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Le vide interstellaire

Le vide est-il vraiment vide ?

   Catégorie : matière et particules
Mise à jour 01 juin 2013

Il ne faut pas confondre le vide et le néant. Le néant est l'absence de tout, dans le néant il n'y a rien ni matière, ni énergie, ni espace, ni temps.
Le vide est avant tout un concept philosophique mais il désigne l'absence de matière.
Concrètement le vide total n'existe pas ou du moins il est très difficile à rencontrer. Dans le sens commun, lorsque l'on dit qu'un contenant est vide, il est en fait rempli d'air. Un verre vide ou une bouteille vide contiennent environ 2x1015 molécules par millimètre cube, c’est à dire deux millions de milliards de molécules. La terminologie du vide est ambigüe : si le vide n'est pas vide, mérite-t-il son nom ?
Les physiciens définissent le vide comme ce qui reste quand on a éliminé tout ce qu'il est expérimentalement possible d'enlever d'une partie de l'espace : ainsi le vide est défini par une limite expérimentale.
Il n'y a donc pas de vide mais de l'ultravide.
L'ultravide s'obtient quand on atteint la pression très faible de 10-7 Pa, unité du système international. C’est un espace dans lequel les molécules sont fortement raréfiées. Comment peut-on faire le vide ?
Pour faire le vide, on prend une enceinte étanche et on pompe l'air avec une pompe à vide, on définit la qualité du vide par la pression d'air résiduelle, exprimée en pascal (Pa), ou dans le milieu industriel en millibar (mbar) ou torr (mm de mercure). On comprend maintenant que le vide ne peut être que partiel. Un fort ultravide sur Terre correspond à une pression de l'ordre de 10-8 Pa. A cette pression on compte encore, 2 millions de molécules par centimètre cube. La différence avec la densité au sein des gaz interstellaires est gigantesque, puisqu'elle est de l'ordre de 1 atome par centimètre cube, là non plus le vide n'existe pas.

 

Les ondes électromagnétiques traversent le vide, il y a donc dans le vide des variations du champ électromagnétique, c'est à dire de l'énergie, ces champs ne nécessitent aucun support matériel.
Le vide total est donc l'absence à la fois de matière mais aussi de rayonnement, c’est pourquoi il n'existe pas dans le cosmos et encore moins sur Terre.
Albert Einstein consacre l'annexe 5 de son livre Relativité - Théories spéciale et générale (Relativity - The Special and the General Theory, traduction de Robert Lawson, 1961), à la relativité et au problème de l'espace. Il y cite Descartes et Kant et donne raison à Descartes, en niant l'existence du vide, c'est-à-dire, précise-t-il, l'existence d'un espace vide de champ.
Il note dans sa préface à la 9ème édition du livre :
« les objets physiques ne sont pas dans l'espace, mais ces objets ont une étendue spatiale. De la sorte, le concept d'espace vide perd son sens. »  

nota : Une pression d'un pascal (Pa) est une contrainte uniforme qui, agissant sur une surface plane de 1 mètre carré, exerce perpendiculairement à cette surface une force totale de 1 newton.

nota : Un newton (N) est la force capable de communiquer à une masse de 1 kilogramme une accélération de 1 m/s² (ce qui peut se lire : Un newton est la force capable de communiquer à une masse de 1 kilogramme une augmentation de vitesse de 1 mètre par seconde et cela chaque seconde, ou encore de 3,6 kilomètres par heure par seconde).

 vide absolu, hémisphères de magdebourg

Image : Les hémisphères de Magdebourg de Otto Von Guericke. Légende du dessin :
 1. Cordes (les chevaux tirent à gauche et à droite hors de l'image),
2. Morceaux de bois sur lesquels sont fixées les cordes,
3. Anneau de cuir badigeonné d'huile et de cire, pour favoriser l'étanchéité des deux hémisphères,
4. Robinet d'extraction de l'air,
5. Anneau d'argent de maintien des cordes.
Source: German Wikipedia, original upload 2. Apr 2004 by Anton.

Hémisphères de Magdebourg

    

Les hémisphères de Magdebourg réalisées en 1654, furent pour l'époque, l'une des expériences les plus surprenantes de Otto Von Guericke, bourgmestre de Magdebourg, pour mettre en évidence le "vide".
Deux hémisphères vides d'un peu plus de trente centimètres de diamètre furent assemblées  si parfaitement que l'air put être pompé entre eux, avec les moyens de l'époque. C’est donc la pression de l'atmosphère environnante qui les maintenait ensemble fermement, puisque l'intérieur était quasi "vide". A Ratisbonne, en 1657 devant la Diète (assemblée officielle) et l'empereur, on essaya de séparer les deux hémisphères, et deux attelages de 8 chevaux de trait ne purent y arriver. Cette expérience a permis de démontrer l'action de la pression atmosphérique sur les hémisphères et donc sur toute la surface de la Terre.

 

Image : Les hémisphères de Magdebourg dessinées par Anton Bekannt, GNU Free Documentation License.

 Hémisphères Magdebourg  Magdeburgerhalbkugeln

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