Science & Vie Junior HS No. 144

SI ON RAMENAIT NOTRE GALAXIE, LA VOIE LACTÉE, À LA TAILLE DE LA FRANCE on ferait tenir le Soleil et ses huit planètes dans UNE PIÈCE D’UN CENTIME. Datant du VIIe siècle, la plus ancienne carte du ciel est chinoise et mesure 4 mètres de long. Quand une étoile massive s’effondre à la fin de sa vie, son coeur de fer passe de 3000 km de rayon à 300 km en seulement… un dixième de seconde ! 370 000 ANS c’est la durée qu’il a fallu attendre avant que l’Univers ne fabrique les premiers atomes. LA COMÈTE DE HALLEY est brodée dans un coin de LA CÉLÈBRE TAPISSERIE DE BAYEUX. L’astronome amateur PERCIVAL LOWELL pensait voir 400 canaux à la surface de Mars. Bon, en fait, il n’y en a…

UNE MAISON APPELÉE TERRE Notre voyage commence sur la seule planète où l’être humain a posé le pied (pour l’instant!) : la Terre. Avez-vous reconnu sur cette photographie la corne de l’Afrique et la péninsule arabique (en haut à droite)? Ce point de vue renversant est le privilège des astronautes de l’ISS, la Station spatiale internationale, qui orbite autour de notre planète. Avec ses 6400 kilomètres de rayon, la Terre a tout d’une géante à notre échelle. Mais on en oublie facilement que, malgré sa taille, seule une mince pellicule d’air la sépare du vide cosmique. L’ISS se trouve à seulement 400 kilomètres au-dessus de nos têtes, soit grosso modo la distance Paris-Lyon à vol d’oiseau. Et déjà à cette altitude, il ne reste quasiment plus d’air susceptible de freiner…

Au commencement, il n’y a rien. Mais alors vraiment rien de rien! Pas de matière : elle n’a pas encore été créée. Ni même d’énergie puisqu’il n’y a encore rien pour la contenir. Eh oui! car même l’espace n’existe pas encore. Ni le temps, d’ailleurs, incapable de s’étirer dans cette absence de tout. C’est donc dans ce néant improbable que – selon les principaux scénarios actuels – serait né notre Univers, si vaste et si complexe qu’il défie l’entendement des spécialistes. Lors d’un événement titanesque qu’on décrit souvent comme une énorme explosion d’énergie : le fameux Big Bang. Le plus étonnant? La composition de tout ce qui nous entoure — des atomes que vous respirez aux galaxies les plus lointaines — a été façonnée en quelques petites fractions de seconde.…

Dans l’Univers actuel, tous les phénomènes de la nature s’expliquent par l’action de quatre forces fondamentales, ou «interactions élémentaires» entre particules. Vous connaissez la gravitation qui fait que tous les corps massifs s’attirent les uns les autres, qu’il s’agisse d’une pomme, de la Terre ou des galaxies les plus lointaines. L’interaction électromagnétique est de son côté responsable de phénomènes comme la lumière ou l’électricité, les aimants ou toutes sortes de réactions chimiques (d’un simple feu à la production de plastique). De portée beaucoup plus infime, les deux interactions nucléaires faible et forte se manifestent en deçà de l’échelle des atomes. La première est responsable de la radioactivité ß ou de la fusion des atomes dans les étoiles, tandis que la seconde assure la cohésion des particules dans les noyaux d’atomes.…

Sur notre petite Planète bleue, l’eau prend différentes formes : liquide à température ambiante, elle devient vapeur au-delà de 100 °C et glace en deçà de 0 °C. Trois états de la matière si différents que le passage de l’un à l’autre, appelée « transition de phase », s’accompagne souvent de phénomènes étonnants. Quand l’eau liquide se transforme en glace, par exemple, l’énergie liée au mouvement des atomes est libérée sous forme de chaleur à mesure qu’ils se figent. L’Univers connaît lui aussi de telles transitions de phase durant sa naissance. À mesure que sa taille augmente et que sa température baisse, l’énergie qu’il abrite se manifeste alors de manières radicalement différentes, par exemple en étirant l’espace dans des proportions inouïes ou en donnant naissance à des particules de matière.…

messagers appelés « bosons » que s’échangent les particules, comme les gluons (pour l’interaction forte) ou ce petit grain d’énergie pure qu’est le photon (pour l’interaction électromagnétique). Quant au boson de Higgs, son rôle particulier est de conférer leur masse aux autres particules. Enfin, tout laisse penser que le graviton existe mais il n’a pas encore été Selon le « modèle standard » retenu par les physiciens, l’Univers abrite plusieurs familles de particules. On distingue d’abord six quarks, les seuls sensibles à l’interaction forte, contrairement aux six leptons (dont l’électron et trois neutrinos) qui s’en moquent comme d’une guigne. Chacune des forces fondamentales est également transmise par des découvert. N’oublions pas d’ajouter à cette étrange ménagerie les particules d’antimatière (ou antiparticules) qui sont les quasi-jumelles de la matière, mais avec…