Les poissons rouges ne s’inquiètent pas de l’eau dans laquelle ils nagent. Les gens ne s’inquiètent pas de l’air qu’ils traversent. Pas trop du moins. Si vous le faites, vous tomberez bientôt sur des chiffres vertigineux. Comme le milliard de fois par seconde où chaque atome d’une surface est capté par une molécule d’azote ou d’oxygène de l’air. Peu importe si cet atome se trouve dans le parquet, dans les paumes, le nez, les portes d’armoires ou les dessus de table : chaque surface est constamment enveloppée dans un match de ping-pong avec des molécules d’air.
Presque aussi spécial est que les atomistes de la Grèce antique s’en doutaient déjà il y a plus de deux mille ans. “Toujours autour de l’air ambiant fouette les choses”, a écrit le philosophe et poète romain Lucrèce dans le long poème Le genre rerum dans lequel il expliquait les idées de ces atomistes.
Seize chevaux
Il faudra alors encore dix-sept siècles avant qu’Otto von Guericke, le brillant maire de la Magdebourg prussienne, ne rende visible cet « air murmurant ». Von Guericke s’est inspiré de l’idée de Copernic selon laquelle la Terre se déplace dans un espace autrement pratiquement vide autour du Soleil. Il a voulu simuler et étudier cet espace vide avec une pompe à vide qu’il a lui-même développée. Paradoxalement, il est ensuite devenu particulièrement célèbre lorsqu’il a montré la « pression de l’air » à l’approche de ce vide.
Il l’a fait en faisant fabriquer deux hémisphères en cuivre qui formaient ensemble une sphère creuse d’un diamètre supérieur à une règle. Si Von Guericke pompait autant que possible la cavité dans cette sphère et supprimait ainsi la contre-pression de l’intérieur, l’air ambiant pressait les deux moitiés l’une contre l’autre. Mur-serré. Ils ne pouvaient même pas séparer huit chevaux, comme cela s’est avéré lors d’une démonstration pour l’empereur Léopold III. Par exemple, seize chevaux ont perdu contre les innombrables coups avec lesquels les molécules d’air pressaient les hémisphères les uns contre les autres.
faire la queue
Imaginez que Von Guericke dans son manteau noir aurait pu s’asseoir sur le symposium avec lequel ses lointains descendants scientifiques ont célébré le mois dernier le soixantième anniversaire de leur Association néerlandaise du vide. Il aurait probablement été interloqué par les techniques utilisées par les physiciens pour rendre les espaces aussi vides que possible de nos jours. Ils dirigent les quasi-dernières molécules avec des systèmes de roues à aubes, rebondissant d’une lame à l’autre. Encore plus sporadiquement, des molécules restantes les gèlent en parois extrêmement froides; fixez-les sur des murs collants ou faites-les disparaître avec des champs électriques.
Pourquoi tous ces ennuis, pourrait balbutier l’ancien maire de Magdebourg. Et est-ce que quelqu’un oserait expliquer les énormes appareils ultramodernes du fabricant ASML avec lesquels les puces sont fabriquées pour les téléphones portables et les ordinateurs ? Les minuscules structures de ces puces sont “dessinées” sur une plaquette de silicium à l’aide de faisceaux très fins de lumière ultraviolette extrême. Mais s’il n’est pas utilisé dans un espace presque parfaitement vide, cette lumière ultraviolette à ondes courtes est immédiatement absorbée. D’où, par exemple, ces techniques du vide, bien sûr difficiles à expliquer à un homme du XVIIe siècle. Mais ce serait probablement assez agréable pour Von Guericke qu’un tel appareil ASML soit bientôt dans le nouveau centre européen de la technologie des puces dans, oui, son propre Magdebourg.
essais de collision
Et si Lucrèce pouvait aussi être dans le public ? Alors que sa robe flottait autour de ses bras, il pourrait poser des questions sur le vide dans l’accélérateur de particules du CERN près de Genève. Dans cet accélérateur de 27 kilomètres, les atomes sont chassés presque à la vitesse de la lumière, ce qui ne fonctionne que si aucune molécule d’air errante ne croise leur chemin. Donc dans un vide presque parfait. La grande chose à ce sujet est que les tests de collision avec les particules ultra-rapides (ainsi que l’analyse des données avec des puces informatiques ultra-rapides) aident également à comprendre cet espace vide.
Ce vide n’est rien, disait Lucrèce. L’espace est sillonné de neutrinos fantomatiques, envahi par un champ de Higgs, peut-être gorgé de particules de matière noire invisibles, et qui sait, peut-être même d'”énergie noire” errant partout. Sans parler des paires particule-antiparticule qui ne cessent de bouillonner et de disparaître aux plus petites échelles. Bref, la terre bouge sur fond de gigantesque non-rien.
Hors de l’espace et du temps
Que penserait le fidèle luthérien von Guericke ? Et Lucrèce qui pensait que le cosmos pouvait se passer de dieux ? Peut-être que ce dernier citerait ce qu’il a écrit un jour sur “l’âme mortelle” qui, après la mort, se dissout dans le néant. Dans ce non-être, écrit-il, “bien sûr, rien ne peut nous arriver qui ne soit là et ne perturbe notre conscience”. C’est en dehors de l’espace et du temps et de la technologie du vide.
J’ai utilisé la traduction de Piet Schrijvers (De Rerum Natura)
Margriet van der Heijden est physicien et professeur de communication scientifique à l’Université de technologie d’Eindhoven.