Qu’on se le dise, la formule « vue au microscope » n’est qu’une expression… car à l’échelle microscopique, on ne voit plus grand-chose.

Ce que l’on voit en réalité, ce sont des traces d’énergie provenant du passage de cette matière. Pour plus de précisions pratiques, je vous encourage à aller découvrir mes liens.

Depuis la fin du 19e siècle, à l’échelle « humaine », on décrit la matière par des molécules, elles mêmes composées d’un ensemble d’atomes (10^{-10 m}). Ces atomes furent référencés et ordonnés par Mendeleïev en 1869 suivant leur masse atomique et leurs propriétés chimiques. En effet, les atomes d’une même colonne ont les mêmes propriétés chimiques. Ce qui fut le génie de Mendeleïev, c’est qu’il laissa dans son tableau des emplacements qui furent comblés beaucoup plus tard… comme le Gallium, le Germanium et le Scandium.

Pour télécharger un superbe tableau périodique, cliquez ici. S’il ne fonctionne pas, copiez collez ce lien dans la fenêtre de votre navigateur : http://download.sfrs.fr/media-1/sfrs/download/sciencegouv/Tableau_mendeleiev_2006.zip

Ces atomes sont de plus composés d’un noyau (10^{-15 m}) et d’un nuage électronique : le noyau est composé de nucléons appelés protons et neutrons, et le nuage électronique est composé d’électrons répartis sur des niveaux d’énergie où s’entremêlent couches et sous couches électroniques (voir liens).

Mais doit-on s’arrêter là…

Depuis les années 1960, un modèle standard a fait son apparition. On y apprend que protons et neutrons ne sont pas des particules élémentaires. Eh oui, à plus haute énergie, on trouve autre chose.

Mais avant tout, une information importante doit vous être communiquée : les particules élémentaires décrites par ce modèle standard sont sans dimension et sans structure interne connue à ce jour. Elles sont caractérisées par leur masse, leur charge électrique et leur spin (propriété qui confère aux particules une sorte de polarité magnétique).

Les particules de spin entier sont appelées « bosons », et celles de spin demi-entier sont appelées « fermions ».

En voici un petit tableau :

Si ces particules restent entre elles s’est à l’aide des 4 interactions citées dans le tableau.

Le graviton reste encore aujourd’hui introuvable… encore une fois la preuve que la physique des particules est loin d’avoir révélé tous ces secrets…

Pour plus de précisions, n’hésitez pas à parcourir les liens de ce blog.

Remarque : l’antimatière… à toute particule élémentaire existe une antimatière de charge opposée. Elle n’existe pas dans l’univers, juste dans les laboratoires…un déséquilibre encore inexpliqué en serait responsable…

La prochaine fois, nous parlerons d’énergie… sauf flash info… mais avant tout je vous souhaite un bon Noël !

Mais qu’est-ce que la matière ?

Quand on y regarde de plus près, enfin dans un dictionnaire, plusieurs significations se rapportent à la matière. Pour certains, la matière est la substance qui compose les choses, pour d’autres, c’est l’enseignement de certaines études. On parle également de la matière pour décrire la composition d’un discours.

Dans cet article, je développerai la première signification.

La matière, que l’on soit à l’échelle de l’univers, ou à l’échelle humaine, est la même. Ce que nous connaissons sur notre planète, nous le retrouvons dans l’univers. C’est pourquoi, physiciens des particules, chimistes et astrophysiciens (en passant par les exobiologistes) se retrouvent aujourd’hui autour d’un même objet d’étude.

D’un point de vue macroscopique, c’est-à -dire en utilisant des notions de thermodynamique (étude d’échanges d’énergies et d’entropie) la matière existe sous plusieurs états. En effet, en fonction de la température et de la pression, la matière peut exister sous plusieurs phases : solide, liquide ou gazeuse.

Ensuite, suivant leurs propriétés physiques, de part la connaissance du point triple (point où la matière se situe dans un état d’équilibre où les trois phases sont présentes), il est possible de classer cette matière.

D’un point de vue microscopique, c’est différent. En effet, lorsque l’on cherche à comprendre de quoi est fait la matière on entre dans le domaine de la chimie pour commencer.

Avec le temps, les scientifiques (voir les liens proposés) sont arrivés au même constat. La matière est constituée d’atomes, eux-même composés d’un noyau central et d’un nuage électronique. Grâce à Mendeleiev, existe un classement de tous les atomes connus à ce jour.

Mais quels renseignements apportent ce tableau ?

Comment les éléments ont-ils été classés dans ce tableau ?

Là , commence un réel cours d’atomistique que je me ferais une joie de commenter la semaine prochaine. En attendant n’hésitez pas à fleurter avec les liens proposés sur ce blog, de nombreuses réponses sont déjà données.

A bientôt.

Aujourd’hui, les scientifiques expliquent l’Univers avec la théorie du Big Bang. Bien que très fiable, cette théorie a ses points faibles. Leur nom : “matière noire” et “énergie noire“…

Ces éléments représenteraient environ 95 % de l’Univers. Malheureusement, ils restent aujourd’hui introuvables.

La question que l’on peut se poser est “mais pourquoi avoir recours à de tels objets théoriques ?”

La réponse est simple : “pour répondre aux observations“…rappelez-vous ; la sciences est avant tout là pour expliquer ce que nous observons.

Mais qu’observons nous pour “imaginer” de telles choses ?

réponses : “Des étoiles en excès de vitesse“.

Pour mieux comprendre, le problème, un petit cours :

Une étoile, lorsqu’elle tourne autour de son centre galactique (comme la Terre autour du Soleil) est sous l’influence de deux actions : une force centrifuge (liée à la vitesse) qui a tendance à écarter l’étoile de son centre, et la gravité qui retient l’étoile, agissant comme un élastique qui se tend. Ces deux forces étant opposées en sens, de même direction, et de même intensité (P.A.M.)

 

Plus la vitesse est élevée, plus l’élastique doit-être fort pour résister, sinon l’étoile est éjectée de son système.

Mais qu’a dit Newton sur la gravitation : “la gravité est proportionnelle à la masse“.

Conclusion : Les observations montrent que plus on s’éloigne du centre, plus les étoiles tournent vite. Pour répondre au modèle de Newton, on devrait en déduire que la masse d’une galaxie doit s’accroître alors que l’on s’éloigne du centre….mais on observe le contraire…d’où la création d’une hypothétique matière noire pour modéliser les observations.

D’un point de vue théorique, ce modèle reste très fiable, mais malheureusement pour ce concept cette matière noire reste encore introuvable.

Mais il existe une autre explication, sans matière noire, qui aujourd’hui fait son retour : la théorie de MOND (Modified Newton Dynamics).

Newton avait remarqué à l’échelle du système solaire que la gravité entre deux corps décroît avec le carré de leur distance. Il avait ensuite pensé que cette hypothèse fonctionnait à plus grande échelle, et c’est ce que l’on fait aujourd’hui.

D’où l’obligation d’ajouter de la matière noire pour absorber cette décroissance, et d’en rajouter encore pour augmenter cette force de manière à compenser l’augmentation de la force centrifuge.

Pour la théorie de MOND, la théorie de Newton reste vrai jusqu’à une certaine distance, puis au-delà la gravitation diminue beaucoup moins rapidement - seulement comme l’inverse de la distance, et là , surprise, tout rentre dans l’ordre : ” les étoiles tournent bien à  la vitesse prescrite”.

Nous avons donc aujourd’hui 2 modèles pour décrire l’Univers “la matière noire” et “MOND”…ces deux modèles bien que différents dans leur concept remplissent leur rôle : expliquer ce que l’on voit.

A savoir lequel est le plus “vrai”, l’avenir nous le dira.

Encore une fois, cet article met l’accent sur une chose importante : en science, rien est acquis, et bien que nos cours de sciences semblent parfaitement rigoureux, ça n’a pas toujours été le cas.

PS) Pour plus d’informations, n’hésitez pas à consulter la revue Ciel et Espace de décembre… Rendez vous la semaine prochaine pour la suite de la matière qui nous entoure…sauf flash infos important.

Yannis.