De quoi est fait l'univers ? - Dennis Wildfogel

Voir la leçon complète : http://ed.ted.com/lessons/what-is-the-universe-made-of-dennis-wildfogel

Les atomes qui vous entourent existent depuis des milliards d'années - et la plupart trouvent leur origine dans le noyau gazeux et flamboyant d'une étoile. Dennis Wildfogel raconte l'histoire captivante des longs voyages de ces atomes, du Big Bang aux molécules qu'ils forment aujourd'hui.

Leçon de Dennis Wildfogel, animation de Pew36 Animation Studios.

Tous les objets matériels
qui vous entourent

sont composés d'unités
sous-microscopiques

qu'on appelle molécules.

Et les molécules à leur tour
sont composées

d'atomes individuels.

Les molécules se dissocient fréquemment

et forment ensuite
de nouvelles molécules.

Par ailleurs,

tous les atomes avec lesquels
vous entrez en contact

au cours de votre vie,

ceux dans le sol sous vos pieds,

l'air que vous respirez,
la nourriture que vous mangez,

ceux qui constituent
tout ce qui vit, vous y compris,

existent depuis des milliards d'années

et ont été créés dans des lieux
très différents de notre planète.

Ce dont je veux vous parler, c'est de
comment ces atomes sont apparus.

Tout a commencé
il y a 14 milliards d'années

avec un événement
qu'on appelle le Big Bang,

ce qui a abouti à un univers
constitué uniquement de gaz.

Il n'y avait ni étoiles, ni planètes.

Le gaz était seulement composé d'atomes

qui appartenaient aux éléments
les plus simples.

C'était environ 75 % d'hydrogène

et presque tout le reste
était de l'hélium.

Aucun élément tel que le carbone,
l'oxygène ou l'azote n'existait.

Ni le fer, ni l'argent, ni l'or.

Dans certains endroits,
la densité de ce gaz était

légèrement plus élevée
que dans d'autres.

À cause de la gravité, ces endroits
ont attiré encore plus de gaz,

ce qui a renforcé encore plus
l'attraction de la gravité,

ce qui ensuite a attiré
encore plus de gaz, etc.

Au final, de grandes boules de gaz
denses se sont formées,

se contractant sous leur propre gravité

et par conséquent chauffant à l'intérieur.

À un certain moment,
le cœur d'une de ces boules

chauffe assez pour qu'ait lieu
une fusion nucléaire.

Des atomes d'hydrogène s'entrechoquent
pour former de l'hélium,

accompagnés par
une grande décharge d'énergie,

assez forte pour contrebalancer
la force de contraction de la gravité.

Quand l'énergie qui sort
des réactions de fusion

correspond à la gravité qui
attire tout le gaz vers l'intérieur,

un équilibre se produit.

De là naît une étoile.

Au cours de sa vie,

les réactions de fusion dans
le noyau d'une étoile massive

produira non seulement de l'hélium,

mais aussi du carbone,
de l'oxygène, de l'azote

et tous les autres éléments
de la table périodique jusqu'au fer.

Mais au final, le combustible
du cœur s'épuise,

ce qui l'amène à s'effondrer complètement.

Cela cause une explosion
incroyablement puissante

qu'on appelle une supernova.

Maintenant, il y a deux choses à noter

sur la façon dont les supernovas
créent les éléments.

D'abord, cette explosion
dégage tellement d'énergie

que la fusion s'affole

et forme des éléments avec des atomes
plus lourds même que le fer

comme l'argent, l'or et l'uranium.

Deuxièmement, tous les éléments
qui s'étaient accumulés

dans le cœur de l'étoile,

comme le carbone, l'oxygène,
l'azote, le fer,

de même que tous ceux formés
dans l'explosion de la supernova,

sont éjectés dans l'espace interstellaire

où ils se mélangent avec le gaz
qui y est déjà.

Ensuite, l'histoire se répète.

Les nuages de gaz, qui contiennent
maintenant de nombreux éléments

en plus de l'hydrogène
et l'hélium originels,

ont des zones de densité plus grande

qui attirent plus de matière, etc.

Comme précédemment,
il en résulte de nouvelles étoiles.

Notre soleil est né ainsi
il y a environ 5 milliards d'années.

Ce qui veut dire que le gaz
qui lui a donné naissance

avait été lui-même enrichi
de nombreux éléments

issus d'explosions de supernova
depuis le commencement de l'univers.

Voilà comment le soleil
s'est retrouvé avec tous les éléments.

Il est essentiellement
composé d'hydrogène pour 71 %,

l'essentiel du reste étant
de l'hélium pour 27 %.

Mais n'oubliez pas

qu'alors que les premières étoiles
ont été constituées

uniquement d'hydrogène et d'hélium,

les éléments restants
dans la table périodique

composent 2 % du soleil.

Et la Terre ?

Les planètes se forment en tant que
processus accidentel

de la formation d'étoile

à partir du même nuage de gaz
que l'étoile elle-même.

Les petites planètes comme la nôtre
n'ont pas suffisamment de gravité

pour retenir beaucoup de gaz
d'hydrogène ou d'hélium

puisque ce sont deux gaz très légers.

Donc, bien que le carbone,
l'azote, l'oxygène etc.,

ne représentaient que 2 % du nuage de gaz
à partir duquel la Terre s'est formée,

ces éléments plus lourds forment
la masse de notre planète

et de tout ce qui se trouve dessus.

Réfléchissez-y :

à l'exception de l'hydrogène
et d'une partie de l'hélium,

le sol sur lequel vous marchez,

l'air que vous respirez, vous-même,

tout est fait d'atomes

qui ont d'abord été créés
à l'intérieur d'étoiles.

Quand les scientifiques ont découvert ça,

dans la première moitié du 20e siècle,

le célèbre astronome Harlow Shapley
a fait ce commentaire :

« Nous sommes les frères des rochers,
les cousins des nuages. »