LE REGLAGE PRECIS
DE L'UNIVERS


Pourquoi l’univers est-il doté de lois physiques invariables et de constantes naturelles d’une précision idéale qui permettent l’existence d’une planète comme la nôtre et de toutes les formes de vie qui s’y trouvent ?

L’immensité et la complexité de l'univers

Notre terre paraît bien petite à l’échelle du système solaire. Le soleil pourrait en effet contenir un million de planètes comme la terre.
Le soleil n’est que l’une des étoiles qui occupent l’un des bras spiraux de notre galaxie, la Voie lactée, laquelle ne constitue qu’une partie minuscule de l’univers connu bien qu'elle contienne plus de 100 milliards d’étoiles.

Sous l’effet de la gravitation, la Voie lactée, Andromède et une vingtaine d’autres galaxies sont maintenues groupées en un amas, qui ne représente qu’une petite région d’un immense superamas.
L’univers contient un nombre incalculable de superamas et au moins 50 milliards de galaxies abritant chacune des milliards d’étoiles semblables au soleil.

Les amas ne sont pas répartis uniformément dans l’espace. À l’échelle cosmique, ils semblent s’aligner le long de parois ou de filaments entourant de vastes régions de vide semblables à des bulles. Certaines de ces structures sont si longues et si larges qu’elles font penser à de grands murs. Voilà de quoi surprendre ceux qui pensent que l’univers s’est créé à la suite d’une explosion cosmique aléatoire.

Plus on découvre l'univers, plus il parait hasardeux de vouloir expliquer par une théorie simple comment il en est arrivé là.

Les ‘‘piliers de la création’’ de la nébuleuse de l’Aigle photographiés en 1995 par le télescope spatial Hubble.

Le commencement de l'univers

L’astronome Edwin Hubble (1889-1953) a découvert que la lumière provenant de galaxies lointaines se décale vers le rouge, signe d’un éloignement à grande vitesse. Plus une galaxie est distante de la terre, plus elle semble s’en éloigner rapidement. L’univers est en expansion. Il a donc eu un commencement.

La vitesse d'expansion

La vitesse d’expansion semble être réglée très précisément. Un hasard ?

Si l’univers s’était dilaté un millionième de millionième plus vite, toute la matière de l’Univers serait aujourd’hui dispersée.

Si la vitesse avait été un millionième de millionième plus lente, les forces gravitationnelles auraient provoqué l’effondrement sur lui-même de l’Univers au cours du premier milliard d’années de son existence. Là encore, il n’y aurait eu ni étoiles à durée de vie longue, ni vie.

L’univers a eu un commencement

Il a fallu que quelque chose amorce le processus, une force colossale pour vaincre la gravitation de l’univers tout entier.

Quelle est la source de cette énergie ?
La plupart des scientifiques font remonter l’univers à un état initial caractérisé par une taille infinitésimale et une densité infinie.

Y avait-il quelque chose avant l'univers et y avait-il quelque chose à l'extérieur de l'univers ?

Le problème du Commencement reste posé.

La voie lactée.

Des lois physiques d’une précision idéale

L’’univers est doté de lois physiques invariables et de constantes naturelles d’une précision idéale qui permettent l’existence d’une planète comme la nôtre et de toutes les formes de vie qui s’y trouvent.
D’infimes modifications rendraient l’univers stérile.

Peut-on y voir simplement un incident fortuit dans le grand drame cosmique ?

La coïncidence peut-elle tout expliquer ?

Quatre forces fondamentales

Les chercheurs voient aujourd’hui ce qui hier était invisible. Ce faisant, ils saisissent de mieux en mieux le rôle important de ce qu’ils pensent être les quatre forces fondamentales : la gravitation, la force électromagnétique et deux forces s’exerçant à l’intérieur du noyau des atomes, l’interaction faible et l’interaction forte. Elles sont réglées et ajustées de façon incroyablement précise pour produire l’univers visible et que la vie soit possible.

Le LHC au Cern.

La gravitation

La gravitation est une force très faible à l’échelle atomique, la plus faible des quatre interactions fondamentales de la physique ; elle devient dominante au fur et à mesure que les échelles de grandeur augmentent. Avec la force électromagnétique, elle est la seule à agir au-delà de la dimension du noyau atomique. Elle affecte les objets volumineux, tels que les planètes, les étoiles, les galaxies.

La gravitation permet aux objets (et aux humains) de rester sur la Terre.

La force gravitationnelle maintient les planètes en orbite.

A titre d'illustration de la force de gravitation et de sa relation avec la masse, un homme qui pèse 100 kg sur la terre pèserait:
16.5 kg sur la lune
256 kg sur Jupiter
2636 kg sur le soleil

Le système solaire.

L’électromagnétisme

La principale force d’attraction entre protons et électrons qui permet la formation des molécules. La force électromagnétique agit entre tout les objets chargés électriquement. Ils se repoussent s'ils ont une charge de même signe et s'attirent s'ils ont une charge de signes opposés. Le photon, composant de la lumière, transporte la force électromagnétique : il lie les électrons de charge négative, au noyau, de charge positive.

Si la force électromagnétique n'existait pas les atomes ne pourraient pas se combiner pour former des molécules. L'univers ne serait qu'une bouillie de noyaux atomiques et d'électrons solitaires.

Si la force électromagnétique était beaucoup plus forte, les électrons seraient capturés par le noyau de l’atome, ce qui interdirait toute réaction chimique entre les atomes et donc toute vie.

Une légère différence d’intensité de la force électromagnétique aurait des conséquences sur l’activité solaire et donc sur la lumière qui atteint la terre, ce qui rendrait la photosynthèse difficile, voire impossible.
Elle priverait également l’eau de ses propriétés si particulières qui la rendent indispensable à la vie. Là encore, donc, c’est le réglage précis de la force électromagnétique qui fait la différence entre la présence et l’absence de vie.

Un autre facteur tout aussi essentiel est l’intensité de la force électromagnétique par rapport aux trois autres forces. Des physiciens ont calculé qu’elle est 10 (1040 zéros) de fois plus forte que la gravitation.
Si on ajoutait un zéro à ce nombre (1041) la gravitation serait alors proportionnellement plus faible, les étoiles seraient plus petites, et la pression de gravitation interne ne porterait pas la température assez haut pour permettre les réactions de fusion nucléaire. Conséquence : le soleil ne pourrait pas briller. Si l’on amputait ce nombre d’un zéro (1039), la gravitation serait alors proportionnellement plus forte, ce qui suffirait à réduire considérablement la durée de vie d’une étoile comme le soleil.

La foudre: manifestation de l'électromagnétisme.

L’interaction forte

L’interaction forte est la force attractive qui s'oppose à la force électromagnétique. Elle lie les quarks entre eux permettant ainsi aux protons et aux neutrons d'exister et lie ensemble les protons et les neutrons dans le noyau des atomes. Cette cohésion permet la formation de divers éléments : certains légers, comme l’hélium et l’oxygène, d’autres lourds, comme l’or et le plomb.

Sans cette force l'univers ne serait qu'un plasma de quarks et de bosons.

Si cette force de cohésion était seulement 2 % plus faible, seul l’hydrogène existerait.

À l’inverse, si elle était un tant soit peu plus forte, seuls les éléments plus lourds seraient présents, mais pas l’hydrogène. Sans l’hydrogène, le soleil serait privé du carburant qui lui permet de produire l’énergie indispensable à la vie. Nous n’aurions ni eau ni nourriture, puisque l’hydrogène en est une composante de base.

Un atome.

L’interaction faible

L’interaction faible est la force de destruction qui régit la désintégration des éléments radioactifs. Bien que faible (un million de fois plus faible que la force nucléaire) et d'une portée limitée (elle ne dépasse pas les frontières du noyau), elle est inexorable : toutes les particules, à de rares exeptions, sont destinées à se désintégrer.

L’interaction faible maintient la combustion du soleil à un rythme constant. Elle est juste assez faible pour que l’hydrogène du soleil brûle à une vitesse lente et régulière.

Si l’interaction faible était légèrement plus forte, la production d’hélium n’aurait pu se faire.

Si elle était légèrement plus faible, presque tout l’hydrogène se serait converti en hélium.

Dans les deux cas, toute forme de vie dépendant d’une étoile comme le soleil n’aurait pu voir le jour. L’interaction faible joue également un rôle dans les explosions de supernovæ, mécanisme de fabrication et de diffusion de la plupart des éléments chimiques.

Les supernovae, issues de l'explosion de certaines étoiles.

Le soleil

Le soleil tire son énergie prodigieuse de réactions de fusion nucléaire qui transforment, dans son noyau, l’hydrogène en hélium. Le Soleil est si grand - son volume pourrait contenir 1 300 000 Terres et sa masse vaut 330 000 fois celle de la Terre, il représente à lui seul plus de 99 % de la masse du système solaire - et son centre si dense qu’il faut des millions d’années pour que l’énergie produite en son noyau remonte à la surface.
Le diamètre du soleil est équivalent à 3 fois la distance Terre-Lune. Le système solaire fait un tour de la Galaxie en 250 millions d'années à la vitesse de 240 km/s , soit 860 000 km/h.

Le cœur du Soleil transforme chaque seconde plus de 4 millions de tonnes de matière (de masse) - résultat de la combustion de 596 millions de tonnes d'hydrogène convertis en 592 millions de tonnes d'hélium - en énergie qui est transmise aux couches supérieures de l’astre et émise dans l’espace sous forme de rayonnement électromagnétique (lumière, rayonnement solaire) et de flux de particules (vent solaire).

Seul un milliardième environ de l’énergie solaire atteint la Terre.
La totalité de l’énergie émise par le Soleil suffirait à alimenter 31 000 milliards de planètes comme la nôtre.

Si le Soleil arrêtait de produire de l’énergie aujourd’hui, 50 000 000 d’années passeraient avant que des effets notables se fassent sentir sur la Terre !

Le soleil.

La terre

Une distance optimale du soleil

La terre, à 150 000 000 de kilomètres du soleil en moyenne reçoit une infime partie de l’énergie produite par le soleil, une quantité de lumière et de chaleur nécessaire pour entretenir la vie.

Si elle était plus proche ou plus éloignée du soleil, il y ferait alors trop chaud ou trop froid, et la vie serait impossible.

Une vitesse idéale de la terre

La terre parcourt chaque année une orbite complète autour du soleil à la vitesse de quelque 100 000 km à l’heure (30 km par seconde), exactement la vitesse qu’il faut pour contrebalancer l’attraction du soleil et maintenir le globe à la bonne distance de celui-ci.

Si cette vitesse diminuait, notre planète s’en rapprocherait et deviendrait un désert brûlé, si cette vitesse augmentait elle s’éloignerait du soleil et deviendrait un désert glacé.

L’inclinaison de la terre

L’axe autour duquel tourne la terre est incliné de 23,5 degrés par rapport au soleil. C’est l’attraction lunaire qui permet à la terre de conserver cette inclinaison.

Sans cette inclinaison, il n’y aurait pas de saisons.
Et si la terre était davantage inclinée sur son axe, il y aurait des étés extrêmement chauds et des hivers très rigoureux.

La rotation de la terre

Toutes les 24 heures la terre fait un tour complet autour de son axe ce qui détermine alternativement et régulièrement l’apparition du jour et de la nuit.

Si la terre effectuait cette rotation sur elle-même plus lentement, une partie de la planète resterait longtemps exposée au soleil et deviendrait un désert, alors que l’autre, dans l’obscurité durant la même période, deviendrait une terre gelée.

La terre.



Des scientifiques
et l'origine de l'univers