L'univers : hasard organisateur ?
Pointant vers le ciel la lunette astronomique qu’il venait d’inventer, Galilée plongea au cœur d’un monde inconnu. Il pouvait voir dix fois plus d’étoiles qu’aucun homme n’en avait jamais observé. La Voie lactée n’était plus une masse nébuleuse, mais un kaléidoscope composé d’une multitude d’étoiles grandes et petites. La lune, qui n’était jusqu’alors qu’un simple disque de porcelaine, présentait maintenant à sa surface une mosaïque de montagnes, de cratères et de mers sans eau. Quelques mois plus tard, Galilée observa quatre des lunes de Jupiter. Puis il découvrit les magnifiques anneaux de Saturne. En pointant sa lunette sur Vénus, il remarqua que celle-ci passait par différentes phases et subissait de légères variations dans son illumination et sa forme apparente. Ces phases n’étaient explicables que par la révolution de Vénus autour du soleil. Mais, se dit le savant, si une planète tourne autour du soleil, les autres — y compris la terre — doivent certainement faire de même. Il avait raison. C’est ainsi qu’en 1609, la terre perdit la position prestigieuse qu’on lui attribuait jusqu’alors: celle de centre de l’univers.
Aujourd’hui, après environ quatre siècles d’observation poussée, notre connaissance de l’univers s’est considérablement accrue. On a identifié plusieurs types d’étoiles, telles que les géantes rouges, les naines blanches ou les pulsars. Récemment, on a détecté aux confins du cosmos d’énigmatiques objets qui émettent de prodigieuses quantités d’énergie: les quasars. Mentionnons aussi les mystérieux trous noirs — sortes de monstrueux tourbillons cosmiques qui seraient tapis, invisibles, au cœur de nombreuses galaxies. Grâce à de puissants télescopes optiques, les astronomes scrutent les profondeurs de l’espace et, par le fait, plongent à des milliards d’années en arrière, au bord même de l’univers visible. Ils ont ainsi découvert une multitude d’étoiles et de galaxies, certaines si éloignées que leur lumière aurait mis plus de 15 milliards d’années à nous parvenir.
Une galaxie est un énorme ensemble d'étoiles, de gaz et d'autres matières qui tourne autour d'un noyau central. Notre système solaire, constitué du Soleil, des planètes Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune, Pluton et de leurs satellites ne constitue qu'une infime partie de la galaxie auquel il appartient, la Voie Lactée, qui elle compte des centaines de milliards d'étoiles.
Même s'il est impossible pour nous de nous représenter les distances phénoménales qui sont en jeu dans l'univers, on a mis en place un système de mesure approprié à de telles dimensions, basé sur la vitesse de la lumière (la lumière se déplace à 300 000 Km par seconde!). Nous comptons les distances en années-lumière, une année-lumière étant la distance franchie par la lumière en une année, soit environ 10 000 milliards de kilomètres. Imaginez qu'à cette vitesse, la lumière met 100 000 années pour traverser notre seule galaxie, la Voie Lactée, ce qui confère à notre galaxie un diamètre d'un milliard de milliards de kilomètres! La distance moyenne entre les étoiles à l'intérieur d'une galaxie est de 6 années-lumières, soit près de 60 000 milliards de kilomètres.
Les milliards de galaxies ne sont pas disséminées au petit bonheur dans l'espace. Elles sont organisées en groupes appelés amas, un peu comme les grains d'une grappe de raisins. L'amas dont fait partie notre galaxie, la Voie Lactée compte par exemple une vingtaine de galaxies. Mais d'autres amas compte des centaines de galaxies. La distance moyenne entre les galaxies à l'intérieur d'un amas est de l'ordre d' un million d'années-lumière. Les amas quand à eux peuvent être séparés par une centaine de millions d'années-lumière! Ce qui nous fait prendre conscience des dimensions vertigineuses de l'univers.
un amas de galaxies
Les amas de galaxies sont aussi organisés en super amas, comme des grappes de raisins sur une vigne.
Incertitudes certaines D’après la version la plus couramment admise de la naissance de l’univers, aussi étonnant que cela puisse paraître en regard de ses dimensions actuelles, il y a 15 à 20 milliards d’années, l’univers n’existait pas, ni le vide cosmique. Rien, sinon un point infiniment petit et dense, appelé singularité. Ce point aurait, en explosant, produit l’univers actuel.
Ce que le big bang n’explique pas "La théorie du big bang est aujourd’hui menacée. Comme je l’ai déjà dit, l’expérience prouve que lorsque les faits commencent à se liguer contre une théorie, celle-ci s’en remet rarement. ” Pourquoi le professeur Fred Hoyle (astronome), comme d'autres, tiennent-ils de tels propos? Les nouvelles mesures de l’éloignement de certaines galaxies obtenues avec le système optique corrigé du télescope spatial Hubble soulèvent de sérieux doutes sur le big bang. Dans les rangs des tenants de la théorie, c’est la consternation. Grâce à Hubble, l’astronome Wendy Freedman et des confrères se sont intéressés à la distance qui nous sépare d’une galaxie de la constellation de la Vierge. Or, selon leurs mesures, l’expansion de l’univers serait plus rapide (donc l’univers plus jeune) qu’on ne le pensait. En fait, d’après ces observations, “ l’univers aurait seulement 8 milliards d’années ”, lisait-on en juin 1995 dans la revue Scientific American. Le chiffre de huit milliards d’années peut paraître énorme, mais il ne représente que la moitié environ de l’âge habituellement attribué à l’univers. Voilà qui crée un problème très particulier, puisque, poursuit l’article, “ d’autres données indiquent que certaines étoiles ont au moins 14 milliards d’années ”. Ces étoiles seraient donc plus vieilles que le big bang ! Autre difficulté : les preuves s’accumulent de l’existence de “ bulles ” dans l’univers, des zones de vide d’un diamètre de 100 millions d’années-lumière à la surface desquelles sont réparties les galaxies. Margaret Geller, John Huchra et d’autres membres de l’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics ont découvert dans le ciel de l’hémisphère Nord ce qu’ils appellent le Grand Mur, un mur de galaxies long de quelque 500 millions d’années-lumière. Une autre équipe d’astronomes, surnommée les sept samouraïs, pense avoir détecté dans les constellations australes d’Hydre et du Centaure un conglomérat différent, appelé "le Grand Attracteur". Les astronomes Marc Postman et Tod Lauer sont convaincus de l’existence d’un attracteur plus grand encore dans la constellation d’Orion, attracteur qui ferait voguer vers lui des centaines de galaxies, dont la nôtre, comme des radeaux sur un “ fleuve spatial ”. Toute cette structure déroute. De l’avis des cosmologistes, l’univers né du big bang était au départ uniforme. Ils en veulent pour preuve le rayonnement de fond, qu’ils attribuent au big bang. Mais comment, d’un univers primordial uniforme, a-t-on pu arriver à des structures aussi complexes ? “ La dernière moisson de murs et d’attracteurs épaissit le mystère de la formation en 15 milliards d’années d’un univers aussi structuré ”, relève Scientific American.
La théorie de l'inflation Selon cette théorie, l'univers est passé d'une taille inférieure à celle d'un atome à une taille supérieure à celle de notre galaxie en moins d'une seconde. Cette phase aurait cédé la place à l'expansion actuelle, au rythme plus modéré. Cette théorie ne s'accorde (pour l'instant) pas avec les découvertes récentes. Pour qu'elle soit vraie, il faudrait qu'existe une nouvelle force, une force antigravitationnelle (voir plus bas les 4 forces qui régissent l'univers). La question clé reste celle-ci : l’origine du big bang lui-même. Andrei Linde, un des pères de la thèse populaire de l’expansion, reconnaît franchement que la théorie du big bang n’y répond pas. “ L’existence même du big bang constitue le premier et principal problème, dit-il. ‘ Qu’y avait-il avant ?
Certitudes confirmées Les observations réalisées à l'aide des grands télescopes permettent de dénombrer aujourd'hui 100 milliards de galaxies! Non pas 100 milliards d'étoiles, mais bien 100 milliards de galaxies, abritant chacune des milliards d'étoiles semblables au soleil. Qu’ils étudient le mouvement des corps célestes ou qu’ils analysent la matière composant le cosmos, les astronomes constatent que tout est ordre. L'univers est également en expansion : en 1995, lors de l'explosion de l'étoile SN 1995K, les astronomes ont noté que cette étoile a pris un éclat très vif dont l'intensité a ensuite diminué lentement, sur une très longue période (la plus longue jamais enregistrée). L'étirement dans le temps de la forme de la courbe lumineuse est celui auquel on doit s'attendre si la galaxie s'éloigne de nous à près de la moitié de la vitesse de la lumière. Conclusion : l'univers est effectivement en expansion. Donc il y a eu un commencement. Chose étonnante, la vitesse d'expansion nécessite une précision extrême : "Si l'univers s'était dilaté un millionième de millionième plus vite, toute la matière de l'univers se serait dispersée, et si la vitesse avait été un millionième de millionième plus lente, les forces gravitationnelles auraient provoqué l'effondrement sur lui-même de l'univers.
Les quatre forces physiques régissant l'univers Gravitation : l'une des 4 forces physiques fondamentales, c'est une force d'attraction affectant les objets volumineux tels que les étoiles, les planètes, les galaxies. Cette force gravitationnelle est très faible au niveau atomique. Tout dans l’univers est en mouvement, et ce mouvement n’est ni erratique ni imprévisible. Les planètes, les étoiles et les galaxies se déplacent dans l’espace selon des lois physiques précises qui permettent aux scientifiques de prédire certains phénomènes cosmiques avec une exactitude sans faille. Chose étonnante, les quatre forces fondamentales gouvernent le plus petit atome comme la plus grande galaxie. L’ordre est également manifeste dans la composition même de la matière qui constitue l’univers. Le Grand Atlas de l’astronomie explique: “La matière est (...) organisée à très petite ou à très grande échelle.” Loin d’être distribuée de façon hasardeuse, la matière est structurée avec ordre, que ce soit par les forces qui lient les électrons aux protons et aux neutrons du noyau atomique, ou par la force gravitationnelle qui assure la cohésion d’un énorme amas de galaxies. Electromagnétisme : l'une des 4 forces fondamentales, c'est la principale force d'attraction entre protons et électrons, c'est la force qui permet la formation des molécules. Cette force aussi doit être réglée finement car si elle était trop faible, les électrons ne seraient pas maintenus autour du noyau des atomes, et les atomes ne pourraient pas se combiner pour former des molécules. Et si elle était trop forte, les électrons seraient capturés par le noyau des atomes, ce qui interdirait toute réaction chimique entre les atomes et donc toute vie. D'autre part, une légère différence d'intensité de cette force aurait des conséquences sur l'activité solaire et donc sur la lumière qui atteint la Terre, ce qui rendrait la photosynthèse difficile, voire impossible.. Ce réglage précis de la force d'électromagnétisme a donc une importance capitale pour ce qui est de la présence de la vie. Interaction forte : l'une des 4 forces fondamentales, elle lie ensemble les protons et les neutrons dans le noyau des atomes. Cette cohésion permet la formation de divers éléments, aussi bien lourds comme l'or et le plomb, que légers comme l'oxygène ou l'hélium. Si cette force était réglée plus faible, seul l'hydrogène existerait, et si elle était plus forte, seuls les éléments lourds existeraient mais pas l'hydrogène. Or sans hydrogène, le Soleil serait privé de son carburant, pourtant bien utile pour produire l'énergie nécessaire à la vie. Sans compter que l'hydrogène est une composante de base de l'eau et de la nourriture nécessaires à la vie. Interaction faible : l'une des 4 forces fondamentales, qui régit la désintégration des éléments radioactifs et assure l'efficacité de l'activité thermonucléaire du Soleil. Cette force est un million de fois plus faible que la force nucléaire, juste assez faible pour que l'hydrogène du Soleil brûle à une vitesse lente et régulière, ce qui est primordial pour les formes de vie qui dépendent de cette étoile. Les scientifiques pensent que l'intéraction faible joue également un rôle dans les explosions de supernovae, qu'ils tiennent pour le mécanisme de diffusion de la plupart des éléments chimiques. Et c'est de ces éléments chimiques que nous sommes composés. Les lois sur lesquelles repose l'univers sont stables. On peut s'y fier pour programmer le vol d'un vaisseau spatial à une fraction de seconde près. On sait calculer une trajectoire que ce soit pour aller "banalement" vers la Lune ou beaucoup plus loin, vers Jupiter par exemple En fait tout dans l'univers obéit à des lois : la chaleur, le son, la lumière, la pesanteur... L'homme n'a pas inventé ces lois. Elles existaient avant lui dans l'univers et le régissent. L'homme les a découvert et continue de les découvrir. L'homme s'y fie pour inventer dans tous les domaines en donnant libre cours à son imagination. Prenons un exemple parmi les nombreux qu'on pourrait citer, montrant que l'homme peut se fier à l'organisation présente dans l'univers. L'hydrogène est le plus simple des atomes. Son noyau est constitué d'un proton, et autour de ce noyau gravite un électron. D'autres éléments chimiques, comme le carbone, l'or, ou le mercure, sont composés d'atomes dont le noyau est constitué de nombreux protons et neutrons et autour duquel gravitent de nombreux électrons. Il y a 450 ans, on ne connaissait que 12 éléments chimiques. Mais à mesure qu'on en découvraitd'autres, on a remarqué qu'il existait un ordre naturel entre eux.. On fit donc un tableau regroupant les éléments connus, et on constata que les éléments d'une même colonne avaient des propriétés similaires! Mais il y avait des trous dans ce tableau : des éléments inconnus. Cela amena le savant russe Dimitri Mendeleïev, en se fiant à la logique de ce tableau, à prédire l'existence de l'élément atomique 32, le germanium, ainsi que sa couleur, son poids, sa densité et son point de fusion. De la même façon il supposa l'existence d'autres éléments : le gallium et le scandium. Par la suite, les scientifiques, se basant sur la logique du tableau, cherchèrent et trouvèrent les autres éléments manquants. Il n'y a donc plus de trous dans le tableau. L'ordre naturel des éléments est fondé sur le nombre de protons dans le noyau de l'atome : l'hydrogène, de numéro atomique 1, est le premier de la liste, et l'uranium, de numéro atomique 92, le dernier. A ce jour, les scientifiques ont produit les éléments 93 à 118.
Si vous voulez connaître plus en détail sur l'un de ces éléments, reportez-vous à cette animation flash, (avec l'aimable autorisation de son auteur JLFlash du site Flash-France).
Le hasard fait bien les choses ? Pourquoi l’univers reflète-t-il un tel ordre et une telle harmonie? Pourquoi est-il gouverné par des lois? Logiquement, ces lois sont antérieures à l’univers; sinon comment pourraient-elles le régir? La question se pose donc: “Quelle est l’origine de ces lois?” La question de la cause et de l’effet, le dogme selon lequel tout effet a une cause se pose dès le début de l'aventure menant jusqu'à nous. Le hasard aurait donc bien fait les choses! Les forces en présence dans l'univers sont si finement réglées qu'elles permettent l'équilibre du système universel et l'existence de la vie. Même le plus intelligent des hommes, et même tous les hommes les plus intelligents réunis ne comprennent pas encore tous les tenants et aboutissants de ce que le hasard aveugle a produit. Au contraire, plus leur compréhension augmente, plus ils découvrent une complexité ahurissante, (dans l'infiniment grand comme dans l'infiniment petit), ou l'intéraction et l'organisation sont les maîtres mots, en contradiction complète avec l'idée de hasard. Mais oublions le fait que nous ne savons pas ce qui a provoqué la naissance de l'univers et admettons que nous ayons eu la chance que le hasard ait agit dans cette histoire de la plus "intelligente" façon qui soit. Apprécions encore la chance que nous avons : Remercions le hasard d'avoir conjugué en un même point autant de faits improbables (après tout, diront certains, étant donné l'immensité de l'univers, on peut bien imaginer qu'au moins en un endroit, les conditions utiles à la naissance de la vie aient pu être réunies par hasard). Voyons donc si la logique l'emporte dans les étapes suivantes. Examinons de plus près les conditions nécessaires à la vie.
Page suivante |
