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26/11/2008

Infini et éternité

Modeste Toulemonde cherche à comprendre ; Partie 3 :  Infini et éternité.

Parties précédentes :  (1) E = mc²   et  (2) D’où vient la vie ?  (voir notes précédentes :  cliquer sur notes récentes)

 

Modeste Toulemonde est un « penseur toujours en formation »  maintenant  qu’il dispose comme chacun de tant de moyens informatiques pour comprendre ou satisfaire sa curiosité … réfléchir … et compléter son étude et son propos.

 

 E = mc² , on sort cette formule par boutade, en jouant à  « l’intello ». Modeste Toulemonde, a voulu comprendre ce que ça voulait dire au juste … : ce fut le sujet de son premier « papier » et ça l’a mené loin … jusqu’au … « Boson de Higgs » … qu’on espère découvrir grâce au « grand collisionneur » de Genève (LHC) inauguré le 21 octobre 2008 pour lequel on a dépensé 6,5 milliards € et qui  apporterait un peu plus de clarté sur  la grande énigme de l’univers (si on arrive à isoler ce Boson).

 

La seconde intervention allait de soi : après la matière, fille de l’énergie, la vie fille de la matière,  elle-même notre raison d’être puisqu’elle a produit la vie.

 

La vie a fait de nous un être intelligent et le développement de cette faculté nous amène à nous situer et à nous poser des questions essentielles quant à l’espace et au temps qui conditionnent notre existence.

 

Nous nous trouvons alors confronté à ces terribles et inconcevables concepts pour notre petite intelligence humaine :  l’infini et l’éternité.

 

Inconcevable pour notre logique humaine, mais nécessaire et indispensable dans l’absolu de notre pensée.

 

Cette interrogation profonde s’est imposée à nous depuis toujours en mélodies lancinantes qui hantent en sourdine le fond de notre âme.

 

 

 SYMPHONIE DE L’INFINI.

 

Et après, et ensuite,

En obsédant toujours

Du tourment de la  fuite

Du temps en fin des jours.

  

Frisson des lointains fous,

Angoisse d’éternel

En faim d’originel

Dans l’absolu du tout.

 

La droite qui s’emballe

En quête de sa fin

Recherche le matin

De ses surfaces astrales.

              

Les volumes s’étendent

En grand bang glorieux

Pour la plus grande offrande

A la gloire des dieux.

 

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Mon regard de « petit homme » se porte au loin, bien au loin, là où il n’y a plus rien, en cherchant à prolonger ce qu’on appelle, faute de mieux, l’infini.  Mes tempes font mal de l’effort de mes yeux qui s’ouvrent démesurément.  Je cherche vainement le bout, la fin du vide qui s’est creusé devant moi… mais Je sais que j’hurlerai toujours « et après… ! »  sans fin, sans trêve,…infiniment…

 

Ce concept de l’infini me trouble, m’inquiète et me laisse rêveur.  La langue  française a exprimé ainsi ce qui est sans limite, ce que mon entendement ne peut accepter.

.

Mon intelligence de « petit homme » admet difficilement et ne comprend pas que l’espace et le temps soient sans limite.  Ma logique, tributaire du contexte de l’espace et du temps, est déboussolée. En fait, je suis confronté à deux logiques qui s’opposent :  l’une découlant de l’espace et du temps, l’autre dictée par ma raison.

 

Dans mon contexte d’espace et de temps, je refuse l’illimité parce que mon intelligence ne peut pas le concevoir :  l’illimité semble impossible.

 

Ma raison quant à elle ne peut qu’accepter des évidences : l’infini est illimité dans tous les sens et l’espace et le temps ne sont possibles que dans une logique évolutive avec une origine, mais qu’y avait-il avant  ? … 

La seule réponse logique c’est qu’il n’y avait sans doute pas d’origine et donc pas « d’avant ». 

 

La plupart des hommes et Descartes en particulier, voient dans ces concepts  créés  par l’intelligence humaine, une preuve de l’existence de Dieu ou d’un « Autre » supérieur et omnipotent qui lui serait l’origine de la création et n’aurait pas d’avant.

 

L’infini est un mot mystérieux qui interpelle le poète-rêveur.  La combinaison des signes, les hasards de l'étymologie, du graphisme et de sa construction sonore lui sont apparus comme magiques, profonds, lents et majestueux. 

 

Il le prononce les yeux au lointain, avec respect.  Il le dit sans bruit parce qu'il est prédestiné, dirait-on, construit très court, compact, simple, fondamental...

 

Harmonieux, il est composé de six lettres en nombre décroissant :

Trois « I »                                             )   3   (

                Deux « N »                            )   2   (      6 lettres      IN  FI  NI

                                Un « F »                 )   1   (

Il commence et se termine par un "I" qui est lui-même précédé ou suivi de la même consonne "N"

 

Enfin, l’ensemble est relié en son centre par "FI», la très belle consonne grecque dont le tracé permet de figurer une symbolique significative de la contradiction qui existe entre le fini et l’infini.  En effet,  quand on écrit « fi » en grec, on trace d’abord une boucle « finie » que l’on abandonne dès qu’on a atteint l’intersection du tracé,  pour la traverser ensuite, en la faisant repartir en droite qui pourrait être infinie.

 

Je ne pouvais être mieux servi par le hasard pour introduire la démonstration d'un premier principe qui régit notre réel planétaire, en contradiction avec l'authentique réel.

 

Ce premier principe simple pour illustrer ma matérialisation de l’infini va m’amener à pousser plus loin ma démonstration.

 

Assis à ma table, songeur, j’ai posé son crayon sur sa pointe et sur une feuille de papier et j’ai obtenu un point. De ce point, je projette, en pensée, de part et d'autre, un ensemble d'autres points juxtaposés, ayant ainsi formé une droite qui est définie en géométrie comme étant infinie de part et d'autre de ce point.

 

C'est ce que je pourrais appeler l'infini linéaire projeté dans l'espace.

 

J’imagine ensuite que cette droite qui fuit de part et d'autre du point imaginaire laissé par le crayon s'enfonce dans l'infini de part et d'autre de ce point à une vitesse infinie (non limitée, toujours progressive, exprimée en mathématique par l’élévation au carré).  J’ai ainsi apporté une donnée supplémentaire à la démonstration de ce qui est, semble-il,  fondamental :  le temps dépend de l’espace et l’espace dépend du temps et les deux sont infinis. Dans l’absolu du raisonnement, il n’est pas possible de le concevoir autrement : il n’y a pas d’autres alternatives.

 

Cependant ce fait est en totale contradiction avec notre logique cérébrale qui est confrontée aux impératifs de notre environnement soumis à une règle de commencement et de fin.

 

Cette contradiction entre deux évidences ont amené Einstein, les scientifiques et les penseurs à définir une donnée nouvelle : l’espace-temps.

 

Comme un jeu, je poursuis ma réflexion plus loin en imaginant à partir de la pointe de mon crayon une juxtaposition sur le même plan de droites accolées les unes aux autres sans espace entre elles pour obtenir une surface circulaire infinie partie de ce point, progressant à une vitesse que j’imagine s’éloigner de moi à une vitesse progressivement infinie (en progression géométrique, comme disent les mathématiciens). 

 

Si, maintenant, je déplace mon plan circulaire infini dans l'espace d'une manière volumétrique, c'est-à-dire que  j’imagine un ensemble d'autres plans étroitement juxtaposés au premier de manière telle que l'ensemble produise, de part et d’autre du point,  une explosion volumétrique imaginaire infinie dans l'espace-temps, la pointe du crayon sera devenue le centre d’un univers-personnel que je viens de créer et que mon cerveau vient de concevoir suite à ma réflexion.

 

Cette explosion volumétrique imaginaire existe parce que j’ai posé mon crayon sur sa pointe, déterminant ainsi une origine à un moment précis dans le temps.

 

C’est ici qu’on rencontre toute la complexité d’un système que notre entendement comprend difficilement pour la simple raison qu’elle contrarie  une logique que nous vérifions à chaque instant de notre quotidien : il y a un début et une fin à tout.

 

Mais dans l’absolu, il faut accepter une évidence : l’univers-total  (Si on accepte la théorie de l’univers-bourgeon  – voir in fine de E = mc²) ou l’univers tout court sont soumis à la loi dite de l’espace-temps qui unifie l’espace et le temps.

 

En résumé, comme l’affirme Einstein qui a créé ce concept unifié d'espace-temps, celui-ci n'existe que relativement à l'observateur qui s'y trouve situé.  La matière ne serait, et nous par conséquent, que le résultat d’un mécanisme général que nous essayons de comprendre.  (voir  partie 1 :  E = mc²)

 

Laissons aux théoriciens le soin de débattre des contradictions et même des aberrations ou « paradoxes » que leurs calculs théoriques provoquent ( illustré entre autres par l’exemple célèbre des jumeaux de Langevin , l’un voyageant dans l’espace à une vitesse proche de celle de la lumière retrouvant son frère, resté sur terre, plus vieux que lui ou celui du train  dans un tunnel de même longueur avec des observateurs dans le train ou en dehors de celui-ci et qui ont des visions différentes de la fin du train  … etc.) pour accepter deux évidences : Tout ce qui est, évolue et obéit à la loi des échanges d’énergie (E = mc²) et le néant n’existe pas puisqu’il est sans devenir.  Seul existe l’univers-total en perpétuel mouvement depuis toujours.

 

Quant à nous, les hommes, dès que l’intelligence s’est affinée, nous avons recherché une explication qui évoluera avec nos découvertes.  Quand nous étions des primitifs, nous l’avons recherchée dans les mystères de la nature et du cosmos  (feu, tonnerre, eau, ciel, soleil….)

 

Avec les bandes des savanes, nous avons trouvés des meneurs qui devinrent des chefs quand se constituèrent les tribus,  regroupées ensuite en peuples et nations, dirigés par des « Grands » tout puissants.

 

Les religions ont alimenté les penseurs qui ont inspiré des prêtres pour enseigner les autres en leur donnant l’espoir d’une vie meilleure en leur fournissant leur version de l’inexplicable.

 

 

 

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MELODIE DE L’UNIVERS.

 

Tu fus infiniment petit,

Si petit qu’on cherche ton origine !

Si petit mais si dense

Que tu es temps et espace.

 

L’écho de ton bang

Est l’inverse de ton feu.

L’infini de ton temps

Est l’extrême de ton jour.

 

Tu es le cœur d’un monde

Qui palpite dans l’immensité.

L’immensité d’un vide

Qui sera toujours éternité.

 

Tu es le chant des êtres,

L’adversaire du néant.

Tu les as regardés naître

Sortant de ton ventre géant.

 

°°°°°°°°°°

 

Quand nous consultons nos encyclopédies,  nous apprenons  que l'origine de l'univers se situe à 13,7 milliards d'années de son origine suivant la mesure établie par le satellite WMAP.

 

En prolongeant mon raisonnement à partir de mon crayon posé sur sa pointe,  je me dis que cela ne vaut que par rapport à moi et à mes frères qui se trouvent sur leur minuscule planète "terre" évoluant dans leur tout petit système solaire.

 

Où sommes-nous donc dans cet univers, nous qui sommes situés à 13,7 milliards d’années de son origine : le fameux grand bang ?  La fameuse grande explosion initiale ?

 

On nous dit  que l’univers est en expansion comme un ballon qui gonfle et dont les différents points s’écartent les uns des autres d’une distance progressivement  égale, avec la particularité que seul l’espace gonfle et pas les points (voir partie 1)

 

C’est cette « dilatation » à l’heure actuelle qui a duré 13/15 milliards d’années par rapport à nous et nous accompagne toujours.

.

Depuis Einstein, nous savons que si nous nous déplaçons dans l’espace, nous nous déplaçons également dans le temps et que le temps et l’espace n’ont de sens que par rapport à un observateur situé dans cet espace-temps

 

Nous ne pouvons déduire qu’à partir des données vérifiées que nous connaissons ou expérimentons, le reste n’est que vérités révélées, non prouvées. 

 

La science évolue et prospecte, des concepts s’établissent.  Les vérités d’hier sont souvent des erreurs aujourd’hui.  La connaissance humaine progresse lentement, par à-coups.  Les moyens techniques actuels sont fantastiques et le seront toujours davantage. 

 

L’ignorance recule devant la connaissance.  L’intelligence de l’humanité devrait lui permettre, sauf accident, de réaliser des bonds prodigieux dans le savoir.  Cependant, l’intelligence humaine sera-t-elle  capable de tout expliquer ?

 

La grande question reste de savoir si cette intelligence est de nature fondamentale,  l’apanage d’un Dieu doué de la connaissance suprême qui en disposerait selon ses desseins, qui serait hors et indépendante de notre phénomène évolutif, hors cycle du carbone.

 

Ou bien sommes-nous tout simplement une faculté dominante sélectivement développée par les humains ?

 

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12/11/2008

D'où vient la vie ?

Modeste Toulemonde cherche à comprendre :

Partie 1 « E = mc² »  (voir blog précédent ci-après)

Partie 2 « D’où vient  la vie ? »

 

La vie et l’intelligence sont  des phénomènes aléatoires peut-être uniques dans l’Univers ou très rares.  Leurs conditions d’existence sont tellement fortuites qu’elles résultent ou du hasard ou de  l’intervention d’un pouvoir supérieur.

Les infinitésimales cellules, qui sont les constituants de notre corps et de tout les êtres vivants, évoluent instant après instant dans le temps au cours de leur existence, en obéissant à un phénomène de croissance suivi d’un retour à l’inanimé,  imposé par une loi fondamentale d’échange continu. (rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme disait déjà Antoine Lavoisier fin du 18 ème siècle).

Il est indéniable que la vie a créé un « individu » qui a une existence propre, primaire chez les micro-organisme, ensuite évolué chez les hommes. Le Grand Robert définit individu  (sens biologique) comme suit : Corps organisé vivant d’une existence propre et qui ne saurait être divisé sans être détruit.

Aussi l’individu prend place dans son environnement pour y avoir une existence propre pendant une durée de temps limitée.  Devenu matière organique par sa mort, il s’ajoute à la « masse  inerte » qui s’est constituée depuis les premiers unicellulaires, pour devenir lui-même le  « terreau fertile »  des existences futures.  Au cours de son existence, il ne cessera de se « nourrir » des autres êtres vivants pour subsister en rejetant les déchets qui en résultent et qui s’ajoutent à ce « terreau ».

La vie est un « accident » peut-être unique (ou très rare) dans l’univers.  Un mécanisme évolutif s’est mis en place par « accident » sur un morceau de « soleil éteint », notre planète terre  (une planète, du grec planètes = errant) orbitant autour de sa «modeste étoile » si insignifiante parmi les milliards d’autres.

Nos scientifiques disent que la vie a surgi parce que se sont trouvés rassemblés par le plus grand des hasards, ou par intervention supérieure, les éléments qui lui étaient nécessaires pour démarrer, qu’elle a commencé dans l’eau avec les micro-organismes et une algue (ou un végétal primitif) qui se passaient d'oxygène et cela il y a quelques milliards d'années.

L’évolution a poussé ce végétal a dissocier l'oxygène que contenait l'eau.  L'aventure de la vie multicellulaire était lancée pour atteindre le degré de complexité que nous lui connaissons aujourd'hui.

Cette algue ou ce végétal a entamé ce processus de dissociation de l’oxygène de l’eau parce qu’il obéissait à une loi de poussée évolutive de la matière (rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme)  depuis le départ théorique de l’espace-temps dans « notre » univers qu’on a appelé le Big-bang ou l’explosion initiale.

Depuis qu’Einstein l’a exprimé dans sa formule E = mc², on sait que la matière, c’est de l’énergie en devenir et vice versa, rien n’est statique, tout évolue, tout est en mouvement dans l’univers.  Dès l’explosion initiale, il y a création d’un mouvement avec échange de matière et de force vers un autre « devenir ».

Sur notre planète « terre », cette poussée évolutive atteindra le paroxysme de son adaptation quand toutes les possibilités de croissance auront été atteintes dans un espace limité, probablement à la suite de grands mouvements géologiques locaux ou planétaires. Ainsi, après les unicellulaires, quand des végétaux du milieu marin se trouvèrent confinés sans possibilités de développement, ou bien ils périrent pour trouver les stades de la matière inerte ou bien ils s’adaptèrent en se transformant, voire en mutant. 

Ces phénomènes ont vraisemblablement été provoqués par saturation du milieu dans lequel ils se trouvaient, restreint par des événements géologiques, ce qui a provoqué les nouveaux règnes :   dans le milieu marin, les poissons transformateurs de plancton et de micro-organisme et les poissons piscivores transformateurs de leurs propres congénères et sur la terre les herbivores, transformateurs de végétaux et les carnivores, transformateurs d’herbivores.  

Quant aux origines de la vie, selon des scientifiques sérieux, elle serait apparue sur terre dans des sortes de petits lagons tièdes laissés par des mers calmes, il y a environ 3,8 milliards d’années.  C’est dans ces creusets qu’une incroyable alchimie se serait produite : « Il se fait que, sur la terre, un événement d’une très haute improbabilité a eu lieu »  J.Monod dans « Hasard et nécessité » ou pour les croyants, intervention supérieure avec prolongement de « l’individu » dans une autre existence.

Cette « prévie » dans des endroits privilégiés se serait retrouvée dans les mers par accident géologique ou par le mouvement des océans.  Les mers chaudes devinrent vraisemblablement le giron des tout premiers unicellulaires.  On connaît la suite : aux unicellulaires ont succédé les pluricellulaires dont un végétal  qui contribua à la mise en place du processus chlorophyllien.

Si je consulte mes encyclopédies, elles m’apprennent les choses suivantes :

 L’oxygène est contenu dans l’eau (deux atomes d’hydrogène et un d’oxygène). L’air (sec) que nous respirons est formé de molécules composées de 78% d’azote, de 21% d’oxygène et d’1% de gaz rares (argon, néon, hélium, krypton, xénon).

L’évolution biologique a provoqué des processus chimiques de création de molécules telles, outre celles de l’oxygène contenu dans l’air, celles de l’ozone qui lui est complémentaire. 

L’ozone (trois atomes d’oxygène ou O3) est produit par intervention cosmique : une molécule d’oxygène (O2) se dissocie en ses deux composants, qui s’associent chacun à une autre molécule d’oxygène pour former une molécule d’ozone (O3) . L’ozone, présent dans la stratosphère (entre 10 et 50 kilomètres d’altitude), est un filtre qui nous protège des rayons ultra-violet qui tuent la vie aérienne. Cette molécule est apparue il y a 900 millions d’années avec le développement de la vie végétale marine. Personne n’ignore que l’activité humaine peut être responsable de la raréfaction de l’ozone stratosphérique et que les autorités de la planète y sont attentives.

Autre processus chimique :  la photosynthèse qui permet aux végétaux d’assimiler grâce à la lumière le gaz carbonique et de produire des glucides tout en libérant de l’oxygène.  Ce gaz carbonique ou dioxyde de carbone est rejeté en l’absence de lumière, notamment la nuit.

Ces différents phénomènes sont liés à la vie et ont contribué à son explosion en créant la cornue d’éléments divers dans laquelle s’est développé le processus chlorophyllien.  La chlorophylle (du grec chloros : vert et phyllon : feuille) est  un pigment situé dans certaines matières  (chloroplastes) des cellules végétales, pour intercepter l’énergie lumineuse et la convertir en énergie  chimique.  Son spectre  d’absorption du rayonnement lumineux (Ce sont les raies ou plages lumineuses de la lumière visibles dans l’arc-en-ciel) est le vert et c’est dans cette couleur dont la longueur d’onde est moins absorbée que la chlorophylle nous apparaît. 

Que disent encore nos documentations ?

Les êtres vivants, végétaux ou animaux et nous par conséquent sommes composés de divers éléments que nous trouvons dans notre environnement et que nous assimilons  :

l’eau :  est le principal composant de notre corps (65 % pour un adulte moyen) et est essentielle à l’existence de la plupart des êtres vivants.   Les végétaux en sont les plus importants consommateurs en l’absorbant par les racines en grande quantité et en la rejetant par évapotranspiration.

les glucides (sucres), : que l’on trouve dans :  pommes de terre, pain, blé, avoine, maïs, riz, haricots secs, fèves, lentilles, bananes, châtaignes, sucre de canne et de betterave, miel, glucose, confiture, sirops industriels 

 Les protides : d’origine animale = viandes,  poissons, œufs, lait, fromage et d’origine végétale (en  moindre concentration) = légumes secs : haricots secs, lentilles, pois chiches, fèves, graines germées, et les céréales : orge, avoine, blé, riz, pâtes.

les lipides : dont la fonction principale consiste à emmagasiner une quantité d’énergie plus de deux fois supérieure à celle d’un gramme de glucide :  en sont riches les huiles (arachide, olive, tournesol, maïs, soya, colza, noix,) le beurre, la crème fraîche, les margarines et les fruits  gras  (amandes, noix, noisettes, arachides etc.)

les sels minéraux. : ce sont des matières composites inertes formées d'éléments chimiques de base (inorganiques) que l'on retrouve abondamment dans la couche superficielle et sédimentaire de notre globe. Ils représentent 4 % de notre poids.  En dehors des oligo-éléments dont les besoins sont moindres (en grec oligo = peu), ceux dont les besoins sont grands sont : le calcium (dans le lait et les produits laitiers, le jaune d’œuf, les légumes secs) le phosphore (lait et produits laitiers, le jaune d’œuf, le pain et les légumes secs) le sodium  (sel de cuisine, charcuteries, lait, œufs, poissons, viandes, conserves, eaux minérales) le potassium  (fruits (notamment la banane), légumes secs, viandes, poissons, chocolat) le magnésium  (fruits et légumes secs, fruits de mer, chocolat) le fer  (abats surtout le foie, viandes, jaune d’œuf, fruits et légumes secs, chocolat, vin ).

Enfin, il est aussi important de signaler que le carbone est présent partout dans la matière vivante ou ses substrats d'où l'appellation de "cycle du carbone"  et d’en conclure que la composante élémentaire de la vie sur notre planète dépend  essentiellement du carbone et que la pensée intelligente qui en résulte ne se réalise et ne peut s'exprimer autrement que par cette matière qui en est le support et le moyen d'expression.

Si on étudie en profondeur ce cycle du carbone, on est frappé par le caractère très hasardeux  d'une réussite dont nous sommes l'aboutissement.

On peut supposer que d'autres supports existent dans « notre » univers ou dans « l’univers-total » (voir étude précédente : E = mc²) pour exprimer cette pensée intelligente et que nous n’en serions dès lors pas les seuls et uniques dépositaires comme l'affirment de bonne foi et de manière anthropomorphique la plupart des hommes.

Ces autres supports sont-ils possibles ?  Pourquoi pas, rien ne nous permet de prétendre le contraire.

D’autres systèmes que le nôtre, évolutifs également, vivant et se multipliant, occupant un ou des espaces, consommant et développant de l’énergie, sont possibles sinon probables. 

Pourrons-nous entrer en communication avec ces « extra terrestres » ?  Difficilement sans doute, puisque nous n’avons pas les mêmes possibilités de communication et l’handicap de la distance. 

Ont-ils quelque chose qui ressemble à nos sens ?  Probablement que non.  Si il y a quelque chose qui ressemble à la vie, qui évolue, qui occupe des espaces, qui se multiplie et qui connaît l’incroyable et miraculeuse aventure de la pensée humaine, ce « quelque chose » n’a probablement aucune possibilité de communiquer avec nous, à supposer que ses moyens le lui permettent et qu’ils soient à notre portée.

 

 

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HARMONIE DE LA VIE.

 

Tendre lagune bleue d’acier,

Amante alanguie de soleil,

Chatte étirée sous les baisers

De la vie qui soudain s’éveille.


Tiède de rayons engourdis,

Ton ventre chaud s’est alourdi,

D’atomes, cellules et mers,

Pour enivrer la terre entière.

 

Une algue bleue des océans,

Avide de ciel,  folle d’îles

Préparait un très grand moment :

L’alchimie des chlorophylles.

 

La vie a voulu la douceur,

La vie a voulu les couleurs,

La vie a voulu la chaleur,

La vie a voulu le bonheur.

 

 

Le soleil lui a tout donné :

 

Le vert de ses prés et ses bois

Le rouge des couchers du soir

Le jaune de ses moissons d’or

Le bleu de son beau ciel d’été

Le blanc de ses neiges éternelles

Et le noir de ses nuits profondes.

 

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Ceux qui voudraient approfondir ou vérifier ce « condensé » écrit par un modeste profane « Monsieur Toulemonde » pourront consulter la documentation suivante que j’ai utilisée :

 

-          Les différents sites de Wikipédia sur Internet.

-          Les sels minéraux dans  www .pratique.fr

-          Les algues dans http://aquagazel.free.fr

-          Dictionnaire encyclopédique Hachette

-          Universalis

-          L’eau dans le corps humain : http://ac-versailles.fr

 

01/11/2008

E = mc²

 

Modeste Toulemonde cherche à comprendre

Formule que  « Tout le monde » connaît bien depuis que les médias s’en sont emparés pour donner plus de piquant intellectuel à leur littérature.

 

Cette formule « magique » est toute simple : une équation avec un produit dont un élément est élevé au carré.  Cependant elle définit l’essentiel de tout … 

 

Einstein, ce fantaisiste qui nous passe la langue, a eu un jour un « éclair de génie » en découvrant une formule essentielle qui nous révèle ce que notre entendement de terrien ne voudra jamais admettre.

 

E    L’énergie  (donc quelque chose que nos sens ne peuvent saisir, mais qui fait que tout est en mouvement, que rien n’est statique, c’est-à-dire immobile)

 

=  m   c’est de la matière  (rappelons qu’elle peut être de trois sortes :  solide, liquide, gazeuse) … accélérée par c qui est la vitesse de la lumière (c étant la première lettre du mot latin céléritas qui veut dire vitesse),

 

Ce c étant lui-même accéléré par une valeur identique à lui (en mathématique algébrique on dit élevé au carré que l’on écrit c2)

                               

Donc, l’énergie qui est l’essentiel (le moteur) de l’Univers depuis qu’Einstein l’a compris, c’est de la matière (m) que nos sens peuvent percevoir par le toucher et la vue (sauf dans certains cas pour la matière gazeuse) qui est accélérée (du latin accelerare, venant lui-même de celer = rapide, donc rendu plus rapide) par le fameux facteur (c)qui se multiplie par lui-même (élévation au carré).

 

Il s’agit d’une loi spatiale qui n’a rien à voir avec nos lois terrestres.  Ce phénomène d’expansion atteint une vitesse limite de 300.000 kilomètres par seconde, c’est-à-dire celle des particules (les photons) qui composent la lumière depuis le Big Bang ou l’explosion initiale.

 

Au-delà de cette vitesse limite (300.000 km.sec.) la matière redevient énergie.

 

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En principe, les photons de l’explosion initiale nous accompagnent depuis le « Big Bang » à la vitesse de la lumière, c’est ce qui a permis, en 1929 à Edwin Powell Hubble  (1889-1953) d’évaluer l’âge de l’univers à 14,7 milliards d’année (13,7 milliards d'années depuis la mesure établie par le satellite WMAP) par rapport à nous  (suivant la constante de Hubble : les galaxies s’éloignent les unes des autres à une vitesse approximative proportionnelle à leur distance). Le chanoine belge Georges Henri Lemaître (1894-1966) aurait déjà fait cette découverte deux ans avant lui.

 

Cependant les dernières avancées de la science ont permis de préciser que ces théories et ces chiffres ne seraient valables que pour les petites échelles de mesures que permettaient les moyens de l’époque.

 

A grande échelle, l’expansion de l’univers, correspondrait à un « gonflement » de l’espace avec un écartement mutuel des galaxies s’éloignant les unes des autres d’une manière égale, mais avec la particularité que la taille des composants de cet univers ne serait pas modifiée.

 

 Ce n’est  donc pas comme si on étirait une toile élastique sur laquelle on aurait dessiné des étoiles qui grossiraient avec l’étirement, mais ce serait plutôt comme si, au lieu de les dessiner, on avait collé des pièces de monnaie sur cette toile élastique et que la toile s’étendrait et non pas les pièces.

 

Cependant, il est aussi important de souligner que le seul élément que l’on puisse calculer c’est le temps mis par la lumière du rayonnement fossile pour parvenir jusqu’à nous, soit entre 13 et 15 milliards d’année,  ce qui n’a rien à voir avec la taille de l’univers en terme de mesure métrique qui pourrait être de l’ordre de 40 à 50 milliards d’années multipliés par 300.000 km. par seconde. (Soit en kilomètres : 60 secondes x 60 minutes x 24 heures x 365 jours x 300.000 km x 50 milliards soit 473.040 trillions ou environ 5 suivi de 23 zéros, comme il s’agit du rayon, le diamètre de l’univers devrait être du double de cette valeur.)

 

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Réalisant l’énergie inouïe que l’on dégagerait en « cassant » sa formule dans un engin de destruction, Einstein, ce génial chercheur, en avertira le président Roosevelt (nous étions en 1939),  supposant modestement que s’il l’avait découvert, d’autres chercheurs (ennemis) le feraient également, (heureusement, il se trompait), aussi en secret les alliés s’empressèrent-ils  de créer une bombe à « fission nucléaire » dont la puissance de destruction serait inouïe.  On connaît la suite atroce déterminant la fin des hostilités.

 

Comment le génial Einstein en est-il venu à proclamer cette loi fondamentale de E = mc2, tellement aberrante pour l’entendement des physiciens de l’époque ?

 

Pénétrons-nous du climat scientifique qui entourait les chercheurs des années du conflit mondial  qui embrasa le monde jusqu’à son paroxysme monstrueux de la destruction d’Hiroshima (6/8/1945 – 100.000 victimes) et Nagasaki (9/8/1945 - 80.000 victimes).

 

Einstein et les chercheurs de l’époque disposaient des avancées prodigieuses de la science, cependant toujours influencées par les grandes lois proclamées par les maîtres du passé : Kepler, Galilée, Copernic et autres Newton.

 

Aussi sera-t-il intéressant de se pencher sur l’histoire de la formule :  E = mc2 

 

E,  c’est l’énergie dans l’espace et le premier qui découvrit cette notion d’énergie dans l’espace fut un modeste employé-chimiste, Michael Faraday (1791-1867) qui constata en 1812 que l’aiguille d’une boussole « perdait le nord » et se tournait dans la direction d’un câble électrique sous tension dès qu’on s’en approchait. 

 

L’aiguille aimantée était donc attirée par l’influx électrique circulant dans le câble, or à cette époque, on estimait que l’électricité ne pouvait s’échapper de son câble et y circulait comme l’eau dans un tuyau. Dès lors on se mit à concevoir que l’énergie occupait une place dans l’espace, pour plus tard admettre qu’elle occuperait tout l’espace.

 

Cette découverte amena Faraday à inventer, dès les années 1831, l’électro-aimant qui fait tourner les moteurs électriques ouvrant ainsi la voie aux applications tels les dynamos, les générateurs et les transformateurs.  Il se distingua dans tous les domaines de la chimie et de l’électricité donnant son nom à de nombreux  concepts  ou techniques (le Farad, la constante de Faraday, l’instabilité de Faraday, la cage de Faraday) et introduira les termes d’anode, de cathode, d’anion, de cation et d’ions.  Il fut le premier à affirmer que la lumière est une énergie.  

 

Modeste, il refusa les honneurs de l’anoblissement, la Présidence de la Royal Society et d’être enterré dans l’Abbaye de Westminster.

 

Déjà avant lui, une autre loi avait été énoncée et expérimentée par Antoine Lavoisier   (1743-1794) c’est la conservation de la matière : « Rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme » bien que cette phrase lui soit injustement attribuée, (elle daterait pour d’autres raisons d’avant Jésus-Christ et aurait été énoncée par Anaxagore de Clazomènes qui parlait de l’énergie et pas de la matière), elle résume cependant bien le principe tel que l’a déterminé Lavoisier de la façon suivante en parlant de la fermentation : « … Il faut bien connaître l’analyse et la nature du corps susceptible de fermenter, et les produits de la fermentation ; car rien ne se crée, ni dans les opérations de l’art, ni dans celles de la nature, et l’on peut poser en principe que, dans toute opération, il y a une égale quantité de matière avant et après l’opération ; que la qualité et quantité des principes est la même, et qu’il n’y a que des changements, des modifications » .

 

Antoine Lavoisier était un avocat, bourgeois aisé, attiré par  les sciences et la chimie.  A 25 ans, il obtient la charge de « Fermier général » c’est-à-dire celle de percevoir les impôts, ce qui lui vaudra d’être guillotiné sous la « Terreur » avec les 28 fermiers généraux le 8 mai 1794.

 

Lavoisier, mathématicien par son métier de financier, cherche à donner à la science des outils mathématiques en recherchant l’équilibre, comme les comptables le font dans leur balance, entre ce qui sort et ce qui entre dans l’espace où se situe  l’expérience, ce qui le poussera à  mettre au point des outils donnant des pesées précises. Toujours obsédé par ce qu’on a appelé  « la loi de la conservation de la masse », grâce à ses gros moyens financiers,  il mit au point des appareils de pesée extrêmement précis fabriqués par les plus grands artisans, ce qui lui permit de prouver cette théorie. (Rien ne se perd, tout se transforme)

 

Autre personnage surprenant pour l’époque, tant par son esprit, son génie que la liberté de ses mœurs fut Emilie de Breteuil (1706-1749), devenue marquise du Châtelet par mariage en 1725.

 

Elle eut de nombreux amants, comme le mathématicien Maupertuis, le petit neveu du cardinal de Richelieu, et le marquis de Guébiant. Elle s’initiera aux travaux d’Isaac Newton (1642-1727)  et de Leibniz  (1646-1716) ce qui l’amènera à une expérience étonnante faite avec d’une bille de plomb tombant sur de l’argile à des hauteurs différentes qui lui fit constater que l’écrasement provoqué correspondait au carré  de la masse et non à son addition.  Cette expérience lui permit déjà d’augurer de  la fameuse formule d’Einstein (E = mc2).

 

Madame du Châtelet ne fut pas seulement la maîtresse de Voltaire pendant quinze ans mais elle fut aussi sa collaboratrice (ils traduiront ensemble « les Principia » de Newton) .  Elle mourut en couches, en 1749, à la naissance d’un enfant (qui n’a pas survécu) qu’elle eut d’un autre amant (le beau chevalier de Saint-Lambert, poète).

 

On ne peut pas non plus passer sous silence d’autres chercheurs, Pierre Curie 1859-1906) et sa femme Marie (1867-1934)  qui feront faire un pas important à la science en découvrant le radium et la radioactivité ainsi que Antoine  Henri Becquerel   (1852-1908)  et Ernest  Rutherford  (1871-1937)

 

Mais celui qui fit faire l’avancée la plus significative dans les domaines que l’on dénommera ultérieurement « relativité restreinte » et « mécanique quantique », ce fut James Clerk Maxwell  (1831-1879) :  ses contributions à la science sont considérées par certains comme aussi importantes que celle de Newton ou Einstein.

 

En 1864, il écrit : « L’accord des résultats semble montrer que la lumière et le magnétisme sont deux phénomènes de même nature et que la lumière est une perturbation électromagnétique se propageant dans l’espace suivant les lois de l’électromagnétisme. » 

 

Maxwell supposera que la propagation de la lumière nécessite un milieu (l’éther) pour support des ondes.  Einstein, plus tard, en formulant ses théories de la « relativité» démontrera que l’existence de l’éther n’était pas nécessaire.

 

Maxwell calculera avec les moyens limités de l’époque la vitesse de la lumière à 310.740.000 mètres par seconde (des mesures plus précises l’évalueront à 299.792.458 kilomètres à la seconde ou environ 300 millions de kilomètres)

 

Au delà de cette vitesse cosmique, l’énergie se transforme en masse, révélant ainsi le mécanisme de l’univers qui n’a rien à voir avec celui que nous expérimentons tous les jours sur notre planète qui subit les lois de son environnement.

 

Maxwell fréquenta Lavoisier en fin de vie (il était 40 ans plus âgé que lui) avec beaucoup de considération pour le vieux savant dont l’esprit n’était plus aussi alerte.  Ont-ils dans leurs entretiens évoqué cette éventualité de libérer dans la matière une force capable de détruire une ville ou de produire une énergie gigantesque ?

 

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Conclusions :   E = mc2   

 

Cette formule révèle le mécanisme de notre univers

 

1.        Notre univers c’est de l’énergie.

2.        Notre univers c’est aussi de la matière en expansion continue (le facteur c au carré)

3.        Notre planète « terre » est un « excédent partiellement  éteint » détaché d’une étoile (soleil)

4.        La terre est constituée de roches et de sédiments résultant de l’évolution de la vie, d’une épaisseur de 35 kilomètres sous les continents, 5 à 7 km. et sous les océans et 60 km. sous certaines chaînes de montagne (cordillère des Andes), autour  d’une masse dont une partie mobile ou  en fusion de 6344 kilomètres (centre de la terre = 40.000 kilomètres divisé par 3,14 divisé par 2 = le rayon d’environ 6379 kilomètres – 35 kilomètres   = 6344 kilomètres)

 

C’est sur cette « pelure » de 35 kilomètres que la vie s’est manifestée pour aboutir après bien des avatars à « l’homme intelligent » que nous sommes.

 

Suivant des théories avancées actuellement, notre univers ne serait qu’un univers-bourgeon qui se serait développé accidentellement et en excédent dans un univers-total dont nous ignorerions et les lois et le mécanisme.

 

Fondé en 1952 par 12 états européens, le Cern (Centre européen pour la recherche nucléaire) établi près de Genève, a construit à 100 mètres sous terre, depuis 1996, le plus grand collisionneur de Hadrons  (LHC) existant  au monde (un anneau de 27 kilomètres refroidi pendant deux ans pour obtenir  -271,3° (presque le zéro absolu) qui créerait les conditions qui prévalaient dans les millièmes de secondes qui ont suivis le Big Bang.

 

0n y traque le Boson de Higgs  Rappelons que les chercheurs,  l’anglais Higgs et les belges Englert et Brout, avancent une théorie suivant laquelle la découverte de cette particule, (tellement cachée qu’il faut un instrument de la taille de celui que l’on a construit à Genève pour la traquer – certains ont  la taille d’une cathédrale sous terre – et aurait dû donner des résultats en 2009 si un problème de fonctionnement n’avait pas provoqué un retard d’un an) permettrait de connaître la taille de notre univers et de mieux le comprendre. 

 

Notre univers serait-il un univers-bourgeon, survenu accidentellement sur un univers-total beaucoup plus complexe dont nous n’imaginerions même pas les loi ?.  Cette thèse apporterait une solution au dilemme d’Einstein concernant la mise en concordance de ses théories sur la relativité restreinte et relativité générale, puisqu’il existerait d’autres lois que nous ne pouvons pas appréhender.

 

Tout cela démontre notre insignifiance.

 

 

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Ceux qui voudraient approfondir ou vérifier « ce condensé » écrit par un modeste profane « Monsieur Toulemonde » pourront consulter la documentation suivante :

 

-          Les différents sites de Wikipédia sur Internet

-          Le site Internet de vulgarisation sur la mission Planck (planck.fr) qui doit mesurer avec grande précision un certain rayonnement présent dans l’univers, appelé le rayonnement fossile.

-          L’émission E = mc2  produite par ARTE (adaptation française)

-          Les articles sur le Grand Collisionneur de Guy Duplat dans la Libre Belgique

-          Le livre de Brian Greene, La Magie du cosmos  (Robert Laffont)