Une galaxie pour comprendre

Combien d’atomes sont nécessaires pour comprendre l’atome ? Quand la science cherche à mesurer l’infini.

Photo : Antoine Bordeleau pour L’actualité

Depuis la Grèce antique, l’humain s’interroge sur la composition matérielle… du matériel. Le philosophe Démocrite avait proposé que tout ce qui existe était en fait constitué de corps infiniment petits et indivisibles : les atomes. Évidemment, Démocrite ne pouvait pas prouver scientifiquement l’existence de l’atome ; ce n’était qu’une hypothèse. Son raisonnement était le suivant : qu’arriverait-il si on coupait un objet en deux à répétition ? À un certain moment, on atteindrait la plus petite forme de matière possible… Il baptisa cet objet hypothétique atomos, qui signifie « indivisible ».

Nous savons aujourd’hui que ce que nous nommons l’atome est en réalité divisible, mais l’explication de Démocrite reste tout de même importante dans le contexte de l’époque. Les atomes sont composés de particules telles que l’électron, le proton et le neutron. Ces deux derniers sont même constitués de sous-particules appelées quarks (l’électron serait bel et bien élémentaire).

D’après nos connaissances, l’univers visible est entièrement composé d’atomes et de particules. Notre planète est une agglomération d’atomes. L’atmosphère, les sols, les lacs et les rivières sont tous formés d’atomes. Et la vie ! La vie aussi est faite d’atomes.

L’être humain est un assemblage de milliards de milliards d’atomes soigneusement harmonisés en molécules complexes. Notre cerveau, où les impulsions électriques de notre système nerveux sont interprétées, enregistre et analyse les données que le corps recueille sur son environnement. Et étrangement, le cerveau humain, lui-même un assemblage d’atomes, a acquis la capacité de comprendre l’atome.

Alors voici une question : combien d’atomes sont nécessaires pour comprendre l’atome ?

Le cerveau humain adulte possède une masse d’environ 1,5 kilo. Nous pourrions, grâce au nombre d’Avogadro (qui mesure la quantité d’entités élémentaires que contient une mole de matière), estimer combien d’atomes s’y trouvent. Le résultat serait gargantuesque : en comparaison, une petite gorgée d’eau de 18 ml renferme plus d’atomes d’hydrogène et d’oxygène qu’il y a d’étoiles dans notre galaxie !

Attention toutefois : le cerveau à lui seul ne peut se suffire. Il lui faut un corps pour s’alimenter et se développer. Le cerveau a besoin des organes vitaux pour subsister, d’un squelette et de muscles pour se mouvoir, se nourrir et apprendre. Si l’on tient compte du fait qu’un humain adulte moyen peut peser de 50 à 150 kilos, le nombre d’atomes requis pour comprendre l’atome vient d’augmenter considérablement.

Mais ce n’est pas tout. Le corps humain et son cerveau ne peuvent évoluer dans l’espace vide ! Il leur faut une planète où vivre, de l’air pour respirer, de l’eau pour s’abreuver et des nutriments pour s’alimenter. À bien y penser, la planète entière est nécessaire à la compréhension de l’atome. La Terre possède une masse approximative de 5,97 x 1024 kilos. C’est sur cette agglomération d’atomes qu’a commencé le processus de la vie il y a près de trois milliards d’années. Sans toute cette masse, l’être humain moderne n’aurait jamais été en mesure de se développer pour comprendre l’atome.

Mais… un instant ! La Terre ne serait qu’une insignifiante poussière glacée sans la présence du Soleil. Sans l’énergie qu’il nous fournit, l’atmosphère et les océans seraient gelés. Il n’y aurait pas de climat pour redistribuer chaleur et eau sur toute la surface du globe. Sans une étoile adulte stable comme la nôtre, jamais les réactions chimiques ayant mené à la vie n’auraient eu lieu.

Le Soleil possède une masse de 334 000 planètes Terre. À lui seul, il prend environ 99,8 % de la masse de tout notre système solaire. Les atomes des couches externes du Soleil écrasent, par gravité, ceux du noyau du Soleil. Ceux-ci sont tellement sous pression qu’ils fusionnent en éléments plus lourds, ce qui crée énormément d’énergie thermique. Alors si nous ajoutons le Soleil, le nombre d’atomes nécessaires pour comprendre l’atome vient encore d’augmenter exponentiellement.

Sauf que… les étoiles ne se forment pas dans le vide ! Elles sont le produit de l’effondrement gravitationnel de nébuleuses, ces grands nuages de gaz et de poussières omniprésents au sein des galaxies. On estime que la Voie lactée, notre galaxie, contient 100 milliards d’étoiles. Ça fait beaucoup d’atomes.

Est-ce que ça continue ? Est-ce que la Voie lactée a besoin des autres galaxies pour abriter la vie ? Là, je ne sais plus.

Conclusion : combien d’atomes sont nécessaires pour comprendre l’atome ? La réponse est à la fois simple et désarmante : au minimum, tous les atomes d’une galaxie. Au maximum, peut-être que, indirectement, l’Univers entier est requis pour la compréhension de l’atome…

Mais qu’en sais-je ? Après tout, je ne suis qu’un assemblage d’atomes qui essaie de comprendre.

Les commentaires sont fermés.

Bonjour, puis-je me permettre que ce texte touche une question de fond sous un angle que je n’ai jamais vu auparavant. « Sommes-nous seul dans l’univers » « Je pense donc je suis » « Pourquoi avoir créé un si grand univers sans conscience pour l’habiter », etc. Possédant des études au baccalauréat en philosophie, en théologie, en moral, en physique et en génie et mordu d’astrophysique depuis des décennies, je suis une belle clientèle pour cet article. L’angle n’est plus ma conscience face à l’univers (matière/temps), ou l’humanité versus l’univers, l’angle est que l’univers (ou du moins une galaxie) et ses milliards d’année sont un minimum physique requis pour une forme d’intelligence ou de conscience. C’est quelque part entre le « tout » (tout est unifié, le créé/matière/temps est sa propre conscience) et le dualisme (le conscient et la matière). Je ferai pas un dissertation mais bravo. On peut aller loin avec votre texte.

L’arbre est dans ses feuilles marilon, marilé
L’arbre est dans ses feuilles marilon-don-dé…
Je ne suis pas certain de vraiment « comprendre l’atome », mais j’ai eu 1,5 kilo d’atomes, au-dessus des épaules, tout excités à la lecture de ce texte.