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L'homme ? Du vide à 99,9999 % !

Qui suis-je ? Presque rien ! Et, il en est de même pour les planètes, les ordinateurs ou les carottes. Car toute chose, vivante ou inerte, présente sur Terre ou dans l'espace, est constituée d'atomes. Et les atomes, c'est du vide à pratiquement 100%.

modélisation d’un atome d’uraniumInfiniment petit. Cette illustration montre la modélisation d’un atome d’uranium.
© JJP / LookatSciences

Notre environnement, nous-mêmes, semblons fort complexes. Pourtant, nous ne sommes  constitués que de molécules : de l’ADN, des protéines, de longues chaînes de carbone, ...  elles-mêmes formées par la combinaison d'une petite centaine de briques élémentaires : les atomes. Cela ne vous dit rien ? Pourtant vous en connaissez plein : carbone, azote, fer, magnésium en sont quelques exemples.
    


Un atome est constitué d’un noyau (avec protons et neutrons) et d’électroGalaxie spirale AndromèdeInfiniment grand. La galaxie spirale Andromède, l’une des rares visibles à l’oeil nu depuis la terre
© Armin Behrend / LookatSciences
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Si un atome diffère d'un autre, c'est d'abord par le nombre de protons présents dans son noyau. Alors que l'hydrogène n'a qu'un seul proton, le carbone en contient 6, le fluor 9. L'uranium, ce vantard, peut lui se prévaloir de 92 protons. Mais en contrepartie, il n'est pas un atome très stable et se désagrège avec le temps. D'où son nom radioactif.

Mais les protons ne sont pas les seuls constituants des atomes. Ils sont concentrés dans le noyau avec d'autres particules : les neutrons. Le tout est entouré d'une cour de prétendants : les électrons. Au contraire des neutrons (sans charge électrique) et des protons (avec une charge électrique positive), les électrons sont eux chargés négativement. Proton-positif, électron-négatif. Les contraires s'attirent, c'est bien connu ! Cette attirance explique d'ailleurs la neutralité des atomes : un atome a en effet autant de protons que d'électrons. Mais cela n'empêche pas certains électrons d'être volages et de quitter un atome pour un autre. Chargés électriquement, ils deviennent alors des ions. C'est le cas du chlore et du sodium présents dans les océans sous la forme de Cl- et de Na+.

  

Et beaucoup de vide

Cette bougeotte, les électrons l'ont également au sein même des atomes. Beaucoup de manuels scolaires les représentent encore tournant autour du noyau comme des satellites autour d'une planète. Mais c'est de la vieille physique ! Les électrons sont en permanence ici et là, là et ailleurs. Ils ont même une chance, non nulle, de se trouver à l'intérieur même du noyau ! Tout cela vient de leur nature dite ''quantique''.


Et le vide alors ? Eh bien, c'est une histoire d'amour quasi-impossible. Car entre le noyau et ses électrons, il y a une très très grande distance. Le noyau est en effet minuscule par rapport à l'atome avec son nuage d'électrons : 100 000 fois plus petit. Quant aux électrons, ils sont tellement minuscules que même les plus éminents chercheurs n'en connaissent pas la taille ! Résultat : un atome est constitué de vide à plus de 99,9999999%. Imaginez, si la taille des atomes se résumait à celle de leur noyau, l’ensemble des atome qui forment la terre a Terre pourrait tenir dans une sphère d'une centaine de mètres de rayon ! Vous perdez pied ?


Poussières d'étoiles

Atomes d’hydrogènesUne image rare : des atomes d’hydrogènes. Plus on s’approche du blanc dans l’image, plus on s’approche du noyau   Allons mettre la tête dans les étoiles ! Car c'est là haut que sont nés tous les atomes de l'Univers. C’est la théorie du Big Bang ! Les premiers atomes sont créés : ce sont des atomes légers d'hydrogène et d'hélium. Progressivement, ils se rassemblent pour former des étoiles, fusionnent pour former des atomes un peu plus lourds : carbone, oxygène, fluor. Bang ! Une étoile explose. D'autres atomes, encore plus lourds, apparaissent : silicium, aluminium, fer... Certains de ces atomes s'agrègent pour donner corps et matière à notre Terre. A un jardin. A une pomme.
C'est l'heure du goûter, vous croquez la pomme. Après digestion, certains de ses atomes se trouveront incorporés dans un muscle, d'autres dans un coin de votre cerveau, d'autres prendront la porte de sortie. A l'inverse, lorsque la mort viendra, tous ces atomes prendront la poudre d'escampette. Un atome de carbone s'intégrera, qui sait, dans une protéine de l'écorce d'un chêne. Tandis qu'un atome d’oxygène se balancera au gré des flots dans une molécule d'eau. On peut même imaginer qu'un chanceux se retrouvera piégé dans le fuselage d'Ariane et sera propulsé sur la route des étoiles !

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