Des mystères à élucider dans l’univers. Défi
Chacun a des connaissances sur notre univers, la théorie du Big Bang, de l’univers en expansion, la formation des innombrables galaxies, notre Soleil (une étoile) est dans la nébuleuse spirale que nous voyons, la voie lactée. Une nébuleuse est une tache blanche dans le ciel étoilé.
La découverte de la gravitation éclaire nos connaissances humaines, - le soleil attire la Terre qui est en orbite rapide autour de lui, ce qui la maintient à la distance idéale pour qu’elle ne tombe pas dans le soleil.
Hubert Reeves, astronome, dans son livre Patience dans l’azur explique clairement l’époque lointaine où n’existait que la lumière (les photons) Ses atomes, avec un noyau et des électrons qui tournent autour, sont assez instables pour que certains s’échappent et en bombardent d’autres. Un électron alors capté modifie la formule de l’atome, créant de nouveaux atomes regroupés en nouvelles molécules.
Plus la température est élevée, plus les collisions sont violentes. Des noyaux d’atomes entrent en collision. C’est le feu nucléaire qui s’affaiblira, puis s’éteindra dans le rayonnement spacial.
C’est ainsi qu’au cours de milliard d’années sont apparus dans l’espace, des métaux comme le fer, l’or. L’hydrogène, l’oxygène apparaissent aussi, qui combinés donnent H2O, l’eau. Apparait aussi le carbone, avec le gaz carbonique (CO2).
Notre planète a attiré pendant des millions d’années, des poussières, des météorites, qui, toutes étaient prises dans de la glace, de l’eau gelée, qui s’évapora, créant une atmosphère, des pluies incessantes, et les océans.
Le carbone, dans une réaction chimique à très haute température, sera un catalyseur qui fera émerger l’azote, sous produit de la fusion catalysée de l’hydrogène en hélium.
Avec l’azote, l’apparition de la vie est en marche en raison d’une mystérieuse tendance de la matière à s’organiser vers plus de complexité.
Les molécules de notre atmosphère primitive sont bombardées par des décharges électriques (des orages).
De l’état solide à l’état gazeux, il y a continuité, (- le fer chauffé rougit, devient mou, et si l’on chauffe plus fort il se vaporise).
L’univers est un fluide infini, dans lequel les étoiles se regroupent en amas et où la lumière rayonne à la vitesse de 300 000 kilomètres par seconde.
A cette vitesse, la plupart des étoiles éloignées en « années lumière » n’existent plus lorsque leur image nous parvient, cependant que d’autres sont nées que nous sommes loin de pouvoir découvrir. Une année lumière est la distance parcourue à la vitesse de la lumière pendant une année terrestre.
Dans des laboratoires terriens, dans une soupe océanique en flacon, avec des électrodes, des décharges électriques, les chercheurs voient apparaitre diverses substances, dont des acides aminés, bases de l’apparition de la vie acides que l’on a ainsi fabriqués. Dans les océans, des molécules de ces acides aminés s’accrochent, font des chaines qui aboutiront à des cellules vivantes dotées d’un noyau contenant tous les programmes de réparation, de multiplication, les gènes.
La couche d’ozone était assez dense pour permettre aux êtres vivants déjà évolués (Darwin), il y a 350 millions d’années terrestres, de vivre hors de l’océan et de continuer à se diversifier. Il s’agissait d’algues, de plantes, de bactéries, etc. L’homme était encore loin d’apparaître.
Sur notre planète on trouve des météorites contenant des acides aminés, issus de la désintégration de petites planètes. La vie a pu apparaitre ailleurs lorsque toutes les conditions de son apparition existaient, ce qui est rare mais très plausible sur des planètes d’autres étoiles que le soleil .
Tout cela, de même que les « trous noirs », « l’anti matière » se comprend dans la physique . Il en est autrement quand nous abordons le monde de l’infiniment petit, pourtant à la base de tout.
La physique quantique étudie le comportement de la matière et de l’énergie à des échelles extrêmement petites, comme celles des atomes, des électrons, protons, photons…. En physique quantique, l’énergie est quantifiée : elle ne peut exister que sous forme de "paquets" appelés quanta. Par exemple, les électrons dans un atome ne peuvent occuper que certains niveaux d’énergie bien précis.
Ici les électrons ou les photons peuvent se comporter à la fois comme des particules (localisées dans l’espace) et comme des ondes (étalées dans l’espace). Par exemple, la lumière peut être décrite comme une onde.
Il est impossible de mesurer simultanément avec une précision absolue deux propriétés complémentaires d’une particule, comme sa position et sa vitesse. Plus nous connaissons précisément l’une, moins nous connaissons l’autre. C’est là une caractéristique fondamentale.
Une particule quantique peut exister dans plusieurs états à la fois, jusqu’à ce qu’une mesure soit effectuée. C’est la superposition quantique. Par exemple, un électron peut être dans une superposition de deux positions différentes. Ce n’est qu’au moment de la mesure qu’il "choisit" son état.
Deux particules peuvent devenir intriquées, ce qui signifie que l’état de l’une est instantanément liée à l’état de l’autre, peu importe la distance qui les sépare. Si nous mesurons une propriété de l’une, nous connaissons immédiatement la propriété correspondante de l’autre, même si elles sont à des années-lumière l’une de l’autre.
Einstein appelait cela une "action fantomatique à distance".
En physique quantique, l’état d’une particule est décrit par une fonction d’onde, qui contient toutes les informations possibles sur la particule. Un calcul de probabilité présente la particule dans un certain état ou à un certain endroit. Ce n’est qu’une probabilité.
En physique quantique, l’acte de mesurer un système influence son état. Avant la mesure, une particule peut être dans une superposition d’états, mais la mesure "force" la particule à adopter un état défini.
La physique quantique n’est pas qu’une théorie abstraite : elle est à la base de nombreuses technologies modernes, comme :
- Les transistors (et donc les ordinateurs),
- Les lasers,
- L’imagerie médicale (IRM),
La physique quantique prouve sa pertinence, alors que notre intuition peut nous tromper.
Pour comprendre comment une onde peut être "simultanément partout dans l’espace", il faut clarifier ce que signifie une onde quantique et comment elle se distingue d’une onde classique (comme une vague à la surface de l’eau).
La fonction d’onde (notée souvent ψ) est une description mathématique de l’état quantique d’une particule. Son carré (|ψ|²) donne la probabilité de trouver la particule à un endroit donné si on effectue une mesure.
La fonction d’onde n’est pas localisée comme un objet classique. Elle peut s’étendre sur une large région de l’espace, ce qui signifie que la particule a une chance de se trouver n’importe où dans cette région.
C’est bien là ce qui m’inquiète : comment à des milliards de kilomètres, au fond de l’espace, une question que l’on pose peut être posée simultanément au fond de l’univers ? Normalement, dans notre esprit, il faudrait des millions d’années lumière pour que ma question arrive. Or, elle est déjà là. Cela remet il en question ce que nous savons de l’univers ?




