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Accueil du site > Actualités > Technologies > La complexité du vivant expliquée simplement !

La complexité du vivant expliquée simplement !

Je me propose ici de donner au lecteur novice un fil d’Ariane qui permette de ne pas se perdre dans le labyrinthe que constitue la complexité du vivant. Je montre un chemin, ce n’est pas le seul possible. Il ne s’agit pas d’un exposé magistral mais d’un outil pédagogique qui pourrait être utile à des non-scientifiques intéressés par les sciences du vivant ou à des scientifiques formés dans d’autres domaines. J’espère que cette brève synthèse leur sera d’une lecture facile, tout en leur ouvrant un large champ de réflexion. Je donnerai ici une conception totalement physicaliste du vivant. C’est la position de la plupart des savants qui se penchent sur les propriétés du cerveau notamment, et sur les mécanismes de l’évolution, mais pas de tous. C’est celle de Gérald Edelman : « Ma... présupposition est fondée sur le fait d’admettre qu’on doit strictement obéir aux principes de la physique et que le monde défini par la physique est causalement fermé. Il ne comprend pas de forces fantomatiques contrevenant à la thermodynamique. » J’essaierai de suivre les conseils d’un grand pédagogue : « Si vous n’arrivez pas à expliquer un concept à un enfant de six ans, c’est que vous ne maîtrisez pas ce concept. » A. Einstein.

Le sujet étant un peu long, je le diviserai en plusieurs parties :
1. Des briques de la matière aux briques du vivant
2. L’émergence du vivant
3. La socialisation des cellules
4. L’émergence de la conscience
5. La société humaine

Première partie : Des briques de la matière aux briques du vivant.

Si dans le détail, le phénomène vivant est bien le summum de la complexité, le mécanisme qui le conduit est accessible à tous, pour peu qu’on ne s’enferme pas dans des dogmes et des préjugés.

La nature utilise des lois simples : il y a quatre sortes de forces qui agissent chacune dans un domaine particulier et une « énergie / matière » qui sont deux aspects différents de la même réalité.

Notre histoire commence il y a 13,7 milliards d’années, dans une fulgurante explosion à qui un grand physicien a donné le nom de Big Bang, par analogie avec la description mythologique que donne la Bible de la construction de l’univers et pour tourner en dérision une théorie qu’il contestait mais qui s’est imposée. En réalité, il n’y avait ni tonnerre ni éclair, car le son et la lumière restaient prisonniers de cette super gravité qui dominait tout. •Nous nous limiterons à notre univers familier, celui que nous connaissons le mieux, composé de galaxies, de soleils et de planètes où est apparue la vie. Il ne représente que 5% du contenu du cosmos, dont le reste se partage entre une matière sombre inconnue et pour 70% d’une énergie encore plus mystérieuse qui serait à l’origine d’une antigravité responsable de l’expansion continue de l’univers. •Nous ne nous aventurerons pas non plus sur les infimes fractions de la première seconde pendant les 10-43 seconde que dure l’Ere de Planck car la physique que nous connaissons n’y a aucun sens. •Nous laisserons aussi débuter cette inflation de l’univers où les quatre forces fondamentales vont se dissocier une à une de la super force originelle : la gravité d’abord, puis les forces nucléaires fortes et faibles, et enfin la force électromagnétique. Désormais ces forces vont présider à l’organisation de l’univers. •Nous attendrons encore cent millièmes de seconde, que d’infimes particules élémentaires, les quarks, se groupent par trois pour former les protons et les neutrons, ces objets familiers qui sont les premières briques qui construiront la matière. •Laissons encore passer le reste de la première seconde pendant laquelle se joue la plus titanesque guerre de tous les temps, un formidable combat de deux frères ennemis, totalement jumeaux et symétriques, mais fondamentalement incompatibles. Un fabuleux élan de destruction oppose deux forces gigantesques en tout point identiques et va en un instant anéantir l’antimatière au profit de la matière qui règnera désormais !

Après la première seconde, le décor est posé : nous avons les forces fondamentales qui imposeront leurs lois à cette matière énergétique qui ne pourra que les suivre. Commence alors un mécanisme très simple : à partir de cette profusion surabondante d’énergie, une construction patiente va se faire, par assemblages successifs des éléments précédemment construits. L’univers va se complexifier, sans fin et sans limite si ce n’est le temps et l’énergie dont il dispose et que nous considérons comme infini.

Nous avons vu que les quarks avaient donné naissance aux premières briques, les protons et les neutrons, en s’associant trois à trois. Commence alors la première construction : protons ou neutrons s’associent à leur tour pour former des noyaux plus gros. Un rien les distingue : une simple charge électrique, mais ils ont la même masse, à cette charge près. Un proton tout seul, c’est un noyau d’hydrogène. Groupés par deux, c’est un noyau d’hélium. Ces éléments les plus simples resteront les plus abondants de l’univers : 73% pour l’hydrogène, 25% pour l’hélium. Mais les 2% qui restent vont connaître un destin fabuleux ! Nous n’en sommes encore qu’aux premières minutes de l’histoire. L’univers est toujours invisible, ni bruyant ni lumineux, mais cette soupe primordiale bout à un milliard de degrés ! Il faudra 400 000 ans pour que la lumière soit ! À force d’expansion, l’univers devient moins dense, la température descend à 3000 degrés, la gravité diminue et laisse s’échapper la lumière qui se propage librement dans une matière devenue transparente. L’assemblage de protons continue sous l’influence des forces nucléaires, ils s’associent par deux, par trois, par quatre, on ne voit pas de raison pour que ça s’arrête. Mais il y en a une : tout se fait au hasard et évidemment, plus c’est compliqué, moins ça a de chance de se produire et plus la construction est fragile. Ce jeu de construction a un seul type de brique voit vite ses limites : quand on en met trop, la construction devient instable et autour de cent, elle s’avère improbable et éphémère. Le nombre de noyaux possibles se limite donc à la centaine. Pour que les constructions continuent, il faudra trouver d’autres règles et d’autres briques. Cela ne tardera pas : les électrons dotés d’une charge électrique négative vont se lier aux noyaux et constituer des entités électriquement neutres : les atomes. Les atomes sont les premiers éléments construits qui seront à leur tour les nouvelles briques élémentaires destinées à la poursuite des édifices à un degré de complexité supérieure : il n’y a plus un seul type de briques, mais près d’une centaine sont utilisables. Et comme toutes les combinaisons sont possibles, atomes semblables, atomes différents, par deux, par trois, par dix, les combinaisons possibles deviennent infinies. On est passé des différentes sortes d’atomes, une centaine, aux différentes sortes de molécules : une infinité ! On touche là l’extraordinaire richesse de la méthode cumulative dans la construction de cette complexité. Chaque fois qu’un édifice construit devient à son tour une brique pour les constructions suivantes, se produit une émergence : des propriétés nouvelles et d’une autre nature que ne laissaient pas prévoir les propriétés de leurs composants. Mais le domaine d’épanouissement de la chimie nécessite des conditions bien particulières : la température ne doit pas être trop élevée et les atomes doivent être disponibles en abondance. L’environnement nécessaire va se créer à partir de la turbulence de la mixture cosmique : de petits grumeaux se forment sous l’influence des ondes gravitationnelles et se structurent en amas qui se condensent, s’illuminent et où s’agglutine la matière. Ces structures dessinent des filaments, des plans ou des bulles où se forment les étoiles et les galaxies séparées par du vide. Les étoiles sont des concentrations de matière, c’est-à-dire essentiellement d’hydrogène, solidarisées par la gravité que provoque leur masse. Elles grandissent en captant la matière de proximité et plus leur masse augmente, plus efficace est la gravité qui capte et agglutine cette matière. La pression interne augmente alors, et avec elle la température. Quand la température atteindra 15 millions de degrés, les noyaux d’hydrogène vont fusionner par deux pour donner un noyau d’hélium qui à son tour pourra fusionner en carbone. Cette fusion nucléaire, en libérant une fantastique énergie, permet aux étoiles d’être lumineuses. Et si elle n’arrivent pas à grandir, elles restent noires. Autour d’elles, les amas de matière ne sont pas toujours absorbés. S’ils passent trop loin, ils échappent à l’attraction de l’étoile. A une distance intermédiaire, qui dépend de leur masse, ils s’installent au contraire sur une trajectoire en orbite. Ces satellites de petite taille, vite refroidis, formeront les planètes. Certaines planètes vont pouvoir fournir un environnement propice à l’essor de la chimie : notre soleil (et ses planètes) est vieux de seulement 4,5 milliards d’années. C’est une étoile naine jaune. Parmi ses huit planètes, la Terre offre des conditions privilégiées : sa température est modérée, l’eau liquide s’y est abondamment formée et toutes sortes d’atomes ont essayé de se combiner. La chimie a trouvé des conditions idéales et la complexité y atteindra des sommets.

Les molécules ouvrent une nouvelle voie à la complexification de la matière : elles sont infiniment plus nombreuses que les atomes, infiniment plus variées et leurs propriétés sont bien différentes.

Mais la construction des molécules est plus complexe que celle des atomes. Les liaisons se font au hasard, mais sont conditionnées par les formes respectives des atomes et des molécules ainsi que par le type des charges électriques qui s’attirent ou se repoussent. Ces liaisons sont faibles, de nature électromagnétique. A ce stade, même si toutes les combinaisons d’atomes et de molécules sont possibles, elles se font au hasard et à un seul exemplaire. Des configurations simples peuvent se reproduire et s’accumuler si elles sont stables. Mais plus elles sont complexes, moins leur construction devient probable et ces évènements rares, qui ne se reproduisent pratiquement jamais, finissent pas être détruits quand se poursuivent les processus chimiques. La chimie est alors limitée dans sa complexité par l’improbabilité et l’instabilité des molécules complexes. Il fallait donc d’autres briques pour aller plus loin.

Ces autres briques furent celles qui acquirent une propriété particulière : celle de se reproduire. Ce n’est pas si difficile que ça : certains minéraux, comme les cristaux ou les argiles, ont la propriété de se reproduire identiques à eux-mêmes. L’avantage, c’est que leur formation ne dépend plus d’un aléa plus ou moins probable, mais qu’elle est mécanique et spontanée. Quand une molécule est stable et se reproduit elle-même, elle a tendance à supplanter toutes les autres et à envahir le territoire. Il lui faut cependant des conditions physico-chimiques particulières et la multiplication s’arrêtera dès qu’elle aura épuisé un des éléments nécessaires à sa composition. Dès ce stade, il y a compétition entre les molécules pour s’approprier les éléments nécessaires à leur croissance et à leur survie.

Quand on parle de survie c’est déjà qu’on considère qu’il y a de la vie : et en effet, ces molécules réplicatives sont les ancêtres du vivant !

La chimie d’un des atomes était promise à un bel avenir : la chimie du carbone ! Pas trop gros, (6 protons et 6 neutrons), le carbone est un atome stable qui a quatre charges électriques disponibles, comme quatre bras par lesquels il peut accrocher autant d’atomes d’hydrogène ou d’autres corps de formes complémentaires, ou même constituer des chaînes avec plusieurs atomes semblables. C’est l’exploitation de ses propriétés très riches qui a donné naissance à la chimie organique. La chimie du vivant est à 100% une chimie du carbone. Ce privilège est dû à ses propriétés de s’enchaîner pour former un répertoire illimité de très grosses molécules aux formes multiples et variées que les chimistes exploitent aussi pour la fabrication des matières synthétiques. D’autres atomes, tel le silicium, possèdent aussi des propriétés analogues. Mais sur la Terre, c’est le carbone qui s’est imposé.

La chimie du carbone allait fabriquer des réplicateurs hautement élaborés : des molécules assez simples qu’on a pu obtenir en laboratoire dans des conditions proches de celles de la Terre à ses débuts et qui sont des substances organiques appelées purines et pyrimidines. Ces petites molécules se comportent comme des briques d’un nouveau type qui se lient entre elles pour former des chaînes plus longues. Ce n’est pas nouveau, bien des molécules s’associent ainsi entre elles en deux points différents et forment ainsi des chaînes. Mais une fois disposées en chaîne, celles-ci, qui sont des bases azotées (1), attirent encore leurs semblables par le côté si bien qu’une autre série de ces briques se dispose à son tour en chaîne, attachée à la précédente par chaque couple qui s’était trouvé des affinités complémentaires. Mais les liens qui unissent ces couples sont fragiles : les lésions latérales se défont et les deux chaînes se détachent bientôt pour former deux chaînes séparées mais symétriques, chacune étant le miroir de l’autre. Par la suite, d’autres couples se formeront, construisant d’autres chaînes en miroir, de telle sorte que le miroir du miroir sera l’exacte réplique de la première chaîne !

La vie avait trouvé sa voie.


(1) Bases azotées : . On parle d’acide et de base en chimie pour distinguer deux comportements symétriques des molécules selon qu’ils ont tendance à libérer ou à capter des protons. Ces bases sont dites azotées parce que leurs chaînes, composées d’un ou de deux hexagones, comportent de l’azote en plus de l’indispensable carbone. Ces détails n’ont pas d’importance pour la compréhension générale.


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126 réactions à cet article    


  • ALIF (---.---.1.39) 7 novembre 2006 13:00

    reflexion et effort de recherche interessant. j’ai toujours su que selon la deuxieme loi de thernmodynamique un systeme evoluant au hasard tend a augmenter son entropie(desordre). Comment expliquer alors une emergence d’objets de plus en plus structures et complexes ? ou se trouve le secret ? merci de m’eclairer sur ce point.


    • toto (---.---.17.117) 7 novembre 2006 13:54

      la 2ème loi n’est pas violée. Par exemple, nous pour nous auto-organiser, nous avons besoin de l’énergie du Soleil qui fait pousser les plantes pour qu’on puisse manger. L’auto organisation se produit à l’aide d’un flux d’énergie, ce qui donne lieu à des structures dissipatives comme expliqué par Prigogine.

      Le 2ème principe est : pour un système isolé, l’entropie augmente. Mais un système où se développe l’auto-organisation n’est pas un système isolé...


    • veridian (---.---.246.155) 7 novembre 2006 19:01

      Tout à fait d’accord. L’entropie d’un systèle isolé ne peut qu’augmenter.

      En toute rigueur, nous ne connaissons qu’un seul système parfaitement isolé, l’Univers.

      En d’autres termes, localement l’entropie peut très bien diminuer, et des structures complexes s’organiser, mais, globalement, l’entropie de l’Univers aura cru pendant ce temps.


    • Darwin’s Beagle (---.---.109.246) 8 novembre 2006 08:29

      ALIF : « Comment expliquer alors une emergence d’objets de plus en plus structures et complexes ? »

      On n’explique pas, on constate. Une fois constatée la chose, on peut essayer de l’expliquer. Parfois avec succès (l’évolution des espèces), parfois pas. Le « jeu de la vie » (game of life) de John Conway, par exemple. On ne sait toujours pas comment prédire si tel agencement de cellules va se reproduire à l’infini, se stabiliser, ou disparaître.

      Jetez un coup d’oeil là :

      http://fr.wikipedia.org/wiki/Jeu_de_la_vie


    • Darwin’s Beagle (---.---.109.246) 8 novembre 2006 09:08

      Cet article, qui ne m’a guère plu, m’a hérissé dès le début, ici :

      « il y a quatre sortes de forces qui agissent chacune dans un domaine particulier et une « énergie / matière » qui sont deux aspects différents de la même réalité. »

      Quatre forces ? Lesquelles ? Une énergie/matière ? Qu’est-ce que c’est ? Il faut le dire, si c’est un article de vulgarisation ! (et ce n’est visiblement pas un article qui vise les spécialistes).

      Et puis, presqu’aussitôt : « 13,7 milliards d’années ». Ce chiffre trop précis suggère qu’on sait PRECISEMENT de quand date l’univers. C’est faux. « 10 à 15 milliards d’années, » d’accord, je ne trouverais pas trop à redire, mais 13,7 milliards...

      Et cet autre chiffre :

      « pendant les 10-43 seconde que dure l’Ere de Planck »

      10^-43 SVP, pas 10-43. Mais même 10^-43 fait mal l’affaire. Il y en a qui vont s’imaginer un nouvel émoticon. Cent trillionnièmes de trillionnième de trillionnième de secondes, ce serait peut-être mieux. Ou bien : 1/10.000.000.000.000.... non, j’abandonne, ça fait tellement de zéros que c’en est ridicule (et je vais en oublier !)

      Et puis, j’aurais vouloir en voir plus long sur l’ère de Planck.

      Et d’autres choses, mais j’arrête là.


    • (---.---.91.129) 28 novembre 2006 08:10

      L’ univers est un système isolé ? mais, les preuves sont où ? Il y a des M. d’univers ,alors, ils agissent l’un sur l’autre ? ( si oui , dans ce cas, il y a échange) + J’ y vois plus une methode de formation par ’« inclusivité »’ Que par accumulation ??..???il est écrit :methode cumulative)


    • Marsupilami (---.---.32.156) 7 novembre 2006 13:23

      Bravo, c’est très pédagogique et très agréablement écrit. Quant à la téléologie, si elle existe elle est actuellement indémontrable sur un plan scientifique, ce qui ne veut pas dire qu’elle n’existe pas.


      • toto (---.---.17.117) 7 novembre 2006 13:51

        pouvez-vous donner un sens précis, scientifique et non ambigü au mot « téléologie » ?


      • ZEN zen 7 novembre 2006 14:04

        Téléonomie, pas télélogie...C’est le sens instauré par Jacques Monod.

        Il y a deux sens à cette notion:celui de finalité interne, purement épistémologique , non discutable quoique difficile à rationaliser et celui, contestable parce que métaphysique ou religieux, de finalité externe faisant appel à la croyance en une volonté organisatrice et créatrice. Kant avait déjà parfaitement vu la nécessité d’établir cette distinction pour éviter toute confusion.


      • Marsupilami (---.---.32.156) 7 novembre 2006 15:34

        @ Zen

        T’es gonflant dans ton rôle de gardien du temple athéisto-rationaliste. Tu ne fais dans ce genre de rôle que du blablabla verbalisteur oral de la langue qui cause avec les monocordes vocales qui ne pensent pas. Je te préfère quand tu es sur ton vélo. Là, tu ne penses pas, tu pédales. Et même pas dans la choucroute.


      • Marsupilami (---.---.32.156) 7 novembre 2006 15:42

        @ Toto

        Je te renvoie à cette définition extra-personnelle.

        Que dire d’autre ? Je suis agnostique, donc je ne sais rien de rien dans le domaine des relations & interactions entre science et métaphysique, sinon que la première élude la seconde, et que j’estime qu’elle a tort. Et je rappelle que je ne suis ni positiviste, ni scientiste, ni rationaliste, ni spiritualiste et que pour me marrer, je fais un gros bisou au chat de Schrödinger (mais aussi à celui de Kepler, s’il en avait un).


      • ropib (---.---.27.229) 7 novembre 2006 16:09

        @marsupilami

        Pourquoi doit il y avoir un tort ou une raison ? Si en tant que personne je peux m’intéresser à la fois à la science et à la métaphysique, je ne suis pas sûr que pour autant la science doive s’occuper de métaphysique, pas plus que d’une blague de Jean Roucas (un exemple bien choisi) qui peut, mais c’est rare, m’intéresser tout autant. Une blague de scientifique ne prouve pas pour autant que la science s’occupe du ressort comique.


      • Marsupilami (---.---.32.156) 7 novembre 2006 16:38

        @ Robib

        Je suis d’accord avec toi. La franche rigolade s’affranchit des physiques et des métaphysiques & de leurs relations & interactions, même rebouliques...


      • Marsupilami (---.---.32.156) 7 novembre 2006 16:50

        @ Robip

        Quoi qu’en non-pensent les scientistes rationalistes anti-métaphysiques, les relations & interactions entre les phénomènes observables et non-observables à un moment donné dans un cadre recevable par la science officielle d’un lieu et d’un moment donné continueront de se produire, c’est une vieille histoire épistémologique. Que te dire d’autre ? Je ne suis pas rationaliste.


      • ZEN zen 7 novembre 2006 18:36

        @Marsu

        Je reviens justement de faire 60 bornes à vélo...Je te conseille de m’accompagner demain pour dissiper les brouillards qui stagnent dans ton esprit, car ce que tu dis est d’un fumeux !... :

        « T’es gonflant dans ton rôle de gardien du temple athéisto-rationaliste. Tu ne fais dans ce genre de rôle que du blablabla verbalisteur oral de la langue qui cause avec les monocordes vocales qui ne pensent pas »

         ??????????????????????????????????????????????????????????


      • ZEN zen 7 novembre 2006 18:54

        « Si vous n’arrivez pas à expliquer un concept à un enfant de six ans, c’est que vous ne maîtrisez pas ce concept. » A. Einstein

        Je pense que cette célèbre phrase de notre facétieux génie relève plus de la boutade que de l’injonction.Il était coutumier de ces remarques paradoxales, destinées sans doute à forcer ses pairs à des efforts plus grands de vulgarisation.

        Mais essayez toujours de faire comprendre (au sens scientifique du terme)la théorie de la relativité même restreinte,celle des quanta ou à plus forte raison des cordes à un enfant relève d’un défi impossible. Moi-même, malgré mon intérêt pour ces domaines, je perds vite pied...au point de renoncer à comprendre, faute d’outils mathématiques et théoriques....


      • ZEN etienne celmar 7 novembre 2006 22:09

        @ Le furtif

        Mon « petit garçon », ID est le terme faussement moderne qui équivaut à ce que l’on appelle « finalité externe »,associée à l’idée de créationnisme (le plus souvent implicite ou non avoué)

        J’aime moi aussi SG Gould pour son savoir , sa rigueur intellectuelle et son courage (il avait tous les créationnistes US sur le dos en défendant ses thèses néo-darwiniennes).J’ai commencé par « Le pouce du panda »(passionnant). Pour ce qui est du pianiste , je l’adore quand il joue Bach, même s’il chantonne un peu trop en jouant...

        Voilà, mon « grand garçon », bien à toi... smiley


      • ZEN zen 7 novembre 2006 22:10

        Disfonctionnement :E Celmar, c’est ZEN (pseudo d’auteur)


      • wrisya (---.---.231.251) 7 novembre 2006 13:38

        A Candide,

        Bonjour, vous dîtes en début de phrase : « Notre histoire commence il y a 13,7 milliards d’années, dans une fulgurante explosion à qui un grand physicien a donné le nom de Big Bang[...] »

        J’ai juste qu’une question qui m’a toujours intéressée : après avoir expliqué le « comment » de la naissance du Vivant, est-ce que vous pouvez me dire si les scientifiques abordent des hypothèses plausibles sur les « raisons » de ce big bang, ce qui l’a provoqué exactement ?


        • toto (---.---.17.117) 7 novembre 2006 13:49

          aucune théorie à l’heure actuelle ne permet d’expliquer les « causes » du big bang. Le big bang n’est en fait pas vraiment une explosion, puisque c’est l’espace lui-même qui s’agrandit. Le « comment » du big-bang est en gros décrit par la relativité générale, où il apparaît sous la forme d’une singularité de l’espace-temps. Après on peut ajouter d’autres choses à la RG pour obtenir l’inflation par exemple...


        • wrisya (---.---.231.251) 7 novembre 2006 13:58

          Merci Toto,

          Alors si c’est juste une question de « relativité » d’un espace qui s’étend à l’infini... Qui dit qu’il ne pourrait pas y avoir un « big bang » bis ???? Puisque ici il ne s’agirait pas d’une explosion à proprement parler qui aurait profondément modifié la nature de l’espace ?

          Donc, ça signifierai qu’au fond l’espace serait destiné à perpétuellement se renouveller (par ex, à chaque « disparition » de la Vie, celle-ci finierait de toute façon par re-venir, par advenir ???) ou bien j’ai tout faux ?...!


        • toto (---.---.17.117) 7 novembre 2006 14:00

          euh... je ne vois pas trop ce que vous voulez dire, mais je crois que ça n’a pas vraiment de sens...


        • wrisya (---.---.231.251) 7 novembre 2006 14:04

          Un renouvellement perpétuel de « la vie » que celle-ci ne disparaît jamais vraiment : ptet bien que le big bang est advenu justement parce qu’il existait antérieurement un « principe », qu’en disent les scientifiques ? je suppose qu’ils ne soutiennent pas l’idée selon laquelle le big bang serait né du néant ou du vide, mais peut être du chaos...


        • ropib (---.---.27.229) 7 novembre 2006 14:10

          Il me semble que Prigogine propose un « temps » préexistant au big bang qui se déploierait dans un espace « déjà occupé » mais avec une densité de matière tellement faible qu’un déséquilibre de la symétrie création/désintégration de particules dans le vide pourrait être suffisamment stable (loin de toute force de rééquilibrage) pour que l’entropie augmente. Il fait tout un calcul sur la densité de matière et le niveau d’énergie... j’avoue que je n’ai pas vraiment tout compris.


        • toto (---.---.17.117) 7 novembre 2006 14:10

          pour l’instant la vie n’intervient pas du tout dans la description du big-bang. L’image la plus répandue sur le big-bang est qu’il serait apparu suite à une fluctuation quantique du vide, mais il n’y a aucune théorie précise là-dessus.

          http://fr.wikipedia.org/wiki/Vide_quantique


        • wrisya (---.---.231.251) 7 novembre 2006 14:21

          Ca à l’air méga intéressant, mais en grosse nullarde que je suis des termes scientifiques, j’attendrais qu’une bonne âme ait la bonté immense de me l’expliquer sans mots « barbares »... !!


        • ropib (---.---.27.229) 7 novembre 2006 14:51

          @wrisya

          Dans le vide (partout) et à tout instant il se crée de la matière et de l’anti-matière qui se désintègrent mutuellement instantanément.

          L’équilibre c’est quand toutes les forces en présence s’annulent. Nous vivons dans un univers loin de l’équilibre puisque la matière par exemple ici est organisée en un soleil et un système planétaire, où nous même nous pouvons nous déplacer à la surface de la terre (nous faisons partie de l’univers). Cette organisation entraîne elle-même un déséquilibre, donc des dissymétries au niveau des champs de force, qui peut engendrer une organisation plus ou moins identique : il y a auto-organisation.

          On peut imaginer simplement que dans un monde équilibré, c’est à dire non organisé et sans grande orientation de force, cette création/désintégration constante de matière et d’anti-matière puisse aboutir par hasard à une dissymétrie infime mais suffisante pour s’auto-organiser et s’éloigner de plus en plus de l’équilibre.

          J’espère que je ne dis pas trop de bêtises...


        • Anthony Meilland Anthony Meilland 7 novembre 2006 15:17

          Sur le Big Bang, je connais une façon assez sympathique et interessante d’aborder ce problème. Cela vaut aussi pour toutes les autres singularités mathématiques (ex : le zéro absolu des température).

          Cette « définition » vient de Jean-Marc Levy-Leblond (Physicien et Philosophe) qui donnait des « cours » en Maitrise à Nice il y a quelques années.

          Prenons d’abord un exemple simple.

          Soit un plan euclidien ( plat dans un univers « plan » à 3 dimensions) infini.

          Soit un observateur dans une tour, et un voyageur.

          L’observateur ne connait pas la réalité de son monde (infinitude...)

          à l’instant zéro le voyageur est au pied de la tour de l’observateur. Puis il se met en route. Il s’eloigne vers l’horizon en ligne droite à vitesse constante.

          Si l’observateur trace la trajectoire du voyageur et la prolonge jusqu’à l’horizon, l’intersection de ces deux lignes forme un point que l’observateur ne connaissant rien de la réalité du monde peut appeler « destination » du voyageur.

          Mais le voyageur n’atteindra jamais ce point. Plus il se rapproche (point de vue de l’observateur) plus il semble ralentir !

          Or du point de vue du voyageur, cette destination (ce point) n’existe pas. Il connait la nature de son monde, son univers est infini.

          L’observateur a noté la position du voyageur en fonction du temps selon lui. Ne le voyant jamais atteindre la « destination » qu’il appelle « d », il note que la position de l’observateur appartient à l’ensemble [0,d[ (0 étant l’origine, les crochets vers l’interieur indiquants que le point appartient à l’ensemble et ceux tournés vers l’extérieur que ce point en été exclu)

          Le voyageur lui note que sa position appartient [0,infini[ (l’infini ne peut lui non plus appartenir à l’ensemble sauf cas extrême mais je ne suis pas mathématicien)

          Une troisième personne pourrait faire une relation entre les deux ensembles. Une fonction « f » mathématique existe et permet de faire correspondre chaque point de l’ensemble [0,d[ à un point de l’ensemble [0,infini[.

          ex : f(0)=0 et lim f(x->d) = infini (on ne peut pas écrire f(d)=infini mais c’est presque la même chose sauf que ni d ni l’infini n’appartiennent à l’espace de définition de f)

          Imaginons que le trajet du voyageur a été filmé. Remontons le film. Que se passe-t-il ?

          Il existe un point d’où semble provenir le voyageur la « destination » devient ici l’« origine » mais aussi loin qu’on remonte le film il n’atteint pas ce point.

          Maintenant considérons qu’il n’y est pas d’échelle de temps sur ce film. Comment le dater ? la seule information que nous ayons c’est la déplacement du voyageur, donc on peut créer un échelle en le considérant comme uniforme et stationnaire. Il en résulte qu’on peut dater jusqu’à l’instant 0 (origine), mais sans l’atteindre.

          Ce point « origine » ou « destination » est ce qu’on appelle en mathématique une singularité, un point qui ne fait pas parti de l’ensemble décrit mais dont on peut se rapprocher indéfiniment.

          La comparaison avec le Big Bang (ou le zéro absolu des température) est donc évidente.

          On peut très bien inventer une échelle de temps, non-linéaire pour nous, mais qui permettent d’« ouvrir » le temps en un ensemble infini (point de vue du voyageur). Ainsi plus de Big Bang où instant zéro par un simple changement de point de vue.

          Les physiciens répondent souvent à la question « qu’est-ce qui avait avant le big bang ? » par « il n’y avait pas d’avant, le temps et l’espace sont indisociable ». C’est une façon de voir les choses. J’aime bien la façon de Levy-Leblond de présenter cela sous la forme, assez philosophique d’un changement de point vue.

          Il n’y pas d’avant car on ne peut pas atteindre l’instant zéro. Celui-ci n’existe pas.


        • ropib (---.---.27.229) 7 novembre 2006 15:27

          @Anthony

          Bien sûr. Surtout qu’il s’agit d’une expansion interne... il est peut-être plus facile de parler de densité. Pour autant l’approche de Prigogine est intéressante en cela qu’il propose l’existence d’un avant, c’est tout l’intérêt. Un avant légèrement ténu certes mais un avant tout de même.


        • Nico (---.---.224.226) 7 novembre 2006 15:34

          Il y a deux réponses, ou plutôt non-réponses à votre question.

          La non-réponse scientifique, c’est que les théories physiques que nous utilisons, notamment la relativité générale et la mécanique quantique, sont inaptes à décrire ce qui se passe au tout début (c’est-à-dire quelques pouillèmes de pouillèmes de secondes) du big bang. C’est un des buts des fameuses théories unifiées, que les physiciens cherchent à mettre au point depuis plusieurs décennies, jusqu’à présent sans succès.

          Le gros problème réside dans l’incompatibilité entre la théorie générale de la relativité (qui traite la gravité) et la mécanique quantique (qui traite les trois autres forces connues : électromagnétique, forte, et faible). Ce n’est pas gênant dans la plupart des cas, car les deux théories peuvent s’appliquer assez indépendamment l’une de l’autre. Au niveau du big bang, les énergies et les densités en jeu sont tellement énormes qu’il faut vraiment combiner les deux théories, et pour l’instant, cela ne marche pas.

          La deuxième non-réponse est d’ordre philosophique. La science ne s’intéresse pas à savoir s’il y a un sens profond au big bang. Cela ne nous avancerait sans doute pas à grand chose. Si par exemple on suggère que Dieu est à l’origine du big bang, on peut tout de suite demander qu’est ce qui est à l’origine de Dieu, et ainsi de suite... Beaucoup de physiciens s’accordent également à penser qu’il est très difficile de décrire ce qui s’est passé « avant » le bigbang (si cela a un sens) ou ce qui l’a déclénché...


        • ropib (---.---.27.229) 7 novembre 2006 16:14

          @Nico

          Mais Prigogine propose une autre vision puisqu’il intègre le bigbang dans une histoire de l’univers justement. Alors on pourrait dire aussi que c’est un joyeux original qui tient du folklore mais ce n’est pas obligatoire. Son approche m’intéresse en tous cas.


        • Marsupilami (---.---.32.156) 7 novembre 2006 17:23

          @ Robip

          « Un avant ténu mais un avant tout de même »...

          Ouaf ! Comment mesurer cette « ténuité » ?

          L’avant n’est pas savant et l’après n’est pas sacré, c’est c’est pas plus simple ?

          En vérité, on n’en sait rien, on ne fait que créer des modèles-théories qu’on balance sur le réel objectif. Y en a qui marchent et d’autres qui ne marchent pas selon les époques. Ainsi va la vie des savoirs...


        • ropib (---.---.27.229) 7 novembre 2006 17:42

          @marsupilami

          tu me casses ma figure stylistique et l’ironie de ma concession... c’est pas sympa. smiley


        • Ark EvoluVeur Ark EvoluVeur 7 novembre 2006 23:00

          « On peut très bien inventer une échelle de temps, non-linéaire pour nous, mais qui permettent d’ »ouvrir« le temps en un ensemble infini (point de vue du voyageur) » ; c’est superbe ça...et rejoins d’autres énoncés sur les électrons doués « d’ubiquité » (2 endroits, même instant en physique nucléaire fondamentale)... Les scientifiques ont le don d’inventer des phénomènes parfois inobservables, accordés à leurs théories ou les démontrant avec leurs outils propres...pour nous dire encore que le monde n’est qu’une apparence.

          Demain donnez-nous la possibilité d’avoir chacun notre temps personnels, par demonstration, vous ferez pour l’humanité, le bond extraordianire de justifier des cohérences personnelles à des moments sociaux partagés.

          Si le temps n’était pas devenu si souverain et en référence commune, aurions-nous tant de préjugés sur le développement de certaines ethnies ? Le temps est un concept capital et heureusement remodelable, par les preuves scientifiques.

          Comment déterminer une société humaine composée de personnes vivant dans des temps différents ? La référence n’étant plus les saisons, ni le jour et la nuit, mais nos propres cycles subjectifs (qui sont souvent différents du cycle sociale). ?

          entropie et auto-organisation ... smiley


        • Jean (---.---.13.135) 8 novembre 2006 01:35

          Tiens Anthony, je proffite de ton explication pour te poser une petite question.

          La physique a l’air d’etre ton domaine, alors peut etre pourras tu me repondre.

          La vitesse de la lumiere represente elle aussi un absolue indepassable, si j’ai bien compris les grandes lignes de la theorie de la relativitée, imaginons un voyageur dans une fusée magique ; qui disposerait d’une energie infinie qui lui permetrait de constament augmenter sa vitesse pour se rapprocher de celle de la lumiere.

          Comme une vitesse est un rapport entre du temps et de l’espace (tant de km en tant de secondes), est ce a dire que le temps se « dilate » pour celui qui serait dans la fusée ?

          En gros est ce que le temps separant deux intervalles aurait une inflation proportionnelle, qui empecherait donc notre voyageur de depasser les 300.000 Km/s ?

          Et si oui est ce que cela revient a dire que plus on se rapproche de la vitesse de la lumiere plus le temps tant a s’arreter pour un observateur exterieur qui observerait ce qui se passe dans cette fusée ?

          Desole de poser cette question tard (boulot oblige), mais si tu repasses par la ... merci d’avance smiley


        • Anthony Meilland Anthony Meilland 8 novembre 2006 09:50

          En fait je crois me souvenir que c’est le contraire qui se passe.

          Pour un objet voyageant à la vitesse de la lumière le temps propre est nul.

          Un voyageur s’approchant de la vitesse de la lumière verra son temps propre « ralentir » . En fait il ne le verra pas car pour lui son temps propre est le « vrai temps ». Un observateur extérieur par contre verra ce temps se dilater.

          En consequence de quoi, le voyageur verra aussi les distances se contracter.

          S’il doit a l’origine parcourir une certaine distance d dans le reférentiel de départ (terrestre par exemple), et qu’il voyage à une vitesse suffisamment proche de celle de la lumière, il aura en fait parcouru une distance plus faible.

          Pour un observateur extérieur, il y a toujours contraction des distances et dilatation du temps dans un référentiel en mouvement.


        • ropib (---.---.27.229) 8 novembre 2006 14:08

          @Ark

          La réalité est un consensus. On essaye de déterminer justement ce qui est commun à tous. On peut se poser la question de la réalité de la réalité mais il serait plus juste de parler de plusieurs « univers » ou espaces, les uns qui seraient sociaux, d’autres internes. D’ailleurs la « réalité » interne est-elle unique ? N’y a-t-il pas en nous des temps différents ?

          Il faudrait donc réussir à déterminer ce qui est commun, ce qui communément est individuel, du processus commun de l’individualité etc. Enfin toujours est-il que le langage est déjà un consensus et qu’on n’en sortira pas beaucoup si ce n’est en restant en soi, sans recours au langage, au niveau émotionnel (le sentiment serait déjà transmissible ou on va dire transformable en quelque chose de transmissible).

          Quant au développement... le problème est de savoir ce qui est le mieux développé : ce qui est très complexe ? ce qui est très adapté ? ce qui est très adaptable ? ce qui est robuste ? ce qui a beaucoup évolué pour s’adapter ? ce qui a peu évolué et était déjà adapté ? Finalement le préjugé se base sur bien d’autres choses que le temps je crois.


        • jean (---.---.94.254) 8 novembre 2006 22:31

          Merci Anthony,

          Ok ca repond donc à ma question...

          (Qui pour la petite histoire, m’est venu en lisant un article ou quelqu’un affirmait qu’en s’approchant suffisament de la vitesse de la lumiere un homme, pourrait voyager sur une distance importante alors que sont frere jumeau serait mort depuis des siecles en etant resté sur terre...)


        • Mage Rapaffro (---.---.92.8) 9 novembre 2006 09:38

          N’empêche que si dans un TGV qui roule à 300 km/h, un type marche à 4 km/h et que ce type, pas très propre sur lui, a sur la tête un pou qui se dépace à 5 cm/h, ben le TGV, le mec et le pou arrivent tous les trois à la même heure, en gare de Besançon (Doubs).


        • ropib (---.---.27.229) 9 novembre 2006 11:21

          @Mage

          Ca dépend... Parce que à partir d’où exactement tu dis qu’ils arrivent en Gare de Besançon ? Chacun ne vit pas à la même échelle et je pense que si tu considères les centres de gravité de chacun ils n’arrivent justement pas en même temps à une ligne fictive d’épaisseur nulle qui détermine l’arrivée à la gare.

          Si on n’est pas un poil rigoureux on peut tout autant considérer qu’ils ont toujours été en gare de Besançon.

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