help astronomers better understand how more exotic objects in space, such as growing black holes and neutron stars, emit X-rays," NASA wrote.

Uranus is the seventh planet from the sun in the solar system. It has two sets of rings around its equator. Its diameter is four times that of Earth.

Because Voyager 2 was the only spacecraft to ever fly by Uranus, astronomers rely on telescopes like Chandra to learn more about the cold planet that is made up almost entirely of hydrogen and helium.


Just Months After Its Discovery, the X-Ray Was in Use in War

Photography of any kind was still a relatively new technology in 1895—imagine what it must have felt like to learn you could take a photograph of a living person’s bones.

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On this day in 1895, scientist Wilhelm Conrad Röntgen published a paper called ‘On a New Kind of Rays.’ It was the first scientific paper to describe x-rays. Only six days earlier, he took the x-ray that was published with the paper: his wife’s hand, her wedding ring visible on the fourth finger. Although we don’t think about it much now, the x-ray gave people an entirely new ability: to see inside a living person without cutting them open first.

The English translation of Röntgen's paper appeared in the January 23, 1896 edition of La nature. He describes conducting an experiment by firing electricity through a vacuum tube. He’d covered the tube in black cardboard to block the light this produced, but even though the tube was covered he noticed that a fluorescent screen more than a meter away was glowing, writes Hannah Waters for The Scientist. (One of the earliest x-ray tubes is in the collection of The National Museum of American History.)

Röntgen dubbed these mysterious rays capable of passing through glass “X” (for unknown) and subsequently tried to block them with a variety of materials—aluminum, copper, even the walls of his lab—to no avail,” she writes. When he tried it with a piece of lead, she writes, it blocked the rays, “but he was shocked to see his own flesh glowing around his bones on the fluorescent screen behind his hand.” The step from here to an x-ray photograph was short.

The ability of the new rays to image the bones within a living hand interested the general public for some six months,” writes researcher Arne Hessenbruch. Newspapers published long explorations of how the x-ray worked and what its consequences might be, while humorists produced cartoons and theaters wrote x-ray plays. The prospect of total nakedness, as shown by early x-rays of hands, was understandably titillating to the general public.

But while the public was laughing, the x-ray was immediately useful to doctors. The first x-ray machine was used to take images of patients just a month after the publication of Röntgen's paper, reports one 2011 study. Within just a few months, it was being used by battlefield doctors, writes Dan Schlenoff for Scientifique américain. Before the x-ray, there was no reliable way to tell precisely what was going on inside someone’s body. The exact location of a break in a bone, a bullet, or a piece of shrapnel was a mystery.

Over the next few years, Schlenoff writes, they were used in the Greco-Turkish War, the Russo-Japanese War and the Balkan Wars. “Mobile units were developed to keep up with field hospitals,” he writes. “If surgery could be performed, x-rays became vital.” By the time WWI began, x-ray technology was well-established.

Civilian doctors were as quick to see the technology’s usefulness. “Within a year, the first radiology department opened in a Glasgow hospital,” Waters writes, “and the department head produced the first pictures of a kidney stone and a penny lodged in a child’s throat.”

X-rays are light, like any other light, but they’re not in the visible spectrum. And their properties meant that early x-rays were very damaging to people’s bodies. Barely two weeks after Rӧntgen’s discovery, a dentist used himself as a guinea pig and shot the first dental radiograph, write K. Sansare, V. Khanna and F. Karjodkar in the journal DentoMaxilloFacial Radiology. The exposure took 25 minutes, which he later described as torture, although he didn’t elaborate. But he continued to experiment with radiation—on his patients, not himself.

Many other early medical uses of x-rays resulted in patients getting burns. A 2011 study of an early x-ray machine found that its use would expose the skin to 1,500 times the amount of radiation present in a modern x-ray.

About Kat Eschner

Kat Eschner is a freelance science and culture journalist based in Toronto.


Voir la vidéo: VOIR DANS LINVISIBLE. Rayon X - Transpercer les objets!


Commentaires:

  1. Marshall

    Merci pour l'explication, le plus simple, mieux c'est ...

  2. Halden

    Et que faisons-nous sans vos bonnes idées

  3. Jyll

    C'est tout simplement une réponse remarquable

  4. Bartolome

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  5. Zut

    Ce sujet est tout simplement incomparable :), c'est très agréable pour moi.

  6. Vugore

    Aaaaaaa! Dépêche-toi! J'ai hâte



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