Nous vivons sur un niveau d'existence.
Mais il en existe d'autres.
Ces dimensions cachées de la réalité sont partout,
très loin, à des années-lumière, sous nos pieds
et même à l'intérieur de nous.
Nous sommes composés d'atomes.
Il y a plus d'atomes dans un œil
qu'il n'y a d'étoiles dans les galaxies de l'univers connu.
C'est aussi vrai pour les objets solides plus larges que le bout du petit doigt.
Je suis une collection de trois milliards de milliards de milliards
d'atomes intimement organisés appelés Neil deGrasse Tyson.
Vous êtes une collection semblable avec un nom différent.
Nous ne nous définissons pas souvent de cette façon car ce degré de réalité
dépasse notre entendement.
Mais cela ne nous effraie pas.
Nous pouvons aller plus loin dans le mystère.
Les atomes permettent à la matière d'agir étrangement.
Pour comprendre l'eau, il faut savoir ce que font ses atomes.
Chaque molécule d'eau est composée de deux atomes d'hydrogène
reliés à un plus gros atome d'oxygène.
C'est pourquoi nous l'appelons H2O.
Si elle n'est pas trop chaude ni trop froide,
les molécules peuvent glisser et culbuter les unes autour des autres.
Les molécules sont liées ensemble,
mais pas assez pour les fixer en un élément solide.
C'est la définition d'un liquide.
Le soleil réchauffe l'eau
et l'énergie supplémentaire accélère le mouvement des molécules.
C'est la définition de la température.
Ces molécules bougent rapidement
pour briser les faibles liens qui les attachent.
C'est l'évaporation.
L'air que nous respirons est composé de molécules d'azote et d'oxygène
avec des traces de vapeur d'eau et de dioxyde de carbone.
Roulement de tambour...
C'est la condensation.
La goutte de rosée est la victoire momentanée
de la condensation sur l'évaporation.
Pendant qu'elle dure,
elle est un microcosmos avec ses propres mondes,
créatures et drames.
Pour explorer les contrées reculées de cette goutte,
il nous faut un navire.
Propulsé par un bimoteur,
la science et l'imagination.
C'est une paramécie unicellulaire
composée d'une multitude de soldats-chasseurs
qui sillonnent la goutte de rosée.
Mais ils sont eux-mêmes chassés.
Les Dileptus
sont l'ennemi mortel de la paramécie.
La paramécie pourrait atteindre directement sa cible.
Même si elle échoue,
le recul provoqué créera une certaine distance
entre la paramécie et son ennemi.
Que puis-je dire ?
C'est la vie d'une goutte de rosée.
Ce petit bonhomme est un tardigrade,
un animal plus petit qu'une tête d'épingle.
Ne le sous-estimez pas.
Les tardigrades vivent sur cette planète depuis plus longtemps que nous.
Environ 500 millions d'années.
Pour chaque humain,
il y a environ un milliard de tardigrades.
Ils survivent partout sur la Terre,
aux sommets des plus hautes montagnes,
dans un volcan en éruption
ou dans les profondeurs des failles océaniques.
Les tardigrades sont si résistants
qu'ils peuvent survivre nus dans le vide de l'espace.
Ils ont survécu aux cinq
dernières grandes extinctions massives de la planète.
Un visiteur d'un autre monde pourrait croire
que la Terre est la planète des tardigrades.
Si nous voulons atteindre le fond de cette goutte, il faut avancer.
Chaque feuille et petite mousse contiennent des centaines de milliers
de bouches microscopiques appelées stomates.
Les plantes respirent grâce à eux, inspirant du dioxyde de carbone
et expirant l'oxygène dont nous avons besoin.
Les plantes peuvent survivre sans nous,
mais les animaux et les humains
seraient morts sans elles.
Les plantes transforment la lumière en nourriture.
Nous ne pouvons pas faire cela.
Pour voir comment elles font,
nous devons aller plus loin
et devenir environ mille fois plus petits
pour entrer dans leur monde,
l'endroit où ils conservent leur trésor, la chlorophylle.
C'est la molécule qui transforme la lumière du soleil en énergie.
Chaque rectangle est une cellule végétale.
Et ces petits véhicules verts
sont ses usines énergétiques.
Si nous pouvions voler leurs secrets, cela créerait une nouvelle révolution industrielle.
Mais pour les épier, il faut aller plus loin.
Qu'est-ce que le navire de l'imagination a découvert cette fois-ci ?
C'est le cosmos
contenu dans une goutte de rosée.
Nous sommes en mission d'espionnage industriel.
Si nous pouvons découvrir les secrets
du processus de fabrication du chloroplaste,
disons que notre avenir est en jeu.
Ce chloroplaste utilise la lumière du soleil
pour séparer les molécules d'eau en atomes d'hydrogène et d'oxygène.
Il combine l'oxygène avec le dioxyde de carbone pour en faire du sucre
et expire l'oxygène comme déchet.
Pour voir ce qui se produit, il faut aller encore plus loin,
devenir encore plus petit.
On parle ici de l'échelle atomique.
Bingo !
Cette chaîne de montage est le cœur
du complexe industriel moléculaire.
Au niveau moléculaire,
les choses sont trop rapides pour nos yeux,
il nous faut donc les ralentir près d'un milliard de fois.
Ces plus grandes molécules sont du dioxyde de carbone.
Chacune est composée d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène.
Lorsque le soleil frappe une molécule verte de chlorophylle,
il active une série de réactions chimiques
qui séparent les molécules d'eau
et libèrent les électrons énergiques.
Et ce n'est que le quart de jour,
le moment où le soleil fournit l'énergie.
Il y a un quart qui travaille jour et nuit
à l'aide de l'énergie solaire emmagasinée.
L'énergie des électrons libres est mise au travail
pour lier le dioxyde de carbone à l'hydrogène provenant de l'eau.
Le produit final est du sucre
qui emmagasine l'énergie solaire.
Le chloroplaste est un collecteur d'énergie solaire de trois milliards d'années.
Cette pile solaire inframicroscopique
est ce qui alimente toutes les forêts et les champs,
le plancton dans les mers,
et les animaux, nous y compris.
La biosphère solaire recueille et traite
six fois plus de puissance que notre civilisation en entier.
Nous comprenons le processus de la photosynthèse à l'échelle chimique.
Nous pouvons recréer ce processus en laboratoire,
mais pas aussi bien que les plantes.
Ce n'est pas surprenant
puisque la nature se pratique depuis des milliards d'années
et nous venons de commencer.
Mais si nous pouvions trouver le secret de la photosynthèse,
toutes les autres sources d'énergie sur lesquelles nous dépendons,
charbon, huile, gaz naturel,
deviendraient désuets.
La photosynthèse est l'ultime énergie propre.
Elle ne pollue pas,
en fait, elle est carboneutre.
La photosynthèse artificielle, à grande échelle, pourrait réduire l'effet de serre
qui produit les changements climatiques négatifs.
Le monde s'évapore. Il est temps de partir.
La vie d'une goutte de rosée est éphémère.
Elle naît de la condensation de la nuit froide
pour mourir avec la chaleur du jour.
Qu'arrive-t-il à ses habitants, les tardigrades ?
Ils vont bien.
Ils peuvent survivre des années sans eau.
Difficile à croire, mais les plantes ont couvert la surface de la Terre
pendant des millions d'années
avant de produire la première fleur.
C'était il y a environ cent millions d'années,
peu avant l'extinction des dinosaures.
Notre monde devait être un endroit plutôt triste en ce temps-là,
dominé par les tons de vert et de brun.
Il y avait bien d'énormes arbres, des fougères et d'autres végétaux,
mais pas le mauve d'un iris
ou le cramoisi d'une rose rouge.
Les orchidées sont l'une des premières espèces à être apparues sur Terre.
C'est l'espèce la plus diversifiée.
Darwin était particulièrement fasciné par l'étoile de Madagascar,
une fleur dont le pollen est caché au fond
d'un éperon très long et étroit.
Il n'y a pas de plus grand test pour une idée que son pouvoir prédictif.
En se basant sur sa théorie de l'évolution par la sélection naturelle,
Darwin a émis l'hypothèse que sur l'île de Madagascar, il devait y avoir
des insectes volants
avec des langues incroyablement longues
qui leur permettent d'atteindre le pollen.
Personne n'avait aperçu un tel animal,
mais Darwin a maintenu qu'il devait pourtant exister.
Peu de gens l'ont cru à l'époque.
Plus de 50 ans plus tard,
on a prouvé qu'il avait raison.
On a découvert un énorme sphingidé appelé le sphinx de Morgan
au Madagascar en 1903.
Attiré par l'odeur de l'orchidée,
le sphinx aspire son pollen à l'aide de sa langue de 30 cm,
exactement comme Darwin le croyait.
Le fait d'avoir découvert le sphinx de Morgan est encore plus incroyable
étant donné que plus de 90 pour cent des forêts tropicales de Madagascar
ont été détruites.
Après la célèbre prédiction de Darwin,
cette espèce de sphinx aurait facilement pu disparaître avec toutes les autres.
Chacune d'entre elles un vers de la poésie de la vie
écrite dans les atomes par des siècles d'évolution.
Le parfum des lilas.
C'est l'une de ses odeurs qui déclenche une constellation d'associations
de tous ces mois de juin d'antan.
Comment cela se produit-il ?
Comment une odeur peut-elle lancer un film dans votre tête ?
Ce n'est pas visible.
Serait-ce une onde d'énergie, comme la lumière ?
Ou une sorte de particule microscopique ?
En fait, c'est une molécule.
Chaque odeur que nous sentons, que ce soit une rôtie, de l'essence
ou un champ de lilas,
est un nuage de molécules.
Ces molécules ont des formes spécifiques.
Lorsque je les inspire,
elles stimulent un ensemble précis de récepteurs dans mon nez.
Un signal électrique se rend ensuite à mon cerveau
qui identifie l'odeur au lilas.
D'autres odeurs sont transportées par différentes molécules de différentes formes.
Mais lorsque je sens une fleur
ou la fumée d'un feu de camp, ou la graisse d'un moteur,
je suis souvent inondé de souvenirs.
Comment le simple parfum d'une fleur
peut-il déclencher des souvenirs aussi intenses ?
C'est lié au développement de notre cerveau.
Notre odorat s'active
lorsque le nerf olfactif de notre cerveau est stimulé.
Ce nerf situé tout près de l'amygdale est une structure
indispensable à notre expérience de l'émotion.
Il est aussi situé près de l'hippocampe,
ce qui nous aide à constituer nos souvenirs.
Le réseau de neurones transportant l'odeur
de mon nez vers mon cerveau s'est développé
au cours des millions d'années d'évolution.
C'est un mécanisme de survie
qui nous alerte des dangers ou nous guide vers la sécurité.
Si on peut identifier un prédateur avant qu'il n'attaque
ou un feu avant qu'il ne soit trop tard,
on a beaucoup plus de chance de survivre et de transmettre les gènes
à la prochaine génération.
Ce charmant parfum émanant du champ de fleurs
envoie une combinaison exceptionnelle de signaux nerveux.
Seule cette combinaison exacte peut ouvrir la porte
de l'endroit où le souvenir du lilas est enregistré dans mon cerveau.
Je me demande c'est pour qui.
On le découvrira plus tard.
Mais d'abord, il y a un autre cosmos caché qui nous attend.
Les plantes respirent doucement,
inspirant des molécules de dioxyde de carbone
et expirant des molécules d'oxygène.
Et je fais tout le contraire.
À l'opposé des flocons et des empreintes,
les molécules et atomes de même nature sont identiques les uns aux autres.
Avec chaque respiration,
nous inspirons autant de molécules qu'il y a d'étoiles
dans les galaxies possibles de voir.
À chaque expiration, ils circulent dans l'air
et sont mélangés à travers les continents,
devenant disponible aux autres pour les respirer.
Respirez avec moi.
Nous avons respiré à peu près cent millions de molécules
qui ont passé une fois dans les poumons des gens qui ont vécu avant nous.
Pensez-y. Ce type de réincarnation atomique
est un autre lien qui nous connecte à nos ancêtres,
incluant ceux qui nous ont lancé vers l'exploration
des univers invisibles.
Ces univers sont aussi réels que vous et moi
et ils nous entourent.
Un jour, nous nous sommes éveillés à une nouvelle façon de penser et de voir.
Cela est survenu il y a à peu près 2 500 ans
dans les îles grecques situées entre l'empire de l'est
et celui de l'ouest.
Là-bas, des marchands, des touristes et des marins se sont mêlés,
échangeant des légendes de grands Dieux et de rois.
Dans les métropoles ioniennes et les villes comme Milet, maintenant la Turquie,
les éléments fondamentaux de notre façon de vivre actuelle
sont apparus.
Ici, pour la première fois, la reconstitution des aspects de la vie,
créée et jouée par des professionnels,
avait pour but de toucher le cœur des spectateurs
ou de les faire rire.
Les premières pièces étaient jouées, des drames et des comédies.
C'est ici qu'est née une nouvelle idée radicale :
un gouvernement du peuple.
Les premières indications imparfaites de la démocratie
et la notion que les citoyens possèdent certains droits
nous sont parvenues de cette époque et de cet endroit.
Mais à mon avis, l'innovation la plus révolutionnaire
transmise par ce monde ancien
est l'idée que les événements naturels
n'étaient ni une punition, ni une récompense
provenant de Dieux capricieux.
Le fonctionnement de la nature expliqué
sans implorer quelque chose de surnaturel.
Thalès a été le premier à exprimer cette réflexion.
Si le tonnerre grondait ou la Terre tremblait,
ce n'était pas causé par quelque chose qui déplaisait
aux Dieux très exigeants. Non.
C'était le résultat de processus naturels
que nous sommes en mesure de comprendre.
Même si ses ouvrages n'ont pas survécu,
Thalès a allumé la flamme qui brûle toujours aujourd'hui :
l'idée d'un cosmos à l'extérieur du chaos.
Un univers dicté par des lois naturelles
que nous pouvons réellement comprendre.
Il s'agit de l'aventure héroïque
qui a commencé dans les pensées de Thalès.
Seulement un siècle après la mort de Thalès,
un autre génie est apparu.
C'est lui
qui a découvert l'existence
des univers dissimulés qui nous entourent.
Démocrite d'Abdère était un vrai scientifique,
un homme au très grand désir de connaître le cosmos
et d'avoir du plaisir.
C'est cet homme qui a dit : "Une vie sans fêtes
est une longue route sans hôtellerie".
Quoi, c'est tout ?
C'est tout ?
Juste un paquet d'atomes dans le vide ?
Ouais.
Pensez-y. Le monde doit être fait
d'innombrables particules invisibles dans le vide.
Sinon, rien ne pourrait bouger ou pousser,
être séparé ou modifié.
Sans atome et espace vide pour qu'ils bougent,
le monde serait solide, dans un état statique et mort.
Ne soyez pas tristes, mes amis.
Pensez aux possibilités infinies
qui proviennent des différents aménagements de ses atomes.
Levons nos verres pour les atomes qu'ils contiennent
et pour ce vin
et les rires qu'ils rendent possibles.
Dispersés dans l'argile de la coupe, des grains microscopiques de minéraux
et différents types de cristaux
ont chacun leur propre architecture atomique.
Les structures minérales sont exquises,
mais ont un répertoire limité.
Un grain de quartz est un réseau de mêmes atomes répétés
sans variation, c'est toujours la même chose qui se répète.
Même le réseau relativement complexe de la topaze,
composé de près de dix atomes,
ne fait que répéter la même structure atomique
encore et encore.
Pour exposer une autre dimension,
afin de le libérer de la répétition sans fin,
il faut un atome qui peut se lier
dans toutes les directions avec des atomes similaires et des atomes différents.
Je vous présente l'atome de carbone.
L'élément essentiel à la vie sur la Terre.
Pourquoi ?
Le carbone est unique puisqu'il peut se lier avec quatre autres atomes en même temps.
Il peut se lier à plusieurs types d'atomes
tout comme aux atomes de carbone.
Il peut se boucler et s'attacher pour former une chaîne
de molécules beaucoup plus complexes que n'importe quel cristal.
Aucun autre atome n'offre la même flexibilité.
Même les atomes qui ont des propriétés chimiques similaires, comme le silicium,
ne peuvent former l'étonnante variété de molécules construites sur le carbone.
Les molécules à base de carbone nommées protéines,
les molécules de la vie,
contiennent littéralement des centaines de milliers d'atomes.
Il est la colonne vertébrale des molécules
qui forme toute chose vivante, y compris nous-mêmes, l'être humain.
C'est la différence entre les êtres vivants et les roches.
La vie peut créer d'énormes molécules de tailles et de complexité différentes,
libérant la matière afin d'improviser, d'évoluer et même de créer l'amour.
Calme-toi, papa.
Il ne l'a pas vraiment touché.
Dans la vie de tous les jours,
sur l'échelle de l'atome,
les objets matériels ne se touchent pas vraiment.
Chaque atome possède un minuscule noyau
entouré d'un nuage d'électrons représentant la ligne de force.
Lorsque les atomes s'approchent,
les électrons du garçon repoussent ceux de la fille.
Plus de 99,9 pour cent de la matière de tout atome
est concentré dans le noyau de celui-ci.
Le noyau est entouré d'un nuage d'électrons
qui produit un champ de force invisible et qui agit à titre d'amortisseur.
La configuration du nuage d'électrons détermine la nature d'un élément.
Dans le cours normal des choses, ici sur Terre, le noyau n'est jamais touché.
Nous percevons le toucher,
mais ce n'est que nos champs de force invisibles qui se chevauchent et se repoussent.
Le noyau est très petit comparé au reste de l'atome.
Si un atome était de la taille de cette cathédrale,
son noyau serait de la taille de cette particule de poussière.
Un atome est essentiellement de l'espace vide.
Pour comprendre la nature de la matière,
nous devons aller plus loin,
dans un endroit 100 000 fois plus petit qu'un atome :
son noyau.
L'atome le plus simple et le plus abondant du cosmos est l'hydrogène.
Son noyau, un simple proton,
est ce qui fait de l'hydrogène le premier élément.
Les nuages qui l'entourent
sont les royaumes dans lesquels le seul électron de l'atome est autorisé à se déplacer.
Qu'arrive-t-il lorsqu'un noyau est composé de deux protons ?
Les protons se repoussent.
Pour les maintenir dans le noyau,
il faut d'autres particules nommées neutrons.
Leur travail est d'empêcher les protons de sortir de leur trajectoire.
Ils sont plus forts que le proton grâce à leur force d'attraction nucléaire.
Le noyau avec deux protons est le deuxième élément,
c'est-à-dire l'hélium.
Le noyau composé de six protons est le sixième élément,
c'est-à-dire le carbone, le bloc de construction fondamental de la vie.
Le noyau d'un atome d'or est composé de 79 protons.
Ils attirent 79 électrons dans les nuages qui les entourent.
C'est la façon dont la lumière interagit avec les électrons qui le fait briller.
Tous les protons supplémentaires nécessitent suffisamment de neutrons pour les lier.
Jusqu'à un certain point.
Il y a une limite au nombre de neutrons dans un noyau
avant qu'il ne devienne instable.
Je connais un endroit où les noyaux des différents atomes peuvent se toucher.
Le soleil semble être un objet solide,
mais il ne l'est pas.
Il est tellement chaud que ces atomes sont toujours à l'état gazeux.
Les liens qui connectent les atomes sur la Terre
ne sont pas assez fort pour résister à la chaleur ardente du soleil.
Ces arcs gazeux et incandescents qui explosent vers la Terre
sont guidés par les lignes de force magnétique
qui émanent sous la surface du soleil.
Pourquoi le soleil est-il aussi chaud ?
Parce que sa propre force de gravité presse les atomes ensemble.
L'énergie de la gravité est transformée en énergie pour faire bouger les atomes.
C'est ce qu'on appelle la chaleur.
Plus nous entrons en profondeur,
plus les atomes sont serrés et plus la température est élevée.
Au cœur du soleil,
les atomes bougent tellement vite qu'ils fusionnent.
Leur noyau se touche.
Le soleil est un réacteur de fusion nucléaire,
maintenu par sa propre gravité.
L'équilibre réside dans son attraction de gravité interne
et de l'expulsion vers la surface de ses gaz chauds.
Cet équilibre existe depuis des milliards d'années,
fournissant la stabilité nécessaire à l'évolution de la vie sur Terre.
Dans le noyau du soleil,
la fusion de l'hydrogène en hélium libère l'énergie nucléaire sous forme de photons.
Ces particules de lumière se déplacent vers la surface
où ils deviennent des rayons du soleil.
L'hélium est la cendre de la fournaise nucléaire du soleil.
Il est une étoile de taille moyenne.
La température de son noyau est de 10 millions de degrés.
Assez chaud pour fusionner l'hydrogène, mais trop froid pour l'hélium.
Il y a plusieurs étoiles plus chaudes dans la galaxie
puisqu'elles sont plus massives et ont une plus grande gravité.
Ces étoiles fusionnent l'hélium en éléments plus lourd comme le carbone et l'oxygène.
En vieillissant, elles diffusent doucement ces éléments dans l'espace.
D'autres étoiles, encore plus massives, naissent et meurent rapidement
dans des explosions cataclysmiques.
Dans notre galaxie, elles deviennent des supernovas une fois par siècle.
Ces explosions sont bien plus chaudes que le noyau du soleil.
Assez chaude pour transformer les éléments comme le fer en élément encore plus lourd
et les projeter dans l'espace.
Le Grand Nuage de Magellan
est une galaxie voisine de la Voie lactée.
Elle est visible dans l'hémisphère sud.
Lorsqu'une supernova explose,
sa luminosité rivalise avec celle de sa galaxie.
Mais toute cette lumière ne représente qu'un pour cent de toute l'énergie libérée.
Le reste de l'énergie est emportée par la particule
la plus commune et la plus mystérieuse du cosmos.
Des milliers de milliards passent à travers nous.
Et en repérer une seulement
nous amènera à l'endroit le plus étrange au monde.
Traquer le neutrino solitaire était un sport inusité.
Le parcours que doit faire celui qui veut les traquer est surprenant.
Bienvenue à Super-Kamiokande,
l'observatoire souterrain de neutrinos situé au Japon.
Nous sommes à 0,8 km sous la Terre.
Vous vous demandez : "Qui pourrait bien
vouloir mettre un observatoire si loin sous Terre ?"
Ceux qui recherchent la proie la plus évasive du cosmos :
le neutrino.
Cet immense détecteur de lumière rempli de plus de 50 000 tonnes d'eau distillée
est conçu pour attraper seulement les neutrinos.
Les autres particules, comme les rayons cosmiques,
pour la plupart des protons et des électrons de l'espace,
ne peuvent passer à travers le roc au-dessus de nous.
La matière n'est pas un problème pour le neutrino.
Un neutrino peut traverser 100 années-lumière de métal sans même ralentir.
Les neutrinos n'interagissent pas avec la matière.
C'est pourquoi il en faut une grande quantité pour en capturer un.
Occasionnellement,
lorsque le neutrino entre en collision avec une particule de matière,
il produit un cercle fantomatique de lumière.
Nous attendons une particule dont le poids n'est de presque rien.
Même la masse d'un minuscule électron
est un million de fois plus grande.
Voilà !
En 1987, lorsqu'une supernova dans le Grand Nuage de Magellan a perdu son sommet,
l'explosion aurait ressemblé à ceci.
Le Grand Nuage de Magellan est dans l'hémisphère sud, donc les neutrinos
ne sont pas passés à travers 0,8 km de pierre au-dessus de nous.
Ils ont passé à travers les milliers de km de pierre et de fer au-dessous de nous
pour atteindre ce détecteur.
Le plus fascinant,
c'est que les neutrinos ont frappé la Terre
trois heures avant la lumière de la supernova.
Si rien ne voyage plus vite que la lumière,
comment est-ce possible ?
C'est une étoile morte ambulante.
Elle semble normale, mais en profondeur, un phénomène cataclysmique se produit.
Cette étoile bleue supergéante
a déjà commencé à imploser.
Comme les rats quittent un navire qui coule,
les neutrinos produits au cœur de l'étoile en explosion
s'enfuient presque à la vitesse de la lumière,
à travers la masse sus-jacente en quelques secondes.
Mais l'onde de choc de l'explosion du gaz se déploie du centre de l'étoile
à un dix millième de la vitesse de la lumière
jusqu'à ce qu'elle atteigne la surface de l'étoile,
ce qui la transforme en la Supernova 1987A.
Il a fallu des heures pour que l'explosion atteigne la surface de l'étoile et la détruise,
exposant le noyau très chaud.
Les neutrinos avaient une longueur d'avance insurmontable.
C'est la raison pour laquelle la lumière arriva sur Terre beaucoup plus tard que les neutrinos.
Avant que quelqu'un ne piège le neutrino,
il existait déjà dans l'esprit d'un physicien théoricien.
Au moment où Charles Darwin savait qu'il devait avoir une créature à long nez
qui volait quelque part à Madagascar,
un physicien du 20e siècle nommé Wolfgang Pauli
cherchait désespérément une particule pour sauver un pilier de la physique moderne.
La loi de la conservation de l'énergie.
Pourquoi je n'ai pas sursauté ?
Car les lois de la science diffèrent fondamentalement
des efforts humains.
Pour qu'une idée devienne une loi scientifique,
elle doit être immuable.
C'est pourquoi j'étais prêt à parier ce visage sur les lois de la conservation de l'énergie.
Si vous essayez cela à la maison,
faites attention de ne pas donner d'élan au boulet.
Vous ajouteriez de l'énergie
et la boule reviendrait sûrement causer des dommages.
Il faut simplement la laisser aller comme ceci :
En soulevant la boule,
vous lui donnez de l'énergie gravitationnelle,
ce qui est la possibilité de tomber et d'accélérer.
Le boulet atteint sa vitesse de pointe en bas de l'arc.
À ce moment, il a converti toute son énergie potentielle en énergie cinétique.
Pendant qu'il balance,
le boulet passe continuellement d'un type d'énergie à l'autre.
Mais le total demeure constant.
C'est un exemple de la loi de la conservation de l'énergie.
Une fois que le boulet est lancé,
il ne peut gagner plus d'énergie qu'il en avait au départ.
Aucun moyen de monter plus haut et de me briser le nez.
Les livres comptables de l'énergie sont toujours bien balancés.
Il n'y a pas de tricherie.
Donc, au 20e siècle,
lorsque les physiciens ont calculé l'énergie des atomes,
ils ont été surpris de découvrir une violation apparente de cette loi.
Ils ont découvert que les noyaux de certains
atomes radioactifs pouvaient éjecter un électron spontanément.
Ce qui transforme l'atome en un nouvel élément.
Les physiciens étaient perplexes.
L'énergie de l'électron échappé en plus de celle du nouvel élément
présente moins d'énergie que celui du noyau d'origine.
Mais la loi mentionne, "tu ne dois pas détruire ou créer l'énergie."
Donc, où se retrouve l'énergie manquante ?
En 1930, Wolfgang Pauli annonça qu'il devait y avoir une particule non découverte.
Une particule qui prend l'énergie perdue.
À cette époque,
Pauli a spéculé qu'une telle particule fantôme devait être si petite, rapide et évasive
qu'elle ne pourrait jamais être détectée.
Mais cela était une erreur rare de son imagination.
Puisque la science cherche toujours un moyen d'aller plus loin.
Une génération plus tard,
les neutrinos ont été détectés pour la première fois
dans un rayonnement d'un réacteur nucléaire.
Et nous avons toujours de la difficulté à les trouver.
Certains scientifiques
essaient de trouver une façon de retracer ces neutrinos
jusqu'au début des temps.
Nous irons aussi loin qu'eux pour arriver au mur de l'infini.
Le mur de l'infini n'est pas une nouveauté.
Nos ancêtres s'y sont frappés dès qu'ils ont commencé à l'imaginer.
Il y a plus d'un million de levers du soleil, au 13e siècle avant Jésus Christ,
les Égyptiens ont construit ce temple à Abou Simbel
en l'honneur du pharaon Ramsès II. Ils ont érigé ces quatre statues colossales.
Ra-Harakhte, le Dieu du soleil à tête de faucon
régnait au-dessus du puissant roi.
Le temple a été conçu pour que la lumière du soleil levant
n'entre dans le sanctuaire que deux jours par année.
Lorsque les rayons entrent,
ils illuminent les statues des Dieux de leurs lumières dorées
avant de pénétrer dans le sanctuaire.
Même dans cet endroit, un Dieu reste dans l'ombre :
Ptah, le Seigneur de la création,
comme si l'origine de l'univers doit être dissimulée à jamais.
Sentez le soleil sur votre visage.
La chaleur qui vous réchauffe a commencé son voyage il y a dix millions d'années,
dans le noyau même du soleil.
Contrairement aux neutrinos,
les photons ont besoin d'autant de temps pour se rendre à la surface.
Pourquoi ? Parce qu'ils entraient en collision des millions de fois avec les atomes du soleil.
Chaque collision les envoie dans des directions aléatoires.
Une fois qu'ils ont atteint la surface,
ils peuvent courir à la vitesse de la lumière
et se rendre du soleil à nous en seulement huit minutes et vingt secondes.
Une lumière qui a dix millions d'années se rend à votre visage.
Qu'est-il arrivé quand la lumière a quitté le noyau du soleil ?
Le calendrier cosmique compresse les milliards d'années de l'histoire de l'univers
en une seule année.
Chaque mois représente un milliard d'années.
Chaque jour, 40 millions d'années.
L'univers est si ancien que sur le calendrier cosmique,
dix millions d'années nous recule seulement
à 18 h le dernier jour de l'année.
Qu'en est-il de nous ?
L'humain n'avait pas évolué.
Il y a dix millions d'années,
nos ancêtres étaient des singes
qui se balançaient d'arbre en arbre en Afrique.
Pour nous, dix millions d'années semblent très longs,
mais cela représente seulement un après-midi sur l'échelle du cosmos.
Le soleil a commencé à fusionner l'hydrogène il y a 4 500 ans.
Sur le calendrier cosmique, c'est le 31 août.
Notre Voie lactée a à peu près 10 000 millions d'années.
Les premières galaxies se sont formées quelques milliards d'années avant.
Et quelque chose m'empêche d'aller plus loin dans le temps.
Qu'est-ce que c'est ?
C'est la nature de la lumière et du temps.
Parce que la lumière voyage à une vitesse définie,
regarder dans l'espace,
c'est retourner dans le temps.
Plus nous regardons loin, plus la lumière est vieille.
C'est aussi loin dans l'histoire du cosmos que nous pouvons voir la lumière.
C'est une photo de l'univers bébé lorsqu'il était à peine âgé de 380 000 ans.
Cela représente 15 minutes du 1er janvier sur le calendrier cosmique.
Si nous regardons aussi loin que nous pouvons avec un télescope à micro-ondes,
nous verrions
la lueur laissée après le Big Bang.
Imaginez que toute la matière et l'énergie de l'univers
étaient concentrées dans un objet pas plus gros que ceci.
C'est la taille de l'univers
alors qu'il n'était âgé que d'un millième de milliardième de seconde.
Toute la matière et l'énergie de milliards de galaxies,
maintenant éloignées par des milliards d'années-lumière
étaient une fois incluses dans un espace de la taille d'une bille.
Imaginez à quel point cette bille était comprimée ?
Trop dense pour que la lumière passe à travers,
mais ce n'était pas un obstacle pour les neutrinos.
Le Big Bang a produit un très grand nombre de neutrinos
qui ont voyagé à travers cette inconcevable matière écrasée.
La même chose qui les rend presque impossible à détecter
est ce qui permet aux neutrinos de voyager à travers les écrans du début des temps.
Où sont-ils ?
Ils sont ici, ils sont là-bas, ils sont partout dans l'univers.
Les neutrinos de la création sont à l'intérieur de vous.
D'une simple bille jusqu'au cosmos.
C'est le chemin que Thalès et Démocrite nous ont montré il y a 2 500 ans.
Un chemin de recherche sans fin.
Une recherche systématique et sans pitié de nouveaux mondes
vers une compréhension encore plus élaborée de la nature.
Qui d'entre vous prendra le flambeau qui nous entraînera vers de nouveaux chemins ?
Traduction : Caroline Tourangeau