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Plongez dans les secrets de l'univers alors que les scientifiques révèlent les rayons gamma les plus puissants jamais observés, émanant du cœur de notre galaxie, la Voie lactée. Que se cache derrière cette mystérieuse source ? Les experts supposent qu'il s'agit d'un PeVatron, un accélérateur de particules naturel d'une puissance incroyable, bien au-delà de tout ce que l'humanité a pu imaginer. Ne manquez pas cette exploration fascinante des mystères cosmiques !
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00:00The gamma rayons coming from space can traverse your body,
00:04and damage the cells and perturb their function.
00:07They can make your body extremely sick and cause serious problems.
00:11And now, scientists have detected the gamma rayons
00:15the most powerful ever seen coming from the center of our lake.
00:20At 3 962 mètres altitude,
00:23on the volcano Sierra Negra, Mexico,
00:26des researchers gèrent l'observatoire HAWC.
00:30De là, ils surveillent des événements spatiaux à l'énergie extrêmement élevée.
00:34Et récemment, ils ont détecté des rayons gamma extrêmement puissants
00:38provenant du centre de la Voie lactée.
00:40Ils comptent parmi les événements les plus énergétiques jamais observés.
00:44C'est important car cela montre que quelque chose de terriblement intense
00:48se passe au centre de notre propre galaxie.
00:51En étudiant ces rayons gamma,
00:53les scientifiques peuvent comprendre quel type d'événements extrêmes s'y produisent
00:57et s'ils nous affecteront.
01:00Il n'y a aucun autre moyen de voir de telles choses.
01:02Les chercheurs ont donc analysé les données
01:05et ont réussi à remonter la trace de ces rayons
01:08jusqu'à une région proche du centre galactique.
01:11Voyez-vous, la région centrale de la Voie lactée est très active.
01:15Elle contient des nuages de gaz denses, des étoiles à neutrons,
01:18des naines blanches et un trou noir supermassif.
01:20La poussière et le gaz bloquent la plupart des formes de lumières.
01:24C'est pourquoi cette zone est difficile à observer directement.
01:27Les rayons gamma peuvent traverser ces régions denses
01:30et permettre d'étudier des processus qui resteraient autrement cachés.
01:35C'est ainsi qu'ils ont révélé un pevatron,
01:37un objet surpuissant capable d'accélérer des particules à des énergies folles,
01:42bien plus que sur Terre.
01:44Les pevatrons sont comme des accélérateurs de particules naturelles géants dans l'espace.
01:49Ils prennent de minuscules particules, souvent des protons ou des morceaux d'atomes,
01:54et les propulsent à des vitesses folles, proches de la lumière.
01:58Cela arrive dans les lieux les plus extrêmes,
02:00comme des étoiles naissantes ou explosives,
02:04ou près de trous noirs supermassifs.
02:07En d'autres termes, des endroits ayant assez d'énergie pour agir comme des moteurs massifs.
02:12Trouver de telles sources n'est pas facile, hein.
02:14Les événements qui les créent sont rares,
02:16et apparemment, quelque chose de ce genre se produit dans notre propre galaxie.
02:21Quand les conditions sont réunies,
02:23ces moteurs poussent les particules vers des énergies colossales.
02:26Une fois qu'une particule reçoit autant d'énergie,
02:28elle ne la garde pas éternellement.
02:30À un moment donné, elle percute quelque chose,
02:32du gaz, de la poussière ou des champs magnétiques.
02:35Quand cela arrive, elle perd soudainement son énergie
02:38et la libère sous forme de rayons gamma incroyablement puissants.
02:41Ils voyagent à travers l'espace et finissent par atteindre la Terre.
02:45Mais ils n'atteignent pas le sol directement.
02:47L'atmosphère terrestre les bloque.
02:49En frappant l'atmosphère, ils se brisent
02:51et créent une pluie de particules plus petite et plus sûre qui se disperse dans l'air.
02:55Les scientifiques peuvent détecter ces particules.
02:58L'observatoire HAWC est particulièrement doué pour les repérer
03:02grâce à d'énormes réservoirs d'eau.
03:03Lorsqu'une particule ultra-rapide traverse l'eau plus vite que la lumière ne peut s'y déplacer,
03:08elle produit un flash bleu appelé lumière de Cherenkov.
03:11En observant ce flash,
03:13les scientifiques peuvent déterminer d'où venait la particule,
03:17quelle était sa vitesse et quelle quantité d'énergie elle possédait.
03:21Une étoile fonctionne comme un moteur cosmique,
03:24comprimant les atomes sous une pression extrême
03:27et projetant lumière et chaleur sur des milliards de kilomètres.
03:31Maintenant, associez-la à un trou noir,
03:34un piège si puissant que même la lumière ne peut en échapper.
03:38La monstruosité qui en résulte semble tout droit sortie de la science-fiction,
03:42mais il pourrait bien s'agir d'un objet spatial parfaitement réel.
03:47Lorsque le télescope spatial James Webb a commencé à scruter l'univers en 2022,
03:52il a détecté quelque chose de très étrange.
03:55De minuscules points rouges dispersés dans le ciel.
03:59Et il remontait à l'époque où l'univers était très jeune.
04:03Une observation inédite qui a complètement déconcerté les astronomes,
04:07bien qu'ils aient en tout de même réussi à formuler quelques hypothèses.
04:11L'une des hypothèses proposait que ces points rouges soient des mini-galaxies.
04:16Mais pas de petites galaxies ordinaires.
04:18Celles-ci représenterait seulement 2% de la taille de la voie lactée,
04:22peuplée d'un nombre d'étoiles si dense qu'elle formerait un véritable pogo cosmique.
04:28Une densité telle qu'elle pourrait défier les lois de la physique.
04:31Cette théorie demeure donc peu plausible.
04:34Ces points pourraient-ils être des casards, ces trous noirs lumineux dévorant les étoiles ?
04:39Non, ils sont trop faibles pour ça.
04:42Et si un trou noir d'une telle ampleur existait dans un objet si minuscule,
04:46la galaxie serait comparable à un sac à dos tentant de contenir un éléphant.
04:51Impossible.
04:52Il est temps de présenter Avi Loeb,
04:55réputé pour ses idées audacieuses concernant les civilisations extraterrestres,
05:00et son collaborateur Fabio Pacucci.
05:02Il considère que ces petits points rouges sont des galaxies,
05:06mais extrêmement minuscules, car elles n'ont pas encore entamé leurs rotations.
05:10Imaginez un bébé galaxie apprenant à marcher.
05:13Voilà exactement l'image.
05:15Cette hypothèse s'appuie sur la théorie dominante de formation des galaxies,
05:19selon laquelle elles croissent à l'intérieur de halos de matière noire hypothétique.
05:23Cette substance invisible représentant 85% de la masse totale de l'univers.
05:28Invisible et intangible, sa gravité agit néanmoins comme une colle cosmique,
05:32rassemblant les galaxies.
05:34Ces petites galaxies rouges pourraient ainsi être bercées par la matière noire,
05:39attendant de commencer à tourner et à se développer en ces grandes galaxies que nous observons aujourd'hui.
05:44Les astronomes estiment que ces galaxies embryonnaires pourraient évoluer dans des halos à la rotation extrêmement lente,
05:50plus lente que 99% des halos de l'univers.
05:54Pour visualiser cela, imaginez tenir une corde et tourner sur vous-même.
05:58Si vous tournez vite, la corde se tend.
06:00Si vous tournez lentement, elle tombe mollement au sol.
06:04Il en serait de même pour ces galaxies.
06:06Les halos étaient trop lents pour les étirer, conservant ainsi leur taille réduite.
06:13Cela pourrait contribuer à expliquer pourquoi nous ne voyons ces points rouges que sur les photos de bébés de l
06:18'univers.
06:19Avec le temps, les halos accéléreraient, et les galaxies qu'ils contiennent se développeraient et s'étendraient,
06:26finissant par ressembler aux galaxies que nous connaissons.
06:29Loob l'a expliqué ainsi.
06:31Les halos de matière noire possèdent une vitesse de rotation.
06:35Certains tournent rapidement, d'autres lentement.
06:38Si l'on suppose que ces petits points rouges se situent dans le 1% des halos les plus lents,
06:43toutes leurs bizarreries deviennent soudain compréhensibles.
06:47Mais ce n'est pas la seule interprétation.
06:51Deux autres équipes de chercheurs ont récemment avancé que ces points pourraient représenter quelque chose de totalement inédit.
06:58Un type d'objet cosmique qu'ils nomment étoile trou noir.
07:02Un groupe international d'astronomes et de physiciens, incluant des spécialistes de Penn State,
07:07estime que ces points correspondent en réalité à d'énormes boules de gaz chauds, si denses qu'elles évoquent les
07:13atmosphères d'étoiles ordinaires.
07:15Mais, au lieu d'être alimentés par la fusion nucléaire comme les étoiles classiques,
07:20ces objets tirent leur énergie de trous noirs supermassifs en leur centre.
07:23Ces derniers engloutissent la matière, la transforment en énergie, laquelle produit la lumière que nous percevons.
07:29Après avoir examiné suffisamment de points rouges, les chercheurs en ont identifié un à l'atmosphère si étendue
07:36qu'il ne pouvait être expliqué par un simple regroupement d'étoiles normales dans une petite galaxie.
07:41Il s'agirait plutôt d'une unique étoile gigantesque et très froide.
07:44Les étoiles froides émettent peu de lumière en raison de leur basse température par rapport aux étoiles classiques.
07:51La majorité des étoiles de l'univers sont de faible masse et plus froide, mais elles passent généralement inaperçues,
07:57les étoiles plus massives et lumineuses, accaparant toute la tension.
08:02Quant à ces étoiles trous noirs, elle brilla dans les longueurs d'ondes rouges et proches infrarouges, une lumière invisible
08:09à l'œil nu.
08:10Bien que le gaz entourant les trous noirs supermassifs soit habituellement à plusieurs millions de degrés,
08:16ces étoiles rouges pourraient être entourées de gaz très froid, semblable à l'atmosphère d'une étoile de faible masse.
08:23Cela expliquerait leur faible luminosité.
08:25Autrement dit, ce que nous avions interprété comme de petites galaxies chargées d'étoiles
08:30pourraient en réalité être des étoiles géantes uniques alimentées par des trous noirs.
08:35Voyons maintenant comment le télescope spatial James Webb, JWST, a permis aux astronomes de réaliser cette découverte.
08:42Il s'agit de l'un des télescopes les plus puissants en orbite.
08:45Conçu pour remonter jusqu'à la naissance de l'univers, il utilise des instruments infrarouges
08:50afin de détecter la lumière des étoiles et galaxies les plus anciennes.
08:54En somme, il fonctionne comme une machine à remonter le temps,
08:57permettant aux scientifiques d'observer l'univers tel qu'il était il y a environ 13,5 milliards d'années,
09:03tout près du commencement de toute chose.
09:05Dès que le JWST a commencé à balayer les cieux,
09:08les astronomes ont constaté l'apparition de minuscules points rouges un peu partout.
09:12Ces objets étaient bien trop massifs par rapport aux prévisions des modèles galactiques.
09:17Au départ, l'équipe a supposé qu'il s'agissait de galaxies matures
09:20qui virent au rouge à mesure que leurs étoiles vieillissent.
09:23Mais les points étaient beaucoup trop lumineux.
09:26Pour les considérer comme des galaxies,
09:28les étoiles devraient être si densément agglomérées
09:31que cela défiait toute possibilité physique.
09:34Une telle galaxie rendrait le ciel nocturne éblouissant.
09:38Pour percer ce mystère, les chercheurs avaient besoin de spectres,
09:42c'est-à-dire de données révélant la quantité de lumière émise par les objets
09:46à différentes longueurs d'ondes.
09:47Entre janvier et décembre 2024,
09:50ils ont consacré près de 60 heures d'observation du JWST
09:53à la collecte de spectres de 4500 galaxies lointaines.
09:57Il s'agit de l'un des corpus de données spectroscopiques
10:00les plus vastes jamais obtenues avec Webb,
10:03offrant aux astronomes un aperçu sans précédent de l'aube de l'univers.
10:07En juillet 2024, l'équipe a repéré un objet d'une extrême singularité.
10:12Il a immédiatement capté leur attention.
10:15Ils l'ont surnommé «The Cliff ».
10:17Et il constituait le cas d'étude idéal
10:19pour déterminer la nature de ces mystérieux points rouges.
10:23Son spectre révélait une masse considérable.
10:25Le cas le plus extrême de ce type détecté à une époque si précoce de l'univers.
10:31La lumière émise par The Cliff avait voyagé près de 12 milliards d'années pour atteindre la Terre.
10:36Mais le plus surprenant était que l'analyse spectrale
10:39indiquait que cette lumière ne provenait pas d'un amas d'étoiles.
10:42Elle émanait d'un trou noir supermassif.
10:46Ce dernier absorbait la matière environnante à une vitesse prodigieuse,
10:50enveloppée dans une sphère de gaz d'hydrogène.
10:54Les trous noirs de cette envergure se trouvent généralement au centre des galaxies
10:58et peuvent dépasser le Soleil de millions, voire de milliards de fois.
11:03Leur intense gravité convertit la matière en énergie,
11:07produisant d'immenses quantités de lumière.
11:10La découverte de The Cliff et d'objets similaires suggèrent que ces étoiles trous noirs
11:15pourraient constituer la version embryonnaire des trous noirs supermassifs
11:18que nous observons aujourd'hui au centre des galaxies.
11:22Les astronomes pourraient ainsi contempler les monstres les plus puissants de l'univers
11:26à l'état de nourrisson avant qu'ils ne deviennent les géants que nous connaissons.
11:32Le télescope James Webb a déjà détecté des indices de trous noirs de grande taille
11:36dans l'univers primitif.
11:38Et ces étoiles trous noirs pourraient expliquer la croissance fulgurante de l'univers.
11:42On peut les envisager comme des bâtisseurs cosmiques suralimentés,
11:45aspirant la matière, gagnant en taille et dynamisant le cosmos primitif.
11:50Les chercheurs prévoient de les étudier plus en détail
11:53afin d'évaluer la densité de leurs gaz et la puissance réelle de ces objets.
11:57Quant aux petits points rouges, ils sont extrêmement éloignés,
12:01dans l'espace comme dans le temps.
12:03Et si minuscules que leur étude est délicate.
12:06Mais pour l'instant, l'idée de l'étoile trou noir reste la meilleure explication,
12:11correspondant à presque toutes les données.
12:13Les chercheurs poursuivent à leurs investigations.
12:16Et même si certaines hypothèses s'avéraient fausses,
12:19les astronomes suivront les indices.
12:21Et une nouvelle idée ne manquera pas de surgir.
12:26Les scientifiques avancent une théorie fascinante.
12:29Et si l'ensemble de notre univers se trouvait en réalité à l'intérieur d'un trou noir ?
12:33Ce concept, appelé cosmologie des trous noirs,
12:37suggère que l'univers observable, tout ce qui nous entoure,
12:40pourrait être logé au sein d'un trou noir,
12:43lui-même situé dans un univers parent, ou même dans un multivers.
12:47Ce multivers pourrait à son tour appartenir à un ensemble encore plus vaste,
12:52et ainsi de suite, à la manière de poupées russes.
12:55Cela semble relevé de la science-fiction,
12:58mais cette hypothèse repose sur des faits intrigants.
13:01En retraçant l'histoire de notre monde,
13:03les scientifiques expliquent que tout aurait commencé par une singularité.
13:08Imaginez réduire progressivement une gigantesque sphère.
13:11À un moment donné, elle deviendrait extrêmement dense avant de s'effondrer.
13:16Bien qu'il soit difficile d'imaginer cela,
13:19l'espace permet de compresser des quantités inimaginables de masse dans un point minuscule.
13:24Ce point, appelé singularité, contient la matière compressée dans un espace infiniment réduit,
13:30plus petit qu'un atome, tout en conservant l'intégralité de sa masse, celle de tout l'univers,
13:35tout en occupant quasiment aucun volume.
13:38À l'intérieur de cette singularité, les conditions sont si extrêmes
13:42que les lois classiques de la physique cessent de s'appliquer.
13:45Tout ce que nous connaissons, le temps, l'espace, la matière, s'effondrent,
13:50rendant tout processus au-delà de ce point totalement incompréhensible pour notre logique actuelle.
13:55Ainsi, les scientifiques estiment que ce fut le point de départ de notre univers.
14:00Lorsque le Big Bang se produisit, ce minuscule point contenant tout ce qui existe s'est étendu,
14:05jusqu'à couvrir l'ensemble de l'espace.
14:08C'est à partir de là que l'univers tel que nous le connaissons a commencé à se former.
14:13Or, selon les chercheurs, une singularité similaire existerait également au cœur des trous noirs.
14:18La relativité générale affirme qu'un trou noir se forme lorsqu'un objet de très grande taille,
14:23comme une étoile, s'effondre sous l'effet de son propre poids.
14:26Plus la masse est importante, plus la gravité s'intensifie.
14:30Dans le cas d'une étoile colossale, des dizaines de fois plus massive que notre Soleil,
14:34ce point minuscule développe une gravité phénoménale.
14:38C'est cette force qui attire tout ce qui l'entoure
14:40et déforme si profondément la structure de l'espace-temps qu'elle crée l'apparence d'un trou dans l
14:45'univers.
14:46Ce serait le centre d'un trou noir.
14:48Un point où toutes ces choses se rassemblent et sont écrasées dans une singularité infiniment dense.
14:54Alors, notre univers pourrait-il être un simple point de singularité,
14:59niché à l'intérieur d'un immense trou noir, lui-même situé dans un autre univers ?
15:03Ce serait véritablement stupéfiant.
15:06Mais il n'est pas si facile de comprimer un objet au point de déformer littéralement l'espace-temps.
15:10Il faudrait une pression extrême.
15:12Si vous vouliez créer un petit trou noir à l'échelle humaine,
15:16il faudrait réduire cet objet à la taille d'un noyau atomique.
15:19Pour obtenir un trou noir de la taille d'un pois chiche,
15:22il faudrait compresser l'intégralité de notre planète.
15:24Mais notre univers est constitué à 99% d'espaces vides,
15:29avec des milliards de kilomètres de néant entre les étoiles.
15:31Si vous regroupiez toute la matière de l'univers, le résultat serait étonnamment compact.
15:37Tout ce qui nous entoure, y compris les galaxies, étoiles, planètes et poussières,
15:42tiendrait dans un cube de seulement un milliard d'années-lumière de côté.
15:45À titre de comparaison, la voie lactée mesure à elle seule 100 000 années-lumière.
15:50C'est dire si la matière est rare dans l'univers.
15:53Cependant, à une telle densité, ce tout serait d'une masse absolument colossale.
15:58Cette masse s'effondrerait probablement en un trou noir.
16:02Et voici la partie surprenante.
16:04Ce trou noir aurait à peu près la même taille que l'univers lui-même,
16:08avec une masse et une énergie équivalente.
16:11De plus, il possèderait la même densité moyenne.
16:14Le rayon d'un trou noir s'accroît avec sa masse.
16:17Plus il avale, plus il grandit.
16:20Mais paradoxalement, sa densité diminue à mesure qu'il se développe.
16:24Pour une taille aussi conséquente que celle de l'univers, il serait en réalité plutôt clairsemé.
16:30Et ce n'est pas la seule coïncidence.
16:32Nous avons un concept baptisé le rayon de Hubble,
16:36ou horizon des événements cosmologiques.
16:38Si l'on imagine notre univers observable comme une gigantesque bulle,
16:42son bord représenterait la zone la plus éloignée de l'univers que nous puissions percevoir.
16:46C'est un peu comme quand vous vous tenez dans un champ et tentez de voir au loin.
16:50Vos yeux décrivent un cercle.
16:52C'est la même idée.
16:53Il pourrait y avoir plus au-delà de ce point, mais cela restera à jamais un mystère.
16:58Au-delà de cet horizon, la lumière provenant des régions lointaines de l'univers
17:02ne pourra jamais atteindre notre monde.
17:05Cela est dû à la vitesse limitée de la lumière
17:07et à l'expansion trop rapide de l'espace entre nous et ses régions.
17:10C'est comme courir vers quelque chose tout en étant poussé en arrière,
17:14par un vent d'une force démesurée.
17:17Tant que nous restons sur Terre, nous serons à jamais coupés de ces lointaines frontières de l'univers.
17:22Les trous noirs possèdent quelque chose de terriblement similaire,
17:26appelé l'horizon des événements, ou le rayon de Schwarzschild.
17:29Il s'agit du point de non-retour.
17:32C'est cette ligne imaginaire qui est souvent représentée sous forme de contours lumineux autour des trous noirs.
17:38Tout ce qui franchit cet horizon des événements, tombant à l'intérieur, est irrémédiablement perdu.
17:44Ni lumière, ni matière, ni information ne peuvent en sortir.
17:47La gravité des trous noirs est bien trop puissante, ce qui en fait des aspirateurs cosmiques parfaits.
17:52Comme nous l'avons évoqué précédemment, si nous créions un trou noir de la taille de l'univers,
17:57il possèderait la même masse et le même rayon d'horizon des événements.
18:02Bien que certains scientifiques pensent qu'il s'agit là de simples coïncidences,
18:06d'autres estiment que cela pourrait être un indice suggérant que notre univers se trouve à l'intérieur d'un
18:10trou noir.
18:12Cette théorie avance également que notre univers ne serait pas le seul.
18:15Il pourrait exister dans l'un des nombreux trous noirs répartis dans un multivers encore plus vaste.
18:21Dans ce modèle insensé, chacun de ces univers, tant le nôtre que celui de notre « monde » parent,
18:28pourrait être le berceau de son propre univers, régi par un ensemble distinct de lois physiques et de structures.
18:34Ce serait une chaîne étrange.
18:36Il existe une théorie qui avance que des univers pourraient naître à l'intérieur des trous noirs, en quelque sorte.
18:43Elle est connue sous le nom de théorie d'Einstein-Kartan.
18:46Cette théorie aborde aussi la question de la singularité, mais sous un angle différent.
18:52Elle postule que, au lieu de se condenser en un point infiniment dense, la matière pourrait générer un trou de
18:58verre.
18:59Ce dernier serait une sorte de tunnel à travers l'espace et le temps.
19:02Ce trou de verre, aussi connu sous le nom de pont d'Einstein-Rosen, pourrait relier deux régions distinctes de
19:08l'univers.
19:09Dans ce scénario, un côté du tunnel correspondrait au trou noir, tandis que de l'autre côté, un tout nouvel
19:15univers pourrait être en train de se former.
19:16Ainsi, il pourrait fonctionner comme une téléportation.
19:20Dès que vous franchissez l'horizon des événements, vous seriez transporté vers ce nouveau monde.
19:26Mais dans ce cas, il devrait y avoir une sorte d'ouverture.
19:29Certains chercheurs ont imaginé cela et l'ont nommé un trou blanc.
19:33Bien que cela n'existe pas réellement, du moins à notre connaissance, il pourrait être possible quelque part de l
19:40'autre côté.
19:40Ce trou blanc fonctionnerait comme la sortie d'un trou de verre, une zone où la matière est constamment expulsée
19:46au lieu d'être aspirée.
19:48Cela signifie que vous ne pourriez rien y jeter.
19:51Tout serait immédiatement rejeté.
19:53Tout cela reste purement théorique, bien entendu.
19:56Ces idées s'intègrent bien dans le concept du Big Bounce.
19:59Cette théorie propose qu'au lieu que notre univers ait commencé par un unique Big Bang, il aurait « rebondi
20:05» à partir d'un état antérieur de contraction.
20:07Vous vous souvenez de l'analogie de la balle comprimée ?
20:10Peut-être qu'il existait une autre « balle-univers » comprimée jusqu'à une taille minuscule avant de rebondir
20:17et de s'étendre à nouveau.
20:19Ainsi, au lieu d'un univers né de rien, nous pourrions vivre dans un univers qui serait le recyclage cosmique
20:25d'un autre.
20:26Il existe aussi une autre version de cette théorie, parfois appelée « cosmologie par ondes de choc ».
20:33Cette idée soutient que le Big Bang pourrait avoir été provoqué par une explosion à l'intérieur d'un trou
20:38noir.
20:39Cela aurait donné naissance à l'univers en expansion que nous voyons aujourd'hui.
20:43À mesure que l'univers s'étend et que la densité de matière diminue, le trou noir pourrait finir par
20:48se transformer en trou blanc.
20:49L'inverse d'un trou noir, où la matière est expulsée au lieu d'être aspirée.
20:54Mais même si ces connexions sont fascinantes, elles ne constituent pas d'épreuves.
20:58Il n'existe pas d'expérience ni d'observation qui pourrait valider ou invalider ces théories audacieuses.
21:05Elles restent donc, pour l'instant, de simples spéculations.
21:08Mais au moins, c'est amusant de spéculer.
21:11Merci d'avoir regardé cette vidéo !
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