| CHAPITRE 2
LA STRUCTURE DE L'ATOME
L'air, l'eau, les montagnes, les animaux, les plantes, votre corps, la
chaise sur laquelle vous tes assis, en bref, tout ce que vous voyez,
touchez, sentez, depuis le plus lourd jusqu'au plus lger, tout est form
d'atomes. Chaque page du livre que vous tenez entre vos mains comprend
des milliards d'atomes. Les atomes sont des particules tellement minuscules
qu'il est impossible d'en voir un seul mme avec le plus puissant des
microscopes. Le diamtre d'un atome n'est que de l'ordre d'un millionime
de millimtre.
Il est impossible qu'un tre humain puisse se reprsenter cette taille.
Essayons donc de l'expliquer avec un exemple:
Imaginez que vous avez une cl dans votre main. Il
vous est bien sr impossible de voir les atomes dans cette cl. Pour voir
les atomes, vous devez grossir la cl dans votre main jusque dans les
proportions du monde. Une fois que la cl devient aussi grande que la
Terre, alors chacun de ses atomes est de la grosseur d'une cerise.13
Prenons un autre exemple afin de comprendre cette minuscule taille et
comment tout est compos d'atomes:
Supposons que nous voulions compter tous les atomes
dans un seul grain de sel et supposons que nous sommes capable de compter
un milliard (1.000.000.000) d'atomes par seconde. En dpit de notre habilet
considrable, nous aurons besoin de cinq cent ans pour compter tous les
atomes compris dans ce minuscule grain de sel.14
Qu'y a-t-il donc l'intrieur d'une structure aussi petite?
En dpit de sa taille extrmement petite, il y a un systme complexe,
unique et parfait l'intrieur de l'atome, comparable en sophistication
au systme que nous voyons dans l'univers en entier.
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| Les protons et les lectrons
sont composs de groupes de 3 quarks. |
Chaque atome est compos d'un noyau et d'un nombre d'lectrons circulant
sur des orbites de trs grandes distances du noyau. l'intrieur du
noyau se trouvent d'autres particules appeles protons et neutrons.
Dans ce chapitre, nous allons examiner la structure extraordinaire de
l'atome qui constitue le fondement de toute chose anime ou inanime,
et voir comment les atomes se combinent pour former des molcules et,
au final, la matire.
La puissance cache dans le noyau
Le noyau est situ prcisment au centre de l'atome et est constitu
d'un certain nombre de protons et de neutrons selon les proprits de
l'atome. Le rayon du noyau fait dix millimes de fois le rayon de l'atome.
Pour exprimer cela en nombres, le rayon de l'atome est de 10-8 (0,00000001)
cm et le rayon du noyau est de 10-12 (0,000000000001) cm. Par consquent,
le volume du noyau est gal dix milliardimes du volume de l'atome.
Puisque nous ne pouvons pas nous reprsenter cette
immensit (il vaudrait mieux dire cet espace minuscule), reprenons notre
exemple de la cerise. Examinons le noyau l'intrieur des atomes que
nous reprsentons de la taille d'une cerise quand la cl dans notre main
a t grossie la taille de la Terre. Mais cette recherche ne mnera
rien car mme cette chelle, il nous est absolument impossible de
voir le noyau, qui est toujours extrmement petit. Si nous voulons vraiment
le voir, nous devons changer de nouveau d'chelle. La cerise reprsentant
notre atome doit de nouveau tre grossie et devenir une norme balle de
deux cent mtres de diamtre. Mme cette chelle incroyable, le noyau
de notre atome ne serait pas plus gros qu'un petit grain de poussire.15
Quand on compare le diamtre du noyau qui fait 10-13
cm et le diamtre de l'atome qui fait 10-8 cm, nous arrivons au rsultat
suivant: si nous supposons que l'atome est une sphre, et que nous voulons
remplir compltement cette sphre avec des noyaux, nous aurons besoin
de 1015 (1.000.000.000.000.000) noyaux.16
Il y a cependant une chose encore plus surprenante que cela: bien que
sa taille soit d'un dix milliardime de celle de l'atome, la masse du
noyau comprend 99,95% de la masse de l'atome. Comment est-ce possible
qu'une chose constitue pratiquement toute une masse donne, alors que
d'un autre ct, elle n'occupe pratiquement aucun espace?
La raison en est que la densit comprenant la masse de l'atome n'est
pas distribue uniformment travers tout l'atome. C'est--dire que pratiquement
toute la masse de l'atome est accumule dans le noyau. Disons que vous
possdez une maison de 10 milliards de mtres carrs et que vous deviez
placer tous les meubles de la maison dans une pice d'un mtre carr.
En tes-vous capables? Bien sr que non. Cependant, le noyau atomique
est capable de le faire grce une formidable force qui est diffrente
de toute autre force dans l'univers. Cette force est la "force nuclaire
forte", une des quatre forces fondamentales dans l'univers que nous avons
mentionne dans le chapitre prcdent.
Nous avions not que cette force, la plus puissante des forces de la
nature, maintient le noyau de l'atome intact et l'empche de se fragmenter.
Tous les protons du noyau ont des charges positives et ils se repoussent
les uns des autres cause de la force lectromagntique. Cependant, grce
la force nuclaire forte, qui est 100 fois plus puissante que la force
rpulsive des protons, la force lectromagntique devient inefficace,
et ainsi les protons sont maintenus ensemble.
Pour rsumer, il existe deux forces importantes agissant l'une sur l'autre
l'intrieur d'un atome qui est si petit que nous ne pouvons le voir.
Le noyau est capable de rester cohrent cause des valeurs prcises de
ces forces.
Quand on considre la taille de l'atome et le nombre d'atomes dans l'univers,
il est impossible de ne pas remarquer qu'il y a un quilibre et une conception
fantastiques l'uvre. Il est clair comme de l'eau de roche que les forces
fondamentales dans l'univers ont t cres d'une manire trs spciale
avec une grande puissance et une grande sagesse. La seule chose quoi
ceux qui rejettent la foi en Dieu ont recours n'est rien d'autre que l'affirmation
que tout ceci est apparu la suite de "concidences". Des calculs de
probabilits, cependant, mettent scientifiquement la probabilit que les
quilibres de l'univers se soient forms par "concidences" "0". Tout
ceci est une preuve vidente de l'existence de Dieu et de la perfection
de Sa cration.
Mon Seigneur embrasse tout dans Sa science. Ne vous
rappelez-vous donc pas? (Sourate al-An'am: 80)
L'espace dans l'atome
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| L'espace entre les protons
et les lectrons de l'atome est aussi large que l'espace sur la
carte ci-dessus. |
Comme mentionn prcdemment, la plus grande partie d'un
atome consiste en un espace vide. Cela nous mne tous nous poser la mme
question: pourquoi y a-t-il un tel
espace? Rflchissons un instant. En termes simples, l'atome est constitu
d'un noyau, autour duquel tournent des lectrons. Il n'y a rien d'autre
entre le noyau et les lectrons. Cette distance microscopique l'intrieur
de laquelle rien n'existe" est en fait une grande distance l'chelle
atomique. On peut illustrer cette chelle de la manire suivante: si une
bille d'un centimtre de diamtre reprsente l'lectron le plus prs du
noyau, alors le noyau sera un kilomtre de distance de cette bille.17
On peut citer l'exemple suivant pour expliciter cette distance:
Il existe un trs grand espace entre les particules
fondamentales. Si j'imagine que le proton d'un noyau d'oxygne est l'extrmit
d'une pingle reposant sur la table devant moi, alors l'lectron qui tourne
autour dessine un cercle qui passe travers la Hollande, l'Allemagne
et l'Espagne (celui qui crit ces lignes vit en France).
Par consquent, si tous les atomes de mon corps se rapprochaient les
uns des autres jusqu' se toucher, vous ne pourriez plus me voir. En fait,
vous ne pourriez plus me voir l'il nu. Je serais aussi petit qu'un
minuscule grain de poussire de la taille de quelques millimes de millimtre.18
ce point, nous ralisons qu'il y a une similitude entre les espaces
les plus grands et les plus petits connus dans l'univers. Quand nous regardons
vers les toiles, nous voyons encore un vide similaire celui des atomes.
Il existe des espaces vides de milliards de kilomtres entre les toiles
et entre les galaxies. Cependant, dans ces deux types de vide, un ordre
qui est au-del de la comprhension humaine prdomine.
l'intrieur du noyau: les protons et les neutrons
Jusqu'en 1932, on pensait que le noyau tait uniquement constitu de
protons et d'lectrons. On a alors dcouvert qu'il n'y avait pas d'lectrons
mais des neutrons dans le noyau en plus des protons (le clbre scientifique
Chadwick prouva en 1932 l'existence des neutrons dans le noyau et il obtint
un Prix Nobel pour cette dcouverte). L'humanit ne connat la structure
relle de l'atome que depuis une date aussi rcente.
Nous avons mentionn auparavant combien est petit le noyau de l'atome.
La taille d'un proton qui est capable de tenir dans le noyau atomique
est 10-15 mtres.
Vous pourriez penser qu'une particule aussi petite n'a aucune signification
dans votre vie de tous les jours. Cependant ces particules, qui sont tellement
petites qu'elles sont incomprhensibles pour l'esprit humain, forment
la base de toutes les choses que vous apercevez autour de vous.
La source de la diversit dans l'univers
109 lments ont jusqu'ici t identifis. L'univers entier, notre Terre,
et tous les tres anims et inanims sont forms par l'arrangement de
ces 109 lments selon diverses combinaisons. Jusqu' maintenant, nous
avons vu que tous les lments sont constitus d'atomes qui sont similaires
les uns aux autres et qui, leur tour, sont constitus des mmes particules.
Donc si tous les atomes constituant les lments sont constitus des mmes
particules, qu'est-ce qui fait que les lments diffrent les uns des
autres et cause la formation de matires infiniment diverses?
C'est le nombre de protons dans le noyau des atomes qui diffrencie principalement
les lments entre eux. Il y a un proton dans l'atome d'hydrogne, l'lment
le plus lger, 2 protons dans l'atome d'hlium, le second lment le plus
lger, 79 protons dans l'atome d'or, 8 protons dans l'atome d'oxygne
et 26 protons dans l'atome de fer. Ce qui diffrencie l'or du fer et le
fer de l'oxygne, ce sont tout simplement les nombres diffrents de protons
dans leurs atomes. L'air que nous respirons, nos corps, les plantes et
les animaux, les plantes dans l'espace, les choses animes et les choses
inanimes, l'amer et le sucr, le solide et le liquide, tout tout ceci
est en fin de compte constitu de protons, de neutrons et d'lectrons.
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| Ce qui
est l'origine de la diffrence entre les lments est le nombre
de protons dans le noyau de leurs atomes. C'est la diffrence qui
rend les matriaux montrs ci-dessus paratre si diffrents les
uns des autres. |
La frontire de l'existence physique: les quarks
Jusqu' 20 ans de cela, on croyait que les plus petites particules constituant
les atomes taient les protons et les neutrons. Cependant, plus rcemment,
on a dcouvert qu'il existe des particules encore plus petites dans l'atome
qui forment les particules mentionnes ci-dessus.
Cette dcouverte a amen le dveloppement d'une branche de la physique
appel "physique des particules", tudiant les "sous particules" dans
l'atome et leurs mouvements particuliers. Les recherches conduites par
la physique des particules ont rvl que les protons et les neutrons
constituant l'atome sont forms en vrit de sous particules appeles
"quarks".
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Les protons et les neutrons
dans le noyau de l'atome sont forms partir de petites particules
appeles quarks. |
La dimension des quarks qui forment le proton, qui est si petit qu'il
dpasse les capacits de l'imagination humaine, est encore plus incroyable:
10-18 (0,000000000000000001) mtres.
Les quarks l'intrieur d'un proton ne peuvent jamais tre beaucoup
spars les uns des autres parce que la "force nuclaire forte" qui est
responsable de la cohsion des particules dans le noyau est galement
ici l'uvre. Cette force sert d'lastique entre les quarks. Plus la
distance entre les quarks augmente, plus cette force augmente et deux
quarks ne peuvent s'loigner l'un de l'autre de plus d'un quadrillionime
de mtre. Ces lastiques entre les quarks sont forms par les gluons qui
possdent la force nuclaire forte. Les quarks et les gluons possdent
une interaction trs forte. Cependant, les scientifiques n'ont pas encore
t capables de dcouvrir comment cette interaction survient.
Les recherches sont en cours dans le domaine de la physique des particules
afin d'claircir le monde des particules subatomiques. Cependant, en dpit
de toutes l'intelligence, la conscience et le savoir que l'humanit possde,
nous n'avons t capable de dcouvrir que trs rcemment les particules
fondamentales formant toute chose, y compris nous-mmes. De plus, plus
nous fouillons dans ces particules et plus le domaine devient dtaill,
en nous laissant dans l'embarras la limite des 10-18 m du quark. Qu'est-ce
qui se trouve donc au-del de cette limite?
Aujourd'hui, les scientifiques soumettent diverses hypothses sur ce
sujet, mais comme mentionn ci-dessus, cette limite est le point le plus
lointain jusqu'ici atteint dans l'univers matriel. Tout ce qui se trouve
au-del de ce point ne peut qu'tre exprim en nergie, pas en matire.
Le fait le plus important est que l'homme a trouv, dans un lieu qu'il
n'a t capable de dcouvrir qu'avec tous les moyens technologiques
sa disposition, des quilibres normes et des lois de physique fonctionnant
comme une horloge. De plus, ce lieu est situ dans l'atome, qui constitue
la brique de base de toute la matire dans l'univers, comme des tres
humains galement.
L'homme a tout juste commenc tre conscient de ce mcanisme parfait
qui fonctionne sans faute dans les organes et les systmes de son propre
corps. Sa dcouverte des mcanismes des cellules formant ces structures
ne remonte qu' quelques dcennies. La cration suprme vidente dans
les atomes qui sont la base des cellules, dans les protons et les neutrons
des atomes, et dans les quarks l'intrieur de ces particules est tellement
parfaite qu'elle bouleverse quiconque, croyant ou non. Le point fondamental
ici est que tous ces mcanismes parfaits fonctionnent d'une manire ordonne
chaque seconde de la vie d'un homme, sans aucune intervention de sa part,
et compltement hors de son contrle. Il est tout fait vident pour
quiconque utilise sa sagesse et sa conscience que c'est Dieu, qui possde
une puissance et une connaissance suprieures, qui a cr tout ceci et
les gouverne.
Ceux qui sont dans les cieux et la terre L'implorent.
Chaque jour, Il accomplit une uvre nouvelle. Lequel donc des bienfaits
de votre Seigneur nierez-vous? (Sourate ar-Rahman: 29-30)
L'autre aspect des atomes: les lectrons
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1- Molcule de 10-9
m.
2- Atome de 10-10 m.
3- Noyau d'atome de 10-14 m.
4- Proton de 10-15 m.
lectron de 10-18 m.
Quark de 10-18 m.
De la structure de l'atome celle du quark, il est possible d'analyser
les particules les plus petites formant l'atome en utilisant des
acclrateurs de particules modernes. Le diagramme ci-dessus illustre
cette relation de manire progressive. |
Les lectrons sont des particules tournoyantes et qui
tournent autour du noyau de l'atome de la mme manire que la Terre tourne
sur son propre axe ainsi qu'autour du Soleil.
Cette rotation, similaire celle des plantes, survient sans jamais
s'arrter et selon un ordre parfait sur des chemins que l'on appelle orbites.
Cependant, la proportion entre la taille de la Terre et du Soleil est
trs diffrente de celle l'chelle atomique. Pour faire une comparaison
entre la taille des lectrons et la taille de la Terre, si on grossit
un atome pour qu'il ait la taille de la Terre, l'lectron sera aussi gros
qu'une pomme.19
Les dizaines d'lectrons tournant dans une zone tellement petite qu'elle
est invisible pour le plus puissant des microscopes, crent un trafic
trs complexe l'intrieur de l'atome. Le fait le plus remarquable ici
est que ces lectrons qui entourent le noyau comme une armure de charge
lectrique n'ont pas le moindre accident. En fait, le plus petit accident
l'intrieur de l'atome serait un dsastre pour lui. Cependant, cela
n'arrive jamais. L'opration complte fonctionne parfaitement. Les lectrons
tournant autour du noyau la vitesse inconcevable de 1000 km/seconde
ne rentrent jamais en collision. Il est extrmement stupfiant que ces
lectrons, qui ne sont pas diffrents les uns des autres, suivent des
orbites spares, et cela est manifestement le rsultat d'une "cration
consciente". S'ils avaient des masses et des vitesses diffrentes, il
serait naturel pour eux d'occuper des orbites diffrentes autour du noyau.
Par exemple, l'ordre des plantes dans notre systme solaire suit cette
logique. Les plantes qui ont des masses et des vitesses totalement diffrentes
sont naturellement situes sur des orbites diffrentes autour du Soleil.
Mais le cas des lectrons dans l'atome est compltement diffrent de celui
des plantes. Les lectrons sont tous identiques mais occupent des orbites
diffrentes autour du noyau: comment suivent-ils ces chemins sans se tromper,
comment vitent-ils les collisions bien qu'ils aient des dimensions incroyablement
petites et bougent des vitesses dfiant l'entendement? Ces questions
mnent un seul fait: la seule vrit cet ordre unique et cet quilibre
dlicat est la cration parfaite de Dieu.
C'est Lui Dieu, le Crateur, Celui qui donne un commencement toute
chose, le Formateur. Lui les plus beaux noms. Tout ce qui est dans les
cieux et la terre Le glorifie. Et c'est Lui le Puissant, le Sage. (Sourate
al-Hasr: 24)
Les lectrons sont de petites particules, d'une taille d'environ deux
millimes de celle des neutrons et des protons. Un atome a le mme nombre
d'lectrons et de protons et
chaque lectron porte une charge ngative (-) gale la charge positive
(+) porte par chaque proton. La charge positive (+) totale dans le noyau
et la charge ngative (-) totale des lectrons s'annulent l'une l'autre
et l'atome devient ainsi neutre.
La charge lectrique qu'ils portent oblige les lectrons obir certaines
lois de physique. Une de ces lois de la physique est que "des charges
lectriques identiques se repoussent et des charges opposes s'attirent".
Tout d'abord, dans des circonstances normales, les lectrons, tous chargs
ngativement, devraient se repousser en obissant cette loi et ils devraient
tre expulss du noyau. Cependant, cela n'arrive pas. Si les lectrons
s'parpillaient du noyau, alors l'univers serait constitu de protons,
de neutrons et d'lectrons errant dans le vide. Deuximement, le noyau
positivement charg devrait attirer les lectrons chargs ngativement
et les lectrons devraient se coller au noyau. Dans ce cas, le noyau attirerait
tous les lectrons et l'atome imploserait.
Cependant, aucune de ces choses n'arrive. Les vitesses extraordinaires
des lectrons (1000 km/sec), la force de rpulsion qu'ils exercent les
uns sur les autres et la force d'attraction que le noyau exerce sur les
lectrons sont bases sur des valeurs tellement prcises que ces trois
facteurs contradictoires s'quilibrent parfaitement. Grce cela, le
systme extraordinaire l'intrieur de l'atome fonctionne sans faute.
Mme si une seule de ces forces affectant l'atome tait un peu plus ou
un peu moins importante qu'elle ne doit tre, l'atome n'existerait pas.
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Dans le diagramme de gauche, vous voyez quatre types diffrents
d'orbites constitues d'lectrons et qui dpendent du mouvement
de l'onde. Les lectrons suivent des orbites exactement de la mme
manire que les plantes autour du Soleil et ceci en fonction des
proprits de leurs particules. Ces diffrents mouvements empchent
leur localisation prcise.
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En plus de ces facteurs, si la force nuclaire liant les protons et les
neutrons dans le noyau n'existait pas, les protons porteurs de charges
identiques ne pourraient mme pas se rapprocher les uns des autres, et
encore moins se lier l'intrieur d'un noyau. De la mme manire, les
neutrons ne seraient pas capables de se coller au noyau. Suite cela,
il n'y aurait pas de noyau et donc, pas d'atome.
Tous ces calculs si prcis sont des indications que mme un simple atome
n'est pas abandonn lui-mme, mais qu'il agit sous le contrle parfait
de Dieu. Autrement, il serait invitable que l'univers dans lequel nous
vivons se termine avant qu'il n'ait dbut. Ce processus chouerait ds
le commencement et l'univers ne se formerait mme pas. Cependant, Dieu,
le Crateur de toute chose, l'Omnipotent et le Tout-Puissant, a tabli
des quilibres extrmement prcis l'intrieur de l'atome tout comme
Il a tabli tous les quilibres de l'univers, grce auxquels l'atome continue
d'exister selon un ordre parfait.
Les scientifiques ont fait de grands efforts au fil des ans pour dvoiler
le secret de cet quilibre tabli par Dieu, et ont abouti simplement
la dsignation de certains noms pour observer des phnomnes comme "la
force lectromagntique", "la force nuclaire forte", "la force nuclaire
faible" et "la force d'attraction massique" Cependant, comme mentionn
dans l'introduction de ce livre, personne n'a rflchi la question "Pourquoi?".
Pourquoi ces forces agissent-elles avec une certaine intensit et selon
certaines lois? Pourquoi les domaines qui sont gouverns par ces forces,
les lois auxquelles ils obissent, et l'intensit de ces forces possdent-ils
une harmonie aussi grande?
Les scientifiques sont dsesprs en face de toutes ces questions car
tout ce qu'ils peuvent faire est de deviner l'ordre dans lequel les vnements
se sont drouls. Leurs recherches, cependant, ont donn naissance une
ralit indiscutable. Chaque fait dans l'univers rvle l'intervention
d'un Possesseur d'une intelligence d'une volont qui ne laisse pas le
moindre atome abandonn son propre sort. Il n'y a qu'une seule puissance
qui maintient toutes les forces ensemble en harmonie, et c'est Dieu, qui
dtient toute la puissance et le pouvoir. Dieu manifeste Son pouvoir o
Il veut quand Il veut. L'univers entier depuis le plus petit atome jusqu'aux
galaxies sans fin est capable de continuer son existence seulement par
la volont de prservation de Dieu.
Dans le Coran, Dieu nonce qu'il n'y a pas d'autre puissance part Lui
et Il annonce la punition de ceux qui, inconscients de cela, supposent
que les tres sans pouvoir (anims ou inanims) qu'Il a crs possdent
une puissance ou un pouvoir indpendamment de Lui, et leur attribuent
des caractristiques divines:
Parmi les hommes, il en est qui prennent, en dehors de Dieu, des gaux
Lui, en les aimant comme on aime Dieu. Or les croyants sont les plus
ardents en l'amour de Dieu. Quand les injustes verront le chtiment, ils
sauront que la force tout entire est Dieu et que Dieu est dur en chtiment!...
(Sourate al-Baqarah: 165)
Jusqu'ici aucun scientifique n'a encore t capable d'expliquer la cause
et la source des forces dans l'atome et par consquent dans l'univers,
et pourquoi certaines forces entrent en jeu certaines occasions. La
science ne fait que des observations, des mesures et leur donne des "noms".
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Les lectrons tournent autour
du noyau suivant un quilibre dlicat exactement de la mme manire
que les plantes tournent autour du Soleil. |
De tels "noms" sont considrs comme de grandes dcouvertes dans le monde
de la science. En ralit, ce que font les scientifiques n'est pas une
tentative de former un nouvel quilibre dans l'univers ou de construire
un nouveau systme mais juste un effort pour comprendre et rvler le
secret de l'quilibre vident du cosmos. Ce qu'ils font le plus souvent
est simplement d'observer les innombrables merveilles de la cration de
Dieu dans l'univers et de leur donner un nom. Les scientifiques qui dtectent
un systme ou une structure suprieurs crs par Dieu gagnent divers prix
scientifiques, sont honors et admirs par d'autres personnes. Dans ce
cas, le seul qui devrait vraiment tre honor est, sans aucun doute possible,
Dieu, le Misricordieux, le Clment, qui donna naissance ce systme
quand il n'existait pas, l'a muni d'quilibres extrmement dlicats, et
cre sans arrt des miracles extraordinaires comme ceux-l.
Dans l'alternance de la nuit et du jour, et aussi dans
tout ce que Dieu a cr dans les cieux et la terre, il y a des signes,
certes, pour des gens qui craignent Dieu. (Sourate Yunus: 6)
L'ACCLRATION DES PARTICULES
Acclrateurs et collisionneurs
L'tude
des particules qui sont les briques constitutives de la matire,
c'est l'tude des particules qui sont des millions de fois plus
petites que l'atome. Les recherches sur ces minuscules particules
peuvent tre menes uniquement en utilisant d'normes appareils
exprimentaux. De telles expriences aussi complexes ne peuvent
tre contrles qu'avec l'utilisation intensive d'ordinateurs.
La physique des particules de grande nergie est le
domaine de la science qui tudie les briques de matire et les interactions
entre elles. Des expriences rcentes conduites avec l'aide de technologies
avances nous ont permis d'tendre rapidement nos connaissances
sur la composition de la matire. Les recherches de la physique
des particules sont conduites dans des laboratoires d'acclrateurs
de particules qui font des kilomtres de diamtre. Dans des acclrateurs
de particules, les particules charges - essentiellement des protons
et des lectrons - sont acclres de trs grandes vitesses dans
un champ lectromagntique et diriges vers une chambre d'ionisation.
Les particules acclres rentrent ensuite en collision avec des
cibles fixes ou entre elles. Les particules qui se brisent suite
ces collisions sont examines par plusieurs systmes de dtection.
Les technologies des acclrateurs et des dtecteurs, dont la complexit
a augment de plus en plus depuis les annes 1950, ont rendu possible
les collisions haute nergie. L'tude de ces collisions par des
systmes de dtecteurs avancs ont permis de dcouvrir que les protons
et les neutrons, connus comme tant la fondement de la matire,
possdent une sous-structure compose de particules appeles les
quarks. Des mesures effectues des niveaux levs d'nergie ont
donn aux scientifiques l'opportunit d'tudier la composition de
la matire des distances aussi petites que le centime du rayon
du proton. Les laboratoires munis d'acclrateurs ne se trouvent
que dans quelques centres dans le monde puisqu'ils sont trs coteux.
Les plus importants sont le CERN (Genve), le DESY (Hambourg), le
Fermilab-FNAL (Chicago) et le SLC (Californie). Les physiciens spcialiss
dans les hautes nergies participent des tudes exprimentales
dans ces centres et tudient les secrets de l'atome. Parmi ces laboratoires,
le SLC fait 3 km de diamtre et le CERN en fait 27. Cependant, le
champion en terme de taille est le projet amricain SSC qui est
construit dans le centre du Texas aux tats Unis, avec un diamtre
d'environ 85 kilomtres. Le cot du dispositif augmente en rapport
direct avec la taille (pour le SSC, le cot sera d'environ 6 milliards
de dollars).20
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( gauche) Les physiciens
du laboratoire de physique des particules du CERN ralisent des
expriences utilisant des acclrateurs de particules, dont le plus
grand est de 27 kilomtres de circonfrence. Les particules sont
d'abord acclres dans ces longs tubes, puis sont mises en collision
les unes avec les autres.
( droite) Le laboratoire de physique des particules du CERN est
un centre de recherche international situ la frontire franco-suisse,
il est le rsultat d'un partenariat entre 19 pays europens. Le
sujet de recherche de ce laboratoire est la structure de base de
la matire et les principales particules formant cette structure.
Environ 3000 physiciens, ingnieurs, techniciens et personnels administratifs
sont employs dans le laboratoire, qui est visit par plus de 6000
physiciens membresdans le but d'effectuer des recherches. |
Les orbites des lectrons
Les dizaines d'lectrons qui tournent dans une zone tellement petite
qu'elle est invisible pour le plus puissant des microscopes, elles crent
un trafic trs complexe l'intrieur de l'atome, comme on l'a nonc
prcdemment. Ce trafic, cependant, est tellement ordonn qu'il est incomparablement
plus ordonn que n'importe quel trafic urbain. Les lectrons ne rentrent
jamais en collision entre eux, car chaque lectron possde une orbite
spare et ces orbites ne concident jamais.

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LES
LECTRONS AU SERVICE DE L'HUMANIT
L'lectricit reprsente une partie importante de notre vie. Nous
ne pouvons apparemment rien faire sans lectricit. Notre vie est
lie l'lectricit quand nous mangeons, quand nous regardons la
tl, quand nous nous dplaons ou quand nous nous nettoyons. Il
suffit d'appuyer sur un bouton et tout s'illumine autour de nous.
Nous appuyons sur un autre bouton et tous les appareils lectriques
commencent fonctionner. Cette forme d'lectricit que nous utilisons
tout moment de notre vie est appele le courant lectrique. Ceux
qui rendent ce courant possible sont les lectrons que nous avons
passs en revue depuis le dbut de ce livre. L'lectricit est le
courant charg qui rsulte du mouvement d'lectrons chargs ngativement
et d'ions. Les appareils comme la tlvision et le rfrigrateur,
lors d'un usage ordinaire, consomment 1 2 ampres d'lectricit.
Mais que signifie cette quantit?
Un courant de 1 ampre par seconde signifie la transmission de 6
milliards de milliards d'lectrons dans une section donne par seconde.
Ce nombre est un million de fois plus lev dans le cas de la foudre.
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Il existe 7 couches lectroniques autour du noyau de l'atome. Les nombres
d'lectrons dans ces sept couches qui ne changent jamais ont t spcifis
par une formule mathmatique: 2n2. Le nombre maximal d'lectrons
qui peuvent se trouver dans chaque couche autour de l'atome a t fix
par cette formule. (La lettre n dans la formule correspond au numro de
la couche).
Le fait que le nombre infini de couches lectroniques des atomes constituant
l'univers corresponde prcisment au mme nombre en obissant la formule
2n2 indique un ordre prcis. Le fait qu'il n'existe pas de
chaos l'intrieur de l'atome bien que les lectrons bougent des vitesses
incroyables est une autre indication de cet ordre unique. C'est un ordre
qui ne peut en aucun cas tre attribu des concidences. La seule explication
pour l'existence de cet ordre est que Dieu a cr toute chose comme une
manifestation de Sa puissance selon un ordre et une harmonie noncs dans
le Coran. Dieu fait rfrence cet ordre qu'Il a cr dans les versets
du Coran:
... et Dieu a assign une mesure chaque chose. (Sourate at-Talaq: 3)
et qui a cr toute chose en lui donnant ses justes proportions. (Sourate
al-Furqane: 2)
Et toute chose a auprs de Lui sa mesure. Le Connaisseur de ce qui
est cach et de ce qui est apparent, Le Grand, Le Sublime. (Sourate ar-Raad:
8-9)
Et quant la terre, Nous l'avons tale et y avons plac des montagnes
immobiles et y avons fait pousser toute chose harmonieusement proportionne.
(Sourate al-Hijr: 19)
Le Soleil et la Lune voluent selon un calcul minutieux. (Sourate ar-Rahman:
5)
Et quant au ciel, Il l'a lev bien haut. Et Il a tabli la balance
(Sourate ar- Rahman: 7)
Comme le rvlent les versets, Dieu, le Seigneur de tous les mondes,
est Celui qui cre toutes choses selon une proportion, une mesure et un
ordre parfaits. Cette proportion et cette mesure couvrent le domaine des
tres depuis la plus petite particule subatomique jusqu'aux corps clestes
gants de l'espace: les systmes solaires, les galaxies et tout ce qui
existe entre. C'est la consquence du pouvoir, de la connaissance, de
l'art et de la sagesse sans fin de Dieu. Dieu prsente Ses attributs aux
tres humains dans la mesure, l'ordre et l'quilibre parfaits des tres
et des systmes qu'Il cre. Il nous montre Sa puissance sans fin. C'est
la vrit vers laquelle toutes les recherches et les calculs scientifiques
doivent diriger l'homme.
Onde ou particule?
Quand les lectrons ont t dcouverts pour la premire fois, on pensait
que c'taient des particules comme les protons et les neutrons dcouverts
dans le noyau. Dans les expriences qui ont suivi, cependant, on a dcouvert
qu'ils prsentaient des caractristiques propres aux ondes comme les particules
de lumire, c'est--dire, les photons. Plus tard, les physiciens quantiques
arrivrent la conclusion que chaque particule possde simultanment
une onde avec sa propre frquence distincte.
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On sait que la lumire se rpand comme le font les rides cres la
surface de l'eau quand une pierre est jete dans un lac. Cependant, la
lumire affiche quelques fois la caractristique d'une particule de matire
et est observe sous la forme de pulsions sporadiques et intermittentes
comme des gouttes de pluie tombant sur une vitre. Cette mme dichotomie
a t observe chez l'lectron, ce qui a amen une grande confusion dans
le monde de la science. Les mots qui suivent, de Richard P. Feynman, le
clbre professeur de physique thorique, devaient apaiser la confusion
gnrale:
Maintenant nous savons comment les lectrons et la
lumire se comportent. Mais comment puis-je l'appeler? Si je dis qu'ils
se comportent comme des particules, je donne une mauvaise impression;
de la mme manire que si je dis qu'ils se comportent comme des ondes.
Ils se comportent de leur manire inimitable, ce qui peut techniquement
tre appel un moyen mcanique quantique. Ils se comportent d'une manire
qui ne ressemble rien de ce que vous avez vu jusque-l Un atome ne
se comporte pas comme un poids reposant sur un ressort et oscillant. Pas
plus qu'il ne se comporte comme une reprsentation miniature du systme
solaire avec de petites plantes tournant autour sur des orbites.
Pas plus qu'il apparat comme une sorte de nuage ou de brouillard de
quelque sorte entourant le noyau. Il se comporte comme rien de ce que
vous avez vu jusque-l. Il y a tout de mme au moins une simplification;
les lectrons se comportent cet gard de la mme manire que les photons;
ils sont tous les deux loufoques, mais exactement de la mme manire.
Comprendre comment ils se comportent, par consquent, ncessite une bonne
dose d'imagination, car nous allons dcrire quelque chose qui est diffrent
de tout ce que vous connaissez.21
Parce que les scientifiques n'ont jamais t capables d'expliquer le
comportement des lectrons, ils ont trouv comme solution de lui donner
le nom de "mouvement mcanique quantique". Citons de nouveau le Professeur
Feynman qui nonce ci-dessous la nature exceptionnelle de cela, et du
respect qu'il ressent:
Ne continuez pas vous demander, si vous pouvez l'viter,
"Comment cela peut-il tre ainsi?" car vous serez 'fichus', perdus dans
une impasse de laquelle personne n'a pu encore s'chapper. Personne ne
sait comment cela peut tre ainsi.22
Cependant, l'impasse nonce par Feynman n'en est pas une en ralit.
La raison pour laquelle certaines personnes ne peuvent jamais se sortir
de ce dilemme est qu'en dpit de preuves substantielles, elles ne peuvent
accepter que ces systmes et ces quilibres incroyables soient apparus
grce au Crateur suprme. La situation est trs claire: Dieu a cr l'univers
alors qu'il n'existait pas, l'a muni d'quilibres extraordinaires et lui
a donn naissance sans aucun exemple pralable. La rponse la question
des scientifiques "Comment cela peut-il tre ainsi?",qui ne pourra jamais
tre rsolue, ni comprise, repose sur le fait que Dieu est le Crateur
de toute chose et que tout existe seulement sur Son ordre "Sois!".
Il est le Crateur des cieux et de la terre partir
du nant! Lorsqu'Il dcide une chose, Il dit seulement: "Sois!", et elle
l'est aussitt. (Sourate al-Baqarah: 117)
Le monde rempli de couleurs dont les portes sont ouvertes par les lectrons
Avez-vous dj imagin comment cela serait de vivre dans un monde sans
couleur? Essayez d'imaginer votre corps, les gens autour de vous, la mer,
le ciel, les arbres, les fleurs, en bref tout, en noir. Vous ne voudriez
jamais vivre dans un tel monde, n'est-ce pas?
Qu'est-ce qui rend la terre colore? Comment les couleurs, qui rendent
notre monde si extraordinairement beau, prennent-elles naissance?
Certaines caractristiques prsentes dans la nature de la matire nous
permettent de percevoir les objets en couleur. Les couleurs se forment
naturellement grce aux mouvements des lectrons l'intrieur de l'atome.
Vous allez vous demander: "Qu'est-ce que le mouvement des lectrons
voir avec les couleurs?". Expliquons brivement cette relation:
Les lectrons tournent uniquement sur des couches lectroniques. Nous
avons mentionn qu'il existe 7 couches lectroniques. chaque couche
correspond un niveau spcifique d'nergie, lequel varie en fonction de
la distance entre la couche et le noyau. Plus la couche est proche du
noyau, moins ses lectrons ont d'nergie, et plus elle est loigne du
noyau, plus ses lectrons ont d'nergie.
Chaque couche lectronique possde des "sous-couches", entre lesquelles
les lectrons de la couche se dplacent continuellement.
Un lectron doit recevoir une nergie extrieure pour tre capable de
voyager entre les couches. La source de cette nergie est le "photon".
Dans sa dfinition la plus simple, le photon est une "particule de lumire".
Chaque toile dans l'univers est une source de photons. La source la plus
importante de photons pour notre monde est, bien sr, le Soleil. Les photons
sont mis travers tout l'espace partir du Soleil une vitesse de
300.000 km par seconde.
Quand ces photons, arrivant sur la Terre, frappent les atomes des objets
de la Terre, les lectrons des atomes commencent quelquefois leur voyage.
Si les lectrons qui sont capables de voyager grce cette nergie s'lvent
vers une couche de plus grande nergie et retournent ensuite vers leur propre
couche, ils mettent un photon qui forme la couleur qui rencontrera notre
il. Chacun des processus rsums dans les quelques lignes qui prcdent
se rpte depuis le dbut de la cration sans aucune erreur. Chaque tape
fonctionne selon un plan et un ordre magnifique. Si une seule partie de
cette interaction entre lectrons et photons n'avait pas fonctionn, cela
aurait abouti un univers sombre et sans couleur.
Listons une nouvelle fois ces tapes qui doivent fonctionner selon un
plan et un ordre bien prcis pour former un univers avec des couleurs
au lieu d'un univers sombre.
La lumire
voyageant du Soleil vers la Terre se diffuse sous forme de photons. Ces
particules s'parpillent autour de la Terre et frappent les atomes de
matire.
Les photons
ne peuvent pas voyager trs loin dans les atomes. Ils frappent les lectrons
entourant le noyau.
Les lectrons
absorbent ces photons qui les frappent.
Quand les
lectrons prennent l'nergie des photons qu'ils absorbent, ils sautent
sur une autre couche qui possde un plus grand niveau d'nergie.
Ces lectrons
essayent de retourner leur tat d'origine.
Lorsqu'ils
retournent sur leur propre couche, ils mettent un photon charg d'nergie.
Ces photons
mis par les lectrons dterminent la couleur de l'objet.
Pour rsumer, la couleur d'un objet consiste en ralit d'un mlange de
ces particules de lumire qui sont absorbes, puis mises par cet objet,
et qui atteignent nos yeux. La couleur d'un objet qui n'met pas de lumire
en soi mais rflchit la lumire qu'il reoit du Soleil dpend la fois
de la lumire qu'il reoit et du changement qu'il opre sur cette lumire.
Si l'objet illumin avec de la lumire blanche apparat "rouge", c'est parce
qu'il absorbe une grande portion du mlange de photons qui le frappent et
n'met que le rouge. En disant "il absorbe", nous voulons dire:
Comme mentionn auparavant, chaque couche a des sous-couches et les lectrons
voyagent entre ces sous-couches. chaque couche correspond un niveau
spcifique d'nergie, et les lectrons transportent autant d'nergie que
l'autorise le niveau d'nergie de la couche sur laquelle ils circulent.
Les couches qui sont plus distantes du noyau ont une plus grande nergie.
Quand un espace pour un lectron devient disponible dans une couche suprieure,
l'lectron disparat soudainement, puis rapparat de nouveau dans cette
sous-couche avec un niveau d'nergie plus important. Cependant, pour que
l'lectron puisse faire cela, il doit augmenter son niveau d'nergie au
niveau requis par la couche vers laquelle il saute. Et l'lectron augmente
son niveau d'nergie en absorbant (avalant) des photons en provenance
du Soleil.
On peut claircir la situation avec quelques exemples. Considrons le
Papillon Morpho. Les pigments sur le papillon absorbent toute la lumire
du soleil en rmettant uniquement la couleur bleue. Quand les particules
de lumire correspondant cette couleur rflchie atteignent la rtine
de l'il, elles sont converties en signaux lectriques par les cellules
de la rtine appeles cnes de telle manire tre perus comme bleu,
et envoys au cerveau. Au final, la couleur bleue se forme dans le cerveau.
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La conception suprieure
dans la formation des couleurs nous pousse au seul fait suivant:
l'univers a t cr dans une grande harmonie et un grand ordre
depuis ses plus petites particules jusqu' ses plus grandes particules.
L'aspect artistique dans la cration des couleurs est l'un des signes
de la cration parfaite de Dieu. |
Cela signifie que la couleur d'un objet dpend du caractre de la lumire
mise depuis la source et de la quantit de lumire qui est rmise par
l'objet en question. Par exemple, la couleur d'une robe n'est pas la mme
sous la lumire du soleil et dans un magasin. Si un objet est peru noir
par notre cerveau, cela signifie que cet objet absorbe toute la lumire
venant du Soleil et qu'il n'en rflchit pas. De la mme manire, si l'objet
rflchit toute la lumire venant du Soleil et n'en absorbe aucune, il
est alors peru comme tant blanc par notre cerveau. Dans ce cas, les
points qui mritent une attention particulire sont les suivants:
1. La couleur d'un objet dpend des proprits de la lumire mise par
la source de la lumire.
2. La couleur d'un objet dpend de la raction des lectrons des molcules
de sa structure, donc quelle lumire ces lectrons absorberont et laquelle
ils n'absorberont pas.
3. La couleur d'un objet dpend de la manire dont notre cerveau percevra
le photon frappant la rtine.
Arrtons
encore ici et rflchissons de nouveau.
Les lectrons qui tournent une vitesse incroyable autour du noyau de
l'atome, qui est trop petit pour tre visible l'il nu, disparaissent
soudainement de leurs
propres couches et sautent vers un autre endroit appel sous-couche.
Il faut galement qu'il y ait un espace disponible sur la sous-couche
pour effectuer ce saut. L'nergie requise pour ce processus leur est fournie
par l'absorption de photons. Puis ils reviennent vers leurs orbites de
dpart. Durant cette action, les couleurs perceptibles par l'il humain
sont formes. Qui plus est, les atomes, dont le nombre s'exprime en trillions,
ralisent ce mouvement chaque instant, ce qui nous permet de voir une
"image" ininterrompue.
Ce mcanisme magnifique ne peut tre compar aucune des oprations
ralises par une machine fabrique par l'homme. Une horloge, par exemple,
possde en elle-mme un mcanisme trs complexe, et toutes les pices
de l'horloge (leviers, disques, vis, crous) doivent tre positionnes
au bon endroit et de la bonne faon pour qu'elle puisse fonctionner convenablement.
Le moindre problme dans ce mcanisme gnerait le mcanisme de l'horloge.
Cependant, quand on pense la structure d'un atome et au fonctionnement
du mcanisme des lectrons nonc auparavant, on comprend mieux la simplicit
de la structure d'une horloge. Comme on l'a dit, le mcanisme des lectrons
est trop complexe, parfait et sans dfaut pour tre compar au moindre
systme fabriqu par l'homme. En dfinitif, un systme qui possde une
complexit si inconcevable et fonctionne tellement parfaitement n'a pas
pu apparatre spontanment, suite des concidences, comme l'affirment
les scientifiques matrialistes.
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Les photons arrivant du Soleil
nous permettent de voir un monde plein de couleurs en affectant
la structure des objets sur la Terre. |
Posons-nous maintenant la question suivante: si vous apercevez une horloge
qui fonctionne dans un dsert, penserez-vous qu'elle s'est t forme
partir de poussire, de sable, de terre et de pierre par hasard? Personne
ne pensera a, car la conception et la sagesse dans l'horloge sont trop
videntes. Cependant, la conception et la sagesse dans un seul atome sont,
comme on l'a cit prcdemment, incomparablement suprieures celles d'un
mcanisme fabriqu par l'homme. Celui qui possde cette sagesse est Dieu,
Celui qui possde le savoir suprme, qui sait, voit et cre toute chose.
Dieu a cr tous les "mondes", la fois celui que
nous sommes capables de voir et celui que nous ne sommes pas capables
de voir, avec une qualit artistique illimite, et Il nous a donn d'innombrables
faveurs, que nous en soyons conscients ou non. Le sujet des couleurs
propos desquelles nous ne connaissions rien, et dont nous ne ressentions
aucun besoin d'apprendre, nous a t rvl dans tous ses dtails et sa
complexit au fur et mesure des progrs de la science. Il est indniable
que le progrs et les avances scientifiques devraient amener chaque personne,
qui utilise sa sagesse et sa conscience, croire en l'existence de Dieu.
Nanmoins, il existe toujours des gens qui ignorent l'art et la sagesse
suprieurs observables dans tout l'univers. Le clbre scientifique Louis
Pasteur fit une remarque intressante sur ce sujet en disant: "Un peu
de science vous loigne de Dieu mais plus de science vous en rapproche."23
Plus une personne apprend de choses sur les exemples de la cration l'entourant,
plus elle comprend que Dieu l'entoure dans toutes les directions, qu'Il
dirige toutes les affaires du ciel et de la terre, et qu'Il tient tout
sous Son contrle. Elle comprend que sa vie lui sera reprise et qu'elle
devra rpondre pour tout ce qu'elle aura fait sur terre. Plus un croyant
s'informe des innombrables phnomnes qui l'entourent, plus son admiration
pour le savoir de Dieu augmente. Cette admiration est une tape trs importante
sur le chemin de la perception de la puissance et du pouvoir infini de
Dieu, autant qu'il est possible, et de la crainte de Dieu. Ceci est nonc
dans le Coran:
N'as-tu pas vu que, du ciel, Dieu fait descendre l'eau? Puis nous en
faisons sortir des fruits de couleurs diffrentes. Et dans les montagnes,
il y a des sillons blancs et rouges, de couleurs diffrentes, et des roches
excessivement noires. Il y a pareillement des couleurs diffrentes, parmi
les hommes, les animaux et les bestiaux. Parmi Ses serviteurs, seuls les
savants craignent Dieu. Dieu est, certes, puissant et pardonneur. (Sourate
Fatir: 27-28)
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