Voyage entre deux infinis, des particules au cosmos

Antoine Oury - 23.03.2014

Culture, Arts et Lettres - Salons - Salon du Livre - infinis - particules


Chaque année, le Salon du Livre n'oublie pas qu'au milieu des amateurs de littérature se trouvent aussi des fous de sciences, de mathématiques complexes et d'univers inexplorés. Sur le stand « La science pour tous », des scientifiques auteurs vulgarisent certaines grandes théories expliquant le vivant : Nicolas Arnaud et Jacques Paul, auteurs de Passeport pour les deux infinis (Dunod), ont embarqué le public dans leur voyage.

 

 

Jacques Paul - Salon du Livre de Paris 2014

Jacques Paul au Salon du Livre de Paris (ActuaLitté, CC BY-SA 2.0)

 

 

L'ouvrage a été écrit avec deux autres auteurs, Sébastien Descotes-Genon et Sophie Kerhoas-Cavata, ce qui est bien le minimum pour s'attaquer à... l'infini. Voire même, deux infinis : l'infiniment petit et l'infiniment grand. Deux domaines étudiés dès l'Antiquité : atoma signifie indivisible en grec, et la nation figurait parmi les pionniers en la matière, notamment avec les recherches d'Anaxagore, Démocrite, Épicure et Lucrèce.

 

Avec la domination du christianisme, les sciences du vivant ont du se courber face à l'idée d'une création ex nihilo, avant de reprendre de la valeur dès le XVe siècle, et particulièrement au XVII et XVIIIe siècles. Malgré d'importantes découvertes, « nous ne connaissons que 5 % de l'univers, les atomes : nous appelons le reste matière noire ou énergie noire, sans savoir à quoi cela correspond », souligne Jacques Paul. Leur présence est détectée, explique-t-il lorsque les scientifiques pèsent les galaxies, par rapport aux étoiles qu'elles contiennent.

 

Rappelons que la taille de l'univers, tel que nous le connaissons, est estimée à 10 puissance 26, et qu'il y fait très froid. Le Big Bang, que l'on assimile à tort à une explosion, correspond d'ailleurs à une période excessivement chaude, pendant laquelle se forment les premiers atomes. Viennent ensuite les premières étoiles, formant une galaxie, avant que l'expansion ne s'accélère sous l'effet de la matière noire, cette fameuse inconnue que les accélérateurs de particules pourraient peut-être produire.

 

Finalement, « le XXe siècle a été nommé le siècle de l'atome, mais il ne représente finalement pas grand-chose dans notre univers », s'amuse Jacques Paul. Première qualité d'un scientifique, remettre en question... Une fois les galaxies formées, les explosions des différentes étoiles ont pu libérer des atomes contenus dans leurs enveloppes : ces derniers, particules interstellaires, se sont agglomérés jusqu'à former des planètes...

 

 

Nicolas Arnaud - Salon du Livre de Paris 2014

Nicolas Arnaud - Salon du Livre de Paris 2014 (ActuaLitté, CC BY-SA 2.0)

 

 

Buvez un verre d'eau, vous aurez l'univers dans la gorge : l'eau associe en effet deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène. Les premiers sortent tout droit du Big Bang, quand le second dérive directement du coeur des étoiles massives. Bref, un message de santé publique, qui plus est scientifique.

 

L'infiniment petit, de son côté, renferme encore bien des mystères : la matière considérée indivisible par les Grecs, l'atome, est en fait constituée de particules, et de nouvelles sont découvertes assez souvent. À l'heure actuelle, on considère que les atomes sont formés de 2 ou 3 quarks (6 ont été découverts au total), auxquels s'ajoutent des électrons et des neutrinos. Ce sont les particules élémentaires, les fameuses, et l'on considère qu'il n'y a rien de plus petit... Jusqu'à ce que nos convictions soient ébranlées.

 

Et, en fin de compte, infiniment grand et infini petit se rejoignent finalement dans la recherche : « Les accélérateurs de particules permettent de créer des collisions, afin de révéler des particules insoupçonnées. Et, plus on souhaite atteindre le petit, plus il faut d'énergie : c'est ainsi que l'on rejoint le Big Bang », termine Nicolas Arnaud.