La naissance et l'évanouissement de la matière

Part 2

Chapter 23,557 wordsPublic domain

Ces auréoles rayonnantes qui entourent tous les corps ne sont pas perceptibles parce que notre œil est insensible pour la plus grande partie des ondes lumineuses. La forme d’un être vivant ne nous paraît bien définie que parce que nos sens perçoivent seulement des fragments des choses. L’œil n’est pas fait pour tout voir. Il trie dans l’océan des formes ce qui lui est accessible et croit que cette limite artificielle est une limite véritable. Ce que nous percevons d’un être vivant n’est qu’une partie de sa forme réelle. Il est entouré des vapeurs qu’il exhale et des radiations qu’il émet constamment par suite de sa température. Si nos yeux pouvaient tout voir, un être vivant nous apparaîtrait comme un nuage aux changeants contours.

Ces ondes de lumière invisibles pour notre œil qu’émettent tous les corps sont perceptibles probablement par les animaux dits nocturnes capables de se guider dans l’obscurité. Pour eux le corps d’un être vivant, dont la température est d’environ 37°, doit être entouré d’une auréole lumineuse que seul le défaut de sensibilité de notre œil empêche d’apercevoir. Il n’existe pas, en réalité, de corps obscurs dans la nature, il existe seulement des yeux imparfaits. Un corps quelconque est une source constante de radiations visibles ou invisibles, mais qui sont toujours de la lumière.

V

Nous allons aborder maintenant l’étude de la dématérialisation de la matière.

Des expériences fort nombreuses, et sur la valeur desquelles on ne discute plus, ont prouvé, comme je fus le premier à l’établir, que les atomes de la matière, considérés jadis comme très stables, peuvent se désagréger, soit spontanément, soit sous l’influence de causes diverses.

Les produits de cette dissociation sont identiques pour tous les corps, qu’ils soient engendrés par la cathode de l’ampoule de Crookes, par le rayonnement d’un métal sous l’action de la lumière, ou par la désagrégation de corps spontanément radio-actifs, tels que l’uranium, le thorium et le radium.

On peut donc, quand on veut étudier la dissociation de la matière, choisir les corps pour lesquels le phénomène se manifeste de la façon la plus intense, soit, par exemple, l’ampoule de Crookes où un métal formant cathode est excité par le courant électrique d’une bobine d’induction, soit, plus simplement, des composés très radio-actifs tels que les sels de thorium ou de radium. Des corps quelconques dissociés par la lumière ou autrement donnent d’ailleurs les mêmes résultats, mais la dissociation étant beaucoup plus faible, l’observation des phénomènes est plus difficile.

On constate que les produits divers de la dissociation de la matière actuellement connus peuvent se ranger dans les six classes suivantes: Emanations, Ions négatifs, Ions positifs, Électrons, Rayons X et Radiations analogues.

Il ne faudrait pas croire que ces substances représentent toutes les étapes de la dématérialisation de la matière. Celles dont l’existence est connue ne sont que des fragments d’une série probablement très longue.

La quantité des particules émises par les corps pendant leur dématérialisation varie suivant les corps. Elle serait, pour un gramme d’uranium et de thorium de 70.000 par seconde, et quant au radium de 100.000 milliards, d’après les calculs de divers observateurs.

En frappant les corps phosphorescents, les particules de matière dissociée les rendent lumineux. Sur cette propriété est fondé le spinthariscope, instrument qui rend visible pour les yeux les plus incrédules la dissociation permanente de la matière. Il consiste simplement en un écran de sulfure de zinc, au-dessus duquel se trouve une petite aiguille dont l’extrémité fut trempée dans une solution d’un corps spontanément dissociable. En regardant l’écran à la loupe, on voit jaillir sans interruption une pluie de petites étincelles produite par le choc des particules. Je possède un de ces instruments qui depuis 4 ans n’a cessé d’émettre une pluie d’étincelles provenant de la dissociation de 1/10 de milligramme de bromure de radium fixé à la pointe d’une aiguille.

Nous venons de parler des millions de corpuscules par seconde que peut émettre durant des siècles 1 gramme d’un corps radio-actif. De tels chiffres provoquent toujours une certaine défiance, parce que nous n’arrivons pas à nous représenter l’extraordinaire petitesse des éléments de la matière. Cette défiance disparaît quand on constate la susceptibilité de substances très ordinaires à demeurer pendant des années, sans subir aucune dissociation, le siège d’une émission de particules abondantes faciles à constater par l’odorat, mais inappréciable aux plus sensibles balances.

M. Berthelot s’est livré sur ce sujet à d’intéressantes recherches. Il essaya de déterminer la perte de poids que subissent des corps très odorants bien que fort peu volatils. L’odorat est d’une sensibilité infiniment supérieure à celle de la balance, puisque, pour certaines substances, telles que l’iodoforme, la présence de 1 centième de millionième de milligramme peut, suivant M. Berthelot, être facilement révélée.

Il est arrivé, après des recherches faites avec ce corps, à la conclusion que 1 gramme d’iodoforme perd seulement 1 centième de milligramme de son poids en une année, c’est-à-dire 1 milligramme en cent ans, bien qu’émettant sans cesse un flot de particules odorantes dans toutes les directions. M. Berthelot ajoute que si, au lieu d’iodoforme, on s’était servi de musc, les poids perdus auraient été beaucoup plus petits, «mille fois plus peut-être», ce qui ferait 100.000 ans pour la perte de 1 milligramme.

Les particules émises par la matière en se dissociant ont des vitesses de 30.000 à 300.000 kilomètres par seconde. Il peut sembler fort difficile de mesurer la vitesse de corps se mouvant avec une telle rapidité. Cette mesure est cependant très simple.

Un étroit faisceau de radiations obtenu par un moyen quelconque--avec un corps radio-actif, par exemple--est dirigé sur un écran susceptible de phosphorescence. En le frappant, il y produit une petite tache lumineuse.

Ce faisceau de particules étant électrisé est déviable par un champ magnétique. On peut donc l’infléchir au moyen d’un aimant. Le déplacement de la tache lumineuse sur l’écran phosphorescent indique la déviation que fait subir aux particules un champ magnétique d’intensité connue. La force nécessaire pour dévier d’une certaine quantité un projectile de masse connue permettant de déterminer la vitesse de ce dernier, on conçoit que de la déviation des particules il soit possible de déduire leur vitesse. Quand le pinceau de radiations contient des particules de vitesses différentes, elles tracent une ligne plus ou moins longue sur l’écran phosphorescent au lieu de se manifester par un simple point, et on peut ainsi calculer la vitesse de chacune d’elles.

VI

Nous venons de vous parler des propriétés de la matière, mais nous vous avons dit encore peu de chose des forces dont elle est le siège. En quoi consistent ces forces? Quel est le mécanisme de leur production?

Toutes les forces de la nature sont engendrées par des perturbations d’équilibre de l’éther ou de la matière et disparaissent quand les équilibres troublés sont rétablis. La lumière, par exemple, qui prend naissance avec les vibrations de l’éther, cesse avec elles.

Deux corps en relation, chargés de chaleur, d’électricité, de mouvement, etc., ne peuvent, quelle que soit la différence de grandeur de ces corps, agir l’un sur l’autre et produire de l’énergie que quand les éléments dont ils sont chargés ne sont pas en équilibre.

Cette rupture d’équilibre provoque une sorte d’écoulement d’énergie. Il se fait du point où la tension est la plus haute vers celui où elle est la plus basse, et continue jusqu’à ce que l’équilibre soit rétabli, c’est-à-dire jusqu’à ce qu’il y ait égalité de niveau entre les corps en relation.

Suivant les milieux où se manifestent les perturbations d’équilibre, et suivant leur forme, ils prennent les noms de chaleur, électricité, lumière, etc.

Une force est donc toujours le résultat d’une dénivellation. Deux corps chauds à la même température représentent deux réservoirs au même niveau, ou deux poids égaux sur les plateaux d’une balance, et il n’en résulte aucune manifestation d’énergie. Si, au contraire, la température de l’un des corps est moins élevée que celle de l’autre, il y aura perturbation d’équilibre et production d’énergie jusqu’à ce que les deux corps soient au même niveau calorifique.

Ainsi donc, sans une dénivellation d’éther ou de matière, il n’y a aucune manifestation possible d’énergie. Si le soleil possède dans toute sa masse une température uniforme de 6.000 degrés et qu’il puisse y exister des êtres capables de supporter cette chaleur, elle ne représenterait pour eux aucune énergie. N’ayant pas de corps froids à leur disposition, ils ne pourraient obtenir aucune chute de chaleur, condition indispensable de la production d’énergie thermique.

* * * * *

Admettons maintenant qu’au lieu de se trouver à une température uniforme de 6.000 degrés, ces êtres imaginaires vivent dans un monde de glace à la température uniforme de zéro, mais possèdent dans des puits profonds une provision illimitée d’air liquide. Contrairement à ceux plongés dans un milieu à 6.000 degrés, ils trouveraient dans les blocs de glace une source considérable d’énergie. En plongeant, en effet, ces derniers dans l’air liquide à −180°, ils obtiendraient une dénivellation de température considérable. Au contact de la glace qui est pour l’air liquide un corps très chaud, ce dernier entrerait aussitôt en ébullition, et sa vapeur pourrait être employée à faire fonctionner des moteurs. Les habitants de ce monde remplaceraient donc le charbon de nos machines à vapeur par des blocs de glace qu’ils considéreraient, ainsi que nous le faisons pour la houille, comme des réservoirs d’énergie.

Avec cette glace et cet air liquide, il leur serait très facile de produire les températures les plus élevées. La tension de la vapeur obtenue pourrait faire fonctionner des dynamos avec lesquelles on obtient des courants électriques capables de fondre et volatiliser tous les métaux.

On voit, en définitive, que toutes les formes d’énergie sont des effets transitoires résultant de rupture d’équilibre entre plusieurs grandeurs: poids, chaleur, électricité, vitesse. C’est donc bien à tort qu’on parle de l’énergie comme d’une sorte d’entité ayant une existence réelle analogue à celle de la matière.

VII

Nous avons dit que la matière se composait de petits éléments animés d’une vertigineuse vitesse qui, sous des influences diverses ou même spontanément, s’échappent dans l’atmosphère, comme la pierre que ne retient plus la main du frondeur.

Il est bien évident que, pour engendrer de pareilles vitesses, il faut des forces colossales. Je fus ainsi conduit à admettre que la matière était le siège d’une énergie jadis insoupçonnée, à laquelle j’ai donné le nom d’énergie intra-atomique. Cette dernière est, nous le verrons bientôt, l’origine de toutes les autres forces, la chaleur solaire et l’électricité notamment.

Elle diffère de toutes les énergies que nous connaissons par sa concentration très grande, par sa prodigieuse puissance et par la stabilité des équilibres qu’elle peut former. Si, au lieu de réussir à dissocier seulement des millièmes de milligramme de matière, comme on le fait maintenant, on pouvait en dissocier quelques kilogrammes, nous posséderions une source d’énergie auprès de laquelle toute la provision de houille que nos mines contiennent représenterait un insignifiant total.

C’est en raison de la grandeur de l’énergie intra-atomique que les phénomènes radio-actifs se manifestent avec l’intensité observée. C’est elle qui produit l’émission de particules douées d’une immense vitesse, la pénétration des corps matériels, l’apparition des rayons X, etc.

L’universalité dans la nature de l’énergie intra-atomique est un de ses caractères le plus faciles à constater. On reconnaît son existence partout, maintenant qu’on trouve partout de la radio-activité.

Les équilibres qu’elle forme sont très stables, puisque la matière se dissocie si faiblement que pendant longtemps on put la croire indestructible. Ce sont, d’ailleurs, les effets produits sur nos sens par ces équilibres stables que nous appelons la matière. Les autres formes d’énergie, lumière, électricité, etc., sont caractérisées par des équilibres très instables.

Nous avons été naturellement conduits à essayer de mesurer la grandeur de l’énergie intra-atomique. Les chiffres obtenus sont immensément supérieurs à tous ceux donnés par les réactions chimiques antérieurement connues, la combustion de la houille, par exemple.

Prenons une pièce de cuivre de 1 centime, pesant, comme on le sait, 1 gramme, et supposons qu’en exagérant la rapidité de sa dissociation nous puissions arriver à la dématérialiser entièrement.

L’énergie cinétique possédée par un corps en mouvement, étant égale à la moitié du produit de sa masse par le carré de sa vitesse, un calcul élémentaire donne la puissance que représenteraient les particules de ce gramme de matière animées de la vitesse constatée pendant la dissociation des corps. Elle est égale à 510 milliards de kilogrammètres, chiffre qui correspond à environ 6 milliards 800 millions de chevaux-vapeur. Cette quantité d’énergie serait suffisante pour faire parcourir à un train de marchandises 4 fois la circonférence du globe. Pour faire effectuer avec du charbon ce trajet au même train il faudrait en dépenser pour 68.000 francs. Ce chiffre de 68.000 francs représente donc la valeur marchande de l’énergie intra-atomique contenue dans une pièce de 1 centime.

Sous quelles formes l’énergie intra-atomique peut-elle exister dans la matière? Comment des forces si colossales peuvent-elles être concentrées dans des particules si petites?

L’idée d’une telle concentration semble, au premier abord, inexplicable, parce que notre expérience usuelle montre la grandeur de puissance mécanique toujours associée à la dimension des appareils qui la produisent. Une machine d’une puissance de mille chevaux par exemple possède un volume considérable. Par association d’idées nous sommes conduits à croire que la grandeur de l’énergie mécanique implique la grandeur des appareils qui la produisent.

C’est là une illusion pure résultant de l’infériorité de nos systèmes mécaniques et facile à détruire par de très simples calculs. Une des plus élémentaires formules de la dynamique montre que l’on peut accroître à volonté l’énergie d’un corps de grandeur constante, en accroissant simplement sa vitesse. On peut donc concevoir une machine théorique formée simplement d’une tête d’épingle tournant dans le chaton d’une bague, et qui, malgré sa petitesse, posséderait, grâce à sa force giratoire, une puissance mécanique égale à celle de plusieurs milliers de locomotives.

Nous avons appris aujourd’hui à dissocier la matière, mais seulement en quantité extrêmement faible. Il est cependant permis d’espérer que la science de l’avenir trouvera moyen de la désagréger plus complètement. Elle aura alors à sa disposition une source immense de forces. Je suis déjà arrivé, par des moyens fort simples, à obliger des corps très stables à devenir, à surface égale, quarante fois plus radio-actifs que des substances spontanément dissociables, telles que l’uranium.

Les résultats à obtenir dans cet ordre de recherches seraient en vérité immenses. Dissocier facilement la matière mettrait à notre disposition une source infinie d’énergie et rendrait inutile l’extraction de la houille, dont la provision s’épuise rapidement. Le savant qui trouvera le moyen de libérer économiquement les forces que contient la matière changera presque instantanément la face du monde. Une source illimitée d’énergie étant gratuitement à la disposition de l’homme, il n’aurait plus à se la procurer par un dur travail.

* * * * *

Cette dissociation de l’énergie intra-atomique, concentrée dans la matière dès le commencement des choses, explique l’origine des forces de l’univers. Aux époques lointaines du chaos de notre système solaire, dont les nébuleuses montrent une confuse image, l’éther s’est lentement condensé. Ses tourbillons localisés, formant probablement les éléments primitifs de la matière, ont accumulé par la vitesse croissante de leur rotation l’énergie intra-atomique dont nous constatons l’existence. A la phase de condensation succéda plus tard une phase de dissociation. Notre univers est entré dans un nouveau cycle, l’énergie lentement accumulée dans l’atome a commencé de se dégager par suite de sa dissociation. La chaleur solaire, d’où dérivent la plupart des énergies que nous utilisons, représente une des plus importantes manifestations de cette dissociation.

Ainsi donc le soleil, générateur de la plupart des énergies terrestres, ne fait que dépenser les forces lentement accumulées par la matière à l’époque où, dans les nuages primitifs d’éther, les atomes emmagasinèrent les énergies qu’ils devaient restituer un jour.

VIII

L’étude que nous venons de faire nous a montré que la matière n’était pas éternelle et se dissociait pour retourner à cet éther mystérieux, premier substratum des choses. Ces constatations conduisent à se demander comment la matière a pu naître et comment elle peut mourir?

L’origine des choses et leur fin font partie des grands mystères de l’univers qui firent dépenser aux religions, aux philosophies et à la science le plus de méditations et d’efforts. L’esprit humain ne s’est jamais résigné à ignorer, il invente des chimères quand on lui refuse des explications, et ces chimères deviennent bientôt ses maîtres.

La science n’a pas encore allumé les flambeaux capables d’illuminer les ténèbres qui enveloppent notre passé et voilent l’avenir. Elle peut cependant projeter quelques lueurs dans cette nuit profonde.

D’après les idées que nous vous avons exposées sur la structure de la matière, les corps sont constitués par une réunion d’atomes composés chacun d’un agrégat de particules en rotation, probablement formées de tourbillons d’éther. Par suite de leur vitesse, ces particules possèdent une énergie cinétique énorme. Suivant la façon dont leurs équilibres sont troublés, elles engendrent des forces diverses, telles que la lumière, la chaleur et l’électricité.

Mais comment ces atomes sont-ils nés et comment se transforment-ils? L’analyse spectrale permet, on le sait, de suivre la genèse des éléments dont se composent les divers univers. La variation des spectres stellaires dans le rouge et l’ultra-violet indique la température des étoiles, par conséquent leur âge relatif, et les raies spectrales font connaître leur composition. On a déterminé ainsi les corps apparaissant dans les astres avec les variations de température correspondant à des phases diverses d’évolution. Dans les étoiles les moins anciennes, c’est-à-dire les plus chaudes, n’existent guère que des gaz peu nombreux, l’hydrogène principalement; puis, à mesure que ces astres se refroidissent, apparaissent successivement les corps simples que nous connaissons en commençant par ceux dont le poids atomique est le moins élevé.

Depuis que l’astronomie sait fixer par la photographie l’image des étoiles, elle en a découvert un nombre beaucoup plus grand qu’on le croyait. Elle évalue aujourd’hui à plus de 400 millions, sans parler naturellement de ceux invisibles et par conséquent inconnus, le nombre d’astres: étoiles, planètes, nébuleuses, existant au firmament. L’analyse spectrale les montre à des âges très divers d’évolution. Leur passé doit être d’une effrayante longueur, puisque les géologues évaluent à plusieurs centaines de millions d’années l’existence de notre planète.

Pendant ces entassements de siècles ignorés par l’histoire, les millions d’astres dont l’espace est peuplé ont commencé ou terminé des cycles d’évolution analogues à celui parcouru par notre globe d’aujourd’hui. Des mondes peuplés comme le nôtre, couverts de cités florissantes remplies des merveilles de la science et des arts, ont dû sortir de la nuit éternelle et y rentrer sans rien laisser derrière eux. Les pâles nébuleuses aux formes incertaines représentent peut-être les derniers vestige de mondes qui vont s’évanouir dans le néant ou devenir les noyaux d’un nouvel univers.

Les transformations révélées par l’observation des astres indiquent donc la marche générale de l’évolution des mondes. Elle est toujours enfermée dans ce cycle fatal des choses: naître, grandir, décliner et mourir.

* * * * *

Les faits résumés dans cette conférence montrent que la matière n’est pas éternelle, qu’elle constitue un réservoir énorme de forces, et disparaît en se transformant en d’autres formes d’énergie avant de retourner à ce qui, pour nous, est le néant.

Les éléments d’un corps qui brûle ou qu’on essaie d’anéantir par un moyen quelconque se transforment, mais ils ne se perdent pas, puisque la balance permet de constater que leur poids n’a pas changé. Les éléments des atomes qui se dissocient sont, au contraire, irrévocablement détruits. Ils ont perdu toutes les qualités de la matière, y compris la plus fondamentale de toutes, la pesanteur. La balance ne les retrouve plus.

Comment les tourbillons d’éther et les énergies engendrées par eux perdent-ils leur individualité pour s’évanouir dans l’éther? La question se ramène à celle-ci: Comment un tourbillon formé au sein d’un fluide peut-il disparaître dans ce fluide en y produisant des vibrations?

Sous cet aspect, la solution du problème est assez simple. On voit facilement, en effet, comment un tourbillon engendré aux dépens d’un liquide peut, lorsque son équilibre est troublé, s’évanouir, malgré sa rigidité théorique, en rayonnant son énergie sous forme de vibrations du milieu où il est plongé. C’est de cette façon, par exemple, qu’une trombe marine, formée d’un tourbillon liquide, perd son existence et disparaît dans l’océan.

De la même manière, sans doute, les tourbillons d’éther constituant les éléments des atomes peuvent se transformer en vibrations d’éther. Celles-ci représentent le terme ultime de la dématérialisation de la matière et de sa transformation en énergie avant son anéantissement final.

Ainsi donc, lorsque les atomes ont rayonné toute leur énergie sous forme de vibrations lumineuses, calorifiques ou autres, ils retournent, par le fait même du rayonnement consécutif à leur dissociation, à l’éther primitif d’où ils dérivent. La matière et l’énergie sont alors rentrées dans le néant des choses, comme la vague dans l’océan.

Il ne semble pas très compréhensible, au premier abord, que les mondes qui paraissent de plus en plus stables à mesure qu’ils se refroidissent puissent devenir instables au point de se dissocier entièrement. Pour faire comprendre ce phénomène, nous allons en donner d’abord l’explication théorique, puis rechercher si des observations astronomiques ne permettent pas d’être témoins d’une telle dissociation.

On sait que la stabilité d’un corps en mouvement, comme une toupie ou une bicyclette, cesse d’être possible quand sa vitesse de rotation descend au-dessous d’une certaine limite. Aussitôt cette limite atteinte, il perd sa stabilité et tombe sur le sol. J.-J. Thomson interprète même de cette façon la radio-activité et fait remarquer que, lorsque la vitesse de rotation des éléments composant les atomes descend au-dessous d’une certaine limite, ils deviennent instables et tendent à perdre leur équilibre. Il en résulterait un commencement de dissociation, avec diminution de leur énergie cinétique suffisant pour lancer dans l’espace les produits de la désagrégation intra-atomique.