mention légale : »ce produit est en fait constitué à 99,9999999999 % d’espace vide »

Continuons avec les mentions légales…

Note d’équivalence des composants :
Les particules subatomiques (protons, électrons, etc.) qui composent ce produit sont exactement identiques à celles utilisées par d’autres fabricants, aucune revendication contraire ne peut être légitimement exprimée.

Ca n’est pas une nouvelle digne de faire la une du New York Times mais il est toujours bon de se rappeler que la matière est composée d’atomes qui sont eux-mêmes composés de particules. On dénombre 90 types d’atomes naturels (de l’hydrogène le plus léger à l’uranium le plus lourd, voir la classification périodique des éléments) constitués uniquement de 3 types de particules : les protons, les neutrons et les électrons (particules quasi ponctuelles de masse négligeable devant celle des protons et des neutrons). Protons et neutrons forment le noyau de l’atome (d’une dimension de 10^(-15) m soit 0,000000000000001 m) tandis que les électrons constituent le nuage électronique de l’atome (d’une dimension de 10^(-10) m soit 0,0000000001 m) qui va donner ses dimensions à l’atome. Le noyau est donc 100 000 fois plus petit que l’atome : si l’on veut faire une maquette d’un atome de 100 m de diamètre, le noyau occuperait (100/100 000=0,001) une bille de 1 mm au centre de la maquette ! L’atome est donc une drôle de chose difficile à se représenter consitutée d’un noyau très petit qui contient toute sa masse et d’électrons quasi ponctuels qui tournent autour sur une très grande distance par rapport au noyau. Sur le schéma ci-dessus, les taille relatives entre le noyau et l’atome ne sont pas respectée car sinon le noyau serait invisible : il mesurerait 0,55 micromètre.

Tous les atomes sont constitués des mêmes particules, c’est seulement le nombre ces particules qui vont faire la différence. Les électrons sont assez faciles à arracher et la branche des sciences de la matière qui s’intéresse aux échanges d’électrons entre atomes est la chimie. Il est par contre beaucoup plus difficile de modifier le noyau : c’est le domaine de la physique nucléaire. Ainsi, tout notre environnement dans sa diversité est généré par les interactions entre trois types de particules seulement !

Attention :
En dépît de la liste d’ingrédients entrant dans la composition de ce produit, le consommateur est prévenu que ce produit est en fait constitué à 99,9999999999 % d’espace vide.

Nous venons de voir qu’un atome contient beaucoup de vide puisque sa masse est concentrée dans une sphère 100 000 fois plus petite que son volume total. Considérons une bouteille contenant 1 litre d’eau. Sa masse est de 1 kg. Sa densité est donc de 1 kg/L. La densité du noyau d’un atome est de 2.10^17 kg/m³. Si l’on enlève tout l’espace vide dans cette bouteille d’eau, la densité de cette bouteille devient égale à celle du noyau et la bouteille n’occupe plus que 5.10^{-18} m³ soit 0,000000000005 mL : 5 millionième de milliardième de mL ! Un espace tellement petit qu’il nous est difficile de l’imaginer. Et ce raisonnement que nous avons fait pour une bouteille d’eau est valable pour n’importe quel objet de notre environnement : même nous ! On peut démontrer que si l’on enlève tout le vide des atomes qui nous constitue, l’ensemble de l’humanité tiendrait dans un dé à coudre…

Ok, tout cela est intéressant mais, il est impossible d’enlever le vide des atomes me direz-vous. Et pourtant : dans l’avant dernière phase de vie d’une étoile, la matière se condense au point d’atteindre la densité du noyau des atomes. On appelle ce type d’étoile des naines blanches. Ces objets existent réellement dans l’espace comme on peut le voir sur la photo ci-dessous où les naines blanches ont été entourées :
naines blanches

D’après vous quelle serait le rayon de la terre si on enlevait tout le vide entre les atomes ?

12 thoughts on “mention légale : »ce produit est en fait constitué à 99,9999999999 % d’espace vide »

  1. Bonsoir !
    Je me souviens de mon cours en 2nde quand le prof nous avait sorti cette information, on avait bien cogité l’après-midi…

    Juste une petite question :
    Etant composé de matière et de vide, l’atome peut-il alors être vraiment considéré comme de la matière ?

  2. L’atome peut-il être considéré comme de la matière ? Question délicate car elle demande que l’on définisse la notion de matière. Il est évident que si l’on dit que l’atome n’est pas de la matière, alors on dit qu’il n’y a pas de matière du tout (dans une perspective réductionniste) puisque la matière que nous connaissons se décompose en atome et rien d’autre. Dans certaines situations, le vide des atomes n’existe plus (c’est le cas des étoiles à neutrons) et l’on obtient des objets massiques de taille macroscopique. Donc on ne peut pas affirmer que l’atome n’est pas de la matière.
    Mais bien entendu cette question est assez complexe si l’on intègre les résultats de la mécanique quantique puisque dans certaines situations, à certaines échelles, la notion de matière se soustrait pour laisser la place à celle d’onde.
    Mais cela est une autre histoire, j’aurais l’occasion d’y revenir ultérieurement…

  3. Salut, si l’atome est constitué de 99,9999999999 % d’espace vide, pourquoi ne passont pas à travers les choses?

  4. Tout simplement parce que la matière qui constitue l’atome est soumise à des interactions. En l’occurrence, l’interaction électromagnétique.
    Imaginons 2 atomes constitués d’un noyau chargé positivement et d’un nuage d’électrons chargé négativement. Le noyau est tout petit au milieu du nuage d’électrons. Pour que les 2 atomes puissent passer l’un au travers de l’autre, il faudrait que les 2 nuages « s’entremêlent ». Le nuage du premier atome est en interaction avec le nuage du second. Comme les deux nuages sont chargés négativement ils se repoussent. L’interaction électromagnétique est beaucoup plus « puissante » que l’interaction gravitationnelle (rappelez-vous les petites papiers attirés par une règle frottée : seuls quelques électrons ont été arrachés et cela suffit à soulever les petits bouts de papiers) et en plus elle augmente quand la distance diminue. Ainsi, plus on va chercher à rapprocher les 2 atomes, plus ils vont se repousser. C’est la raison pour laquelle les atomes, bien qu’essentiellement vides ne passent pas les uns au travers des autres.
    Ainsi, on ne passe pas à travers « les choses » car nos atomes et les atomes « des choses » se repoussent. C’est difficile à imaginer mais le monde microscopique est essentiellement piloté par cette interaction électromagnétique quasiment indétectable à notre échelle car la matière est neutre à notre échelle.

  5. bjs est ce vrais que l’atome est 100000fs plus grand que le noyau ?? et pourquoi ?? je pose cette question ??

  6. C’est bien vrai. Ce qu’on appelle l’atome est un noyau entouré d’électrons Ceux-ci « tournent » autour du noyau dans un espace 100 000 fois plus grand que le noyau. C’est pourquoi on dit que le noyau est 100 000 fois plus petit que son noyau.

  7. Repense a la question —–D’après vous quelle serait le rayon de la terre si on enlevait tout le vide entre les atomes ?

    –Tous simplement; le rayon de la terre si en enleve tous le vide ne serais pas plus grand que un ballon de foot d’apres moi !!!!!!!!! Merci

  8. Rayon de la terre :6,371*10^6m

    Vu que le noyau est 1,0*10^5 fois plus petit :

    Sans le vide: rayon de la terre = 6,371*10^6/1,0*10^5=6.371*10^1 m , est ce c’est ca?

    Pouvez vous confirmer mon calcul?

  9. Djedjidja : ce qui tient dans un dé à coudre c’est l’humanité pas la terre.

    D’autre part pour la proposition de calcul. C’est un peu trop simpliste comme raisonnement. Il vaut mieux partir de la masse de la terre : 6.10^24 kg et diviser par la masse volumique du noyau atomique pour avoir le volume de la terre si on enlevait tout le vide (car alors la terre serait aussi dense qu’un noyau atomique). Je vous laisse le soin de faire le calcul et de trouver le rayon correspondant.

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