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Des particules à la vie biochimique |
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| Sommaire |
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| article : n°200601 | ||||||
| auteur : Christian Simoes | ||||||
| date : 15/12/2004 | ||||||
| L'ère radiative |
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| Le monde microscopique et le monde macroscopique sont réunis dans l'évolution de l'univers, car l'infiniment petit a généré l'infiniment grand, l'univers a jailli de presque rien. Au début, une énergie flou fait naître des milliards de milliards de milliards de particules et | d'antiparticules virtuelles, qui vont quitter le monde opaque des ombres, pour émerger dans un monde réel transparent. Les quarksParticule élémentaire chargée réagissant à l'énergie nucléaire forte. Les protons et les neutrons sont composés chacun de trois quarks découverts par un physicien américain Murray Gell-Mann., les électronsCette particule élémentaire constituant universel de la matière, a une charge e=1,59 x 10-19 coulomb et une masse m=9 x 10-28 gramme. Un électronvolt, eV= 1,602 x 10-19 Joule. , les neutrinos Particule neutre sujette uniquement à la force nucléaire faible. Produit en grand nombre dans les premiers instants de l'univers et en moindre nombre au cœur des étoiles et dans les supernovae. et leurs antiparticules à l'état libre, vont surgir du vide. Les particules et leurs antiparticules vont produire la lumière, | beaucoup de lumière, c'est l'ère radiative où la nuit n'existe pas. L'énergie de la force nucléaire forte crée la matière, en associant les quarks trois par trois, c'est l'époque des hadrons qui engendre les protons et les neutrons. Les quarks perdent leur liberté. | ||||
| L'ère matérielle |
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| Dès que la force gravitationnelle a pu reprendre le dessus, 300000 ans après l'ère radiative, on assiste à la naissance des galaxies, des millions de galaxies. Dans le désert cosmique, ces oasis vont échapper au refroidissement continuel. L'ère radiative vient d'engendrer l'ère matérielle. C'est dans ces irrégularités de densité que sont les galaxies que la marche vers la complexité va reprendre. | La radiation crée la matière, c'est l'ère matérielle. La création des noyaux d'hydrogène et d'hélium va se faire dans une soupe de hadronsParce qu'ils doivent leur existence à la force nucléaire forte, le proton, le neutron et leurs antiparticules sont désignés collectivement sous le nom d'hadrons, qui en grec signifie [fort]., de leptons Particule élémentaire sur laquelle la force nucléaire forte n'a pas d'influence. L'électron, le positon, le neutrino sont désignés sous le nom de lepton, qui en grec signifie [faible]. et de photons.Particule élémentaire du rayonnement, sans masse, qui se déplace à la vitesse la plus grande possible, à 300000 km/s. Selon l'énergie qu'elle porte, la particule peut être, par ordre d'énergie décroissante, un photon gamma, X, ultraviolet, visible, infrarouge ou radio. Les galaxies ne sont pas assez denses pour combiner les noyaux d'hydrogène et d'hélium en d'autres noyaux plus lourds. Dans les galaxies, grâce à la gravité, de nombreux petits nuages d'hydrogène et d'hélium vont se | contracter, s'effondrer et atteindre de grandes températures. Des réactions nucléaires vont se déclencher dans ces nuages gazeux, c'est la naissance des étoiles. Quand l'étoile aura converti son hydrogène en hélium, elle va à nouveau s'effondrer et atteindre des températures encore plus grandes. A des centaines de millions de degrés les noyaux d'hélium vont pouvoir fusionner pour donner des noyaux de carbone. | ||||
| Les produits de la cuisson stellaire |
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| Dans des cycles de plus en plus courts les étoiles vont
ainsi fabriquer des éléments de plus en plus lourds et dans de gigantesques explosions,
elles projetteront dans l'espace interstellaire, les germes des futurs atomes. Tous
les produits de la cuisson stellaire, électrons, noyaux des éléments chimiques, sont
dans les étoiles massives. Il reste à unir les noyaux aux électrons pour accéder à l'étape suivante vers la complexité, qui est la construction |
des atomes. Cela ne peut se réaliser que par l'intermédiaire de la force électromagnétique et certainement pas à l'intérieure des étoiles où la température est trop élevée pour que les atomes puissent y survivre. Les poussières d'un millième de millimètre, fait de silicium, d'oxygène, de magnésium et de fer, remplissent l'espace interstellaire. C'est dans ces terres fertiles que les noyaux des éléments lourds vont s'associer et s'unir selon des combinaisons | toujours plus complexes, les atomes et les molécules vont
surgir. Bien sûr, il y a beaucoup de molécules d'hydrogène, mais on trouve aussi du
monoxyde de carbone (CO), de l'eau (H2O, de méthane (CH4), de l'ammoniac (NH3). D'ailleurs ce quartette d'atomes qui fait déjà son apparition: le carbone (C), l'hydrogène(H), l'oxygène(O), l'azote(N) compose 99% de notre corps. |
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| En route vers la complexité |
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| La nature poursuit sa progression vers la complexité, des
molécules de quelques dizaines d'atomes ne lui suffisent pas. Dans un petit coin perdu
de la voie lactée, 10 milliards d'années après le Big Bang, un nuage de poussière se
contracte, les réactions nucléaires se déclenchent, le nuage gazeux s'allume, une étoile
apparaît: le Soleil. Au moment de la contraction, les grains de poussières, tournent autour du centre, beaucoup vont être aspirés, peu s'en échappent et commencent à tourner |
autour du soleil en formation. Les poussières s'agglutinent
en anneaux autour de l'astre, les plus grosses attirants les plus petites et de plus
en plus leurs masses va croître, 1 gramme, 1 kilogramme, 1 tonne, des milliards de tonnes.
Elles se regrouperont autant qu'elles le pourront. La matière des anneaux solaires se concentre dans des planètes et des lunes qui au hasard des rencontres vont soit s'écraser sur la planète soit se trouver prisonnière sur une orbite. Cette période |
d'intense bombardement va durer quelques centaines de millions
d'années. Les planètes se refroidissent, la surface de la terre n'est qu'un océan de
lave incandescente qui peu à peu va se solidifier en éjectant dans son atmosphère de
grandes quantités de gaz, contenues dans la roche liquide. Cette atmosphère est un mélange d'hydrogène (H), d'ammoniac (NH3), de méthane (CH4), d'eau (H2O) et de gaz carbonique (CO2). |
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| Et l'eau ... |
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| Le refroidissement se poursuit, l'eau de l'atmosphère primitive
se condense, des pluies diluviennes s'abattent et inondent la Terre au 3/4. Les rayons énergétiques du jeune soleil vont frapper les molécules de l'atmosphère, qui vont s'associer en de multiples combinaisons. Des acides aminés d'une trentaine d'atomes apparaissent et vont se dissoudre dans l'océan. Beaucoup plus dense que |
l'atmosphère terrestre, l'eau est le lieu des rencontres
et des combinaisons par excellence, car elle protège ses hôtes des orages nocifs du
Soleil. Les acides aminés vont continuer à s'assembler en de longues chaînes et des centaines de millions d'années plus tard, les protéines apparaissent. Une étape de plus est franchie vers la complexité. D'assemblage en assemblage, les protéines vont former des hélices |
enchevêtrées, pour créer la molécule d'ADN, véritable banque
génétique pour les êtres vivants. Puis c'est l'arrivée de l'ADN, cette merveilleuse molécule qui va transmettre l'information du passé vers le futur. Les cellules contenant des millions de molécules d'ADN voient le jour et les organismes monocellulaires pullulent dans l'océan et attendront patiemment pour franchir encore une étape vers la complexité. |
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| Et beaucoup plus tard ... |
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| 3 milliards d'années plus tard, l'occasion leur
est donnée, des organismes pluricellulaires apparaissent. La complexité va accélérer sa marche en avant, encore 100 millions d'années pour voir les coquillages, et les crustacés. Encore 100 millions d'années et les poissons apparaissent. C'est l'époque où la Terre devient le paradis des plantes et des forêts. L'atmosphère va s'en trouver |
considérablement modifiée, car la photosynthèse
va amener l'oxygène et l'ozone protecteur des rayons nocifs du soleil. Les organismes vivants n'ont plus besoin de rester à l'abri dans l'océan, la vie va tenter et réussir à sortir de l'eau pour envahir les terres. Il y a 200 millions d'années, les oiseaux et les reptiles font leur apparition, 50 millions d'années plus tard c'est au tour |
des dinosaures. Il y a 100 millions d'années,
les mammifères envahissent la terre. Il y a 20 millions d'années ce sont les singes
qui montrent leurs dents. Il y a 2 millions d'années les homo sapiens font leur entrée sur la scène terrestre. Il aura fallu à l'univers, inventer galaxies, étoiles, planètes, océans et atmosphères, sous des cieux toujours plus propices pour atteindre la complexité observable aujourd'hui. |
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| L'éternité |
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| A partir du vide, en passant par l'homme civilisé, où se trouve le sommet de cette complexité frénétique, sachant qu'il reste aux germes de la vie, l'éternité ? | ||||||
| La pyramide de la complexité va vers la raréfaction |
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Astronomie - 15 Oct 2007 |
