D'où viennent toutes ces choses ?
Cette roche ?
Cette vache ?
Votre coeur ?
Pas les choses en elles-mêmes, mais ce dont elles sont faites :
les atomes qui sont la structure de toute chose.
Pour répondre à cette question, regardons la loi de conservation de la masse.
Cette loi dit que, dans un système isolé,
défini par une barrière imperméable à l'énergie et à la matière,
dans le système, la masse, c'est-à-dire la matière et l'énergie,
ne peut être ni créée ni détruite.
L'univers, à notre connaissance,
est un système isolé.
Mais avant de parler de ça, regardons un exemple plus petit et plus simple.
Ici nous avons six atomes de carbone, douze d'hydrogène,
et 18 d'oxygène.
Avec un peu d'énergie, nos molécules peuvent bouger.
Ces atomes peuvent se lier pour former des molécules connues.
Voici l'eau,
et voici le dioxyde de carbone.
Nous ne pouvons pas créer ou détruire de la masse.
Nous sommes coincés avec ce que nous avons, alors que faire ?
Ah, ils ont un esprit bien à eux.
Voyons voir. Ils ont formé plus d'eau et de dioxyde de carbone, six de chaque.
Ajoutons un peu d'énergie, et nous pouvons les assembler à nouveau en sucres simples,
et en oxygène gazeux.
Nos atomes sont tous là : 6 carbones, 12 hydrogènes et 18 oxygènes.
L'énergie que nous avons ajoutée se trouve maintenant dans les liens entre atomes.
Nous pouvons libérer cette énergie à nouveau
en retransformant ce sucre en eau et en dioxyde de carbone,
et conservons toujours les mêmes atomes.
Mettons quelques-uns des atomes de côté et essayons quelque chose de plus explosif.
Voici le méthane, souvent associé aux flatulences des vaches,
mais aussi utilisé comme carburant pour fusées.
Si nous ajoutons de l'oxygène et un peu d'énergie,
comme celle d'une allumette enflammée,
le méthane brûle en dioxyde de carbone, en eau et en énergie supplémentaire.
Remarquez que notre méthane commençait par quatre hydrogènes,
et à la fin nous en avons toujours quatre, présents dans deux molécules d'eau.
Et pour finir, voici le propane, un autre gaz combustible.
Nous ajoutons de l'oxygène, l'allumons, et boom.
Plus d'eau et de dioxyde de carbone.
Cette fois-ci nous avons CO2,
car la molécule de propane contient trois atomes de carbone,
et ils n'ont nulle part d'autre où aller.
Il y a plein d'autres réactions que nous pouvons décrire avec ces quelques atomes,
et la loi de conservation de la masse reste toujours vraie.
Quelles que soient la matière et l'énergie d'une réaction chimique,
elles sont toujours là quand la réaction est terminée.
Donc si la masse ne peut être créée ou détruite,
d'où venaient ces atomes, au départ ?
Remontons le temps et regardons.
Plus loin, plus loin, encore, trop loin.
Ok, nous y voilà.
Le Big Bang.
Notre hydrogène s'est formé d'une soupe de particules riche en énergie
dans les trois minutes qui ont suivi la naissance de notre univers.
Au final, des groupes d'atomes se sont accumulés et ont formé des étoiles.
Dans ces étoiles, des réactions nucléaires fusionnèrent des éléments légers
comme l'hydrogène et l'hélium,
pour former des éléments plus lourds, comme le carbone et l'oxygène.
A première vue, on dirait que ces réactions ne respectent pas la loi
car elles libèrent une quantité énorme d'énergie,
venant, apparemment, de nulle part.
Cependant, grâce à l'équation d'Einstein bien connue,
nous savons que l'énergie est équivalente à la masse.
En réalité, la masse totale des atomes de départ
est légèrement supérieure à celle des produits,
et cette perte de masse correspond parfaitement au gain d'énergie,
qui rayonne sous forme de lumière, de chaleur, et de particules énergétiques.
Finalement, cette étoile est devenue une supernova
et a dispersé ses éléments à travers l'espace.
En bref, ces éléments se sont rencontrés, et avec des atomes d'autres supernovas,
ont formé la Terre,
et 4,6 milliards d'années plus tard, se sont assemblés pour jouer leurs rôles
dans notre système isolé.
Mais ils ne sont pas aussi intéressants
que ces atomes assemblés pour vous former, vous,
ou cette vache,
ou cette roche,
Et c'est pourquoi, comme nous l'a dit Carl Sagan,
nous sommes tous faits de poussières d'étoiles.