De l’infiniment grand à l’infiniment petit, il n’y a qu’un pas que nous allons franchir ensemble, dans ce blog truffé de chiffres vertigineux donnant davantage le tournis que le Blue Fire d’Europa Park. Accrochez vos ceintures !
Commençons avec l’infiniment petit. L’image ci-dessous est la représentation d’un atome quelconque. Comme tous les atomes, il est composé d’un noyau (fait de protons et de neutrons) autour duquel tournent de manière aléatoire des électrons dans ce que l’on appelle le « nuage électronique ». Les atomes ont ceci de particulier que la quasi-totalité de leur masse (99.9 %) est concentrée dans leur noyau, lequel représente cependant une infime partie de leur volume. Cela signifie que les électrons qui gravitent autour du noyau le font à une « très grande distance » de ce dernier et que le volume de l’atome est fait essentiellement de vide.
Tout ce qui existe dans l’univers est donc composé d’une proportion non négligeable de vide…
Pour s’en convaincre, nous pouvons considérer le cas des étoiles à neutrons. Ces étoiles sont les résidus de l’explosion d’une étoile géante appelée Supernova ; elles ont la particularité d’être composées d’une matière tellement compactée que le « vide » entre les électrons et le noyau a presque disparu. L’une des étoiles à neutrons les plus massives connues à ce jour possède un diamètre d’une dizaine de kilomètres seulement pour une masse équivalente à deux fois celle du soleil. Un dé à coudre de cette matière pèse 500 millions de tonnes. Une telle étoile est presque parfaitement sphérique car toute excroissance s’effondrerait immédiatement sous son propre poids ; ainsi d’éventuelles chaînes de montagne ne pourraient y excéder quelques centimètres de hauteur.
Si nous songeons à notre bouffée d’air pur, laquelle est constituée d’un mélange composé de différents gaz, faits en particulier de molécules d’azote qui se taille la part du lion avec 78 %, ainsi que de molécules d’oxygène avec 21 %, le pourcent restant représentant le CO2, la vapeur d’eau et d’autres gaz plus rares.
Le nombre de molécules inhalées dans une inspiration humaine moyenne est tout simplement inimaginable ; ce sont des milliards de molécules qui pénètrent ainsi dans notre corps, certaines étant incorporées à nos tissus, d’autres étant exhalées.
Le volume moyen d’une bouffée d’air est d’environ 1 litre, ce qui représente au niveau de la mer (la densité de l’atmosphère changeant avec l’altitude) environ dix-mille milliards de milliards (10 puissance 22, soit 1 avec 22 zéros derrière) de molécules. Pour se faire une idée de ce que ce chiffre représente, il faut se tourner vers l’astronomie et l’infiniment grand. Les astronomes ont en effet estimé à 10 puissance 11 le nombre d’étoiles dans une galaxie de taille moyenne (comme la nôtre), et à 10 puissance 11 également le nombre de galaxies dans l’univers. Le nombre total d’étoiles dans l’univers correspond donc au résultat de la multiplication de ces deux nombres, soit 10 puissance 22 étoiles.
Il y aurait donc dans chaque inspiration d’un litre à peu près le même nombre de molécules qu’il y a d’étoiles dans l’univers.
Continuons notre voyage avec une estimation de la quantité de molécules contenues dans la totalité de l’atmosphère terrestre, laquelle donne le chiffre de 10 puissance 44, ce qui représente le carré de 10 puissance 22.
Par conséquent, il y aurait 10 puissance 22 « inspirations » dans la totalité de l’atmosphère, ce qui signifie qu’il y a autant de molécules d’air dans une inspiration qu’il y a d’inspirations possibles dans l’atmosphère terrestre.
A chaque fois que nous respirons, les molécules que nous exhalons retournent dans l’atmosphère. Après un temps « suffisamment long », nous pouvons partir du principe que ces molécules se seront uniformément réparties dans la totalité de l’atmosphère globale, si bien qu’il pourrait y avoir une de ces molécules dans chacune des inspirations à disposition. Si l’on considère le nombre important d’inspirations/expirations qu’un être humain réalise durant sa vie, il est fort probable que dans nos poumons se retrouvent donc des molécules qui ont été respirées par d’autres êtres vivants il y a des centaines, voire des milliers d’années.
Ainsi, si nous partageons la même atmosphère que nos contemporains, nous la partageons également avec nos ancêtres, même les plus lointains. Ainsi, le soupir de satisfaction béat que je pousse en clôturant cet article est donc peut-être composé de molécules ayant été inhalées autrefois par un Tyrannosaure Rex, avec tout de même, je l’espère, une différence notable !
A tout seigneur, tout honneur, cet article s’inspire largement d’un extrait de la bible des météorologues amateurs anglophones : « meteorology today » de C. Donald Ahrens, réédité à plus de 8 reprises. Nous le recommandons chaudement à tous nos lecteurs !