La Structure De L’atome

L'air, l'eau, les montagnes, les animaux, les plantes, votre corps, la chaise sur laquelle vous êtes assis, en bref, tout ce que vous voyez, touchez, sentez, depuis le plus lourd jusqu'au plus léger, tout est formé d'atomes. Chaque page du livre que vous tenez entre vos mains comprend des milliards d'atomes. Les atomes sont des particules tellement minuscules qu'il est impossible d'en voir un seul même avec le plus puissant des microscopes. Le diamètre d'un atome n'est que de l'ordre d'un millionième de millimètre.

Il est impossible qu'un être humain puisse se représenter cette taille. Essayons donc de l'expliquer avec un exemple:

Imaginez que vous avez une clé dans votre main. Il vous est bien sûr impossible de voir les atomes dans cette clé. Pour voir les atomes, vous devez grossir la clé dans votre main jusque dans les proportions du monde. Une fois que la clé devient aussi grande que la Terre, alors chacun de ses atomes est de la grosseur d'une cerise.13

Prenons un autre exemple afin de comprendre cette minuscule taille et comment tout est composé d'atomes:

Supposons que nous voulions compter tous les atomes dans un seul grain de sel et supposons que nous sommes capable de compter un milliard (1.000.000.000) d'atomes par seconde. En dépit de notre habileté considérable, nous aurons besoin de cinq cent ans pour compter tous les atomes compris dans ce minuscule grain de sel.14

Qu'y a-t-il donc à l'intérieur d'une structure aussi petite?

En dépit de sa taille extrêmement petite, il y a un système complexe, unique et parfait à l'intérieur de l'atome, comparable en sophistication au système que nous voyons dans l'univers en entier.

Chaque atome est composé d'un noyau et d'un nombre d'électrons circulant sur des orbites à de très grandes distances du noyau. À l'intérieur du noyau se trouvent d'autres particules appelées protons et neutrons.

Dans ce chapitre, nous allons examiner la structure extraordinaire de l'atome qui constitue le fondement de toute chose animée ou inanimée, et voir comment les atomes se combinent pour former des molécules et, au final, la matière.

a) Atome

b-c) Les protons et les électrons sont composés de groupes de 3 quarks.

La puissance cachée dans le noyau

Le noyau est situé précisément au centre de l'atome et est constitué d'un certain nombre de protons et de neutrons selon les propriétés de l'atome. Le rayon du noyau fait dix millièmes de fois le rayon de l'atome. Pour exprimer cela en nombres, le rayon de l'atome est de 10-8 (0,00000001) cm et le rayon du noyau est de 10-12 (0,000000000001) cm. Par conséquent, le volume du noyau est égal à dix milliardièmes du volume de l'atome.

Puisque nous ne pouvons pas nous représenter cette immensité (il vaudrait mieux dire cet espace minuscule), reprenons notre exemple de la cerise. Examinons le noyau à l'intérieur des atomes que nous représentons de la taille d'une cerise quand la clé dans notre main a été grossie à la taille de la Terre. Mais cette recherche ne mènera à rien car même à cette échelle, il nous est absolument impossible de voir le noyau, qui est toujours extrêmement petit. Si nous voulons vraiment le voir, nous devons changer de nouveau d'échelle. La cerise représentant notre atome doit de nouveau être grossie et devenir une énorme balle de deux cent mètres de diamètre. Même à cette échelle incroyable, le noyau de notre atome ne serait pas plus gros qu'un petit grain de poussière.15

Quand on compare le diamètre du noyau qui fait 10-13 cm et le diamètre de l'atome qui fait 10-8 cm, nous arrivons au résultat suivant: si nous supposons que l'atome est une sphère, et que nous voulons remplir complètement cette sphère avec des noyaux, nous aurons besoin de 1015 (1.000.000.000.000.000) noyaux.16

Il y a cependant une chose encore plus surprenante que cela: bien que sa taille soit d'un dix milliardième de celle de l'atome, la masse du noyau comprend 99,95% de la masse de l'atome. Comment est-ce possible qu'une chose constitue pratiquement toute une masse donnée, alors que d'un autre côté, elle n'occupe pratiquement aucun espace?

La raison en est que la densité comprenant la masse de l'atome n'est pas distribuée uniformément à travers tout l'atome. C'est-à-dire que pratiquement toute la masse de l'atome est accumulée dans le noyau. Disons que vous possédez une maison de 10 milliards de mètres carrés et que vous deviez placer tous les meubles de la maison dans une pièce d'un mètre carré. En êtes-vous capables? Bien sûr que non. Cependant, le noyau atomique est capable de le faire grâce à une formidable force qui est différente de toute autre force dans l'univers. Cette force est la "force nucléaire forte", une des quatre forces fondamentales dans l'univers que nous avons mentionnée dans le chapitre précédent.

Nous avions noté que cette force, la plus puissante des forces de la nature, maintient le noyau de l'atome intact et l'empêche de se fragmenter. Tous les protons du noyau ont des charges positives et ils se repoussent les uns des autres à cause de la force électromagnétique. Cependant, grâce à la force nucléaire forte, qui est 100 fois plus puissante que la force répulsive des protons, la force électromagnétique devient inefficace, et ainsi les protons sont maintenus ensemble.

Pour résumer, il existe deux forces importantes agissant l'une sur l'autre à l'intérieur d'un atome qui est si petit que nous ne pouvons le voir. Le noyau est capable de rester cohérent à cause des valeurs précises de ces forces.

Quand on considère la taille de l'atome et le nombre d'atomes dans l'univers, il est impossible de ne pas remarquer qu'il y a un équilibre et une conception fantastiques à l'œuvre. Il est clair comme de l'eau de roche que les forces fondamentales dans l'univers ont été créées d'une manière très spéciale avec une grande puissance et une grande sagesse. La seule chose à quoi ceux qui rejettent la foi en Dieu ont recours n'est rien d'autre que l'affirmation que tout ceci est apparu à la suite de "coïncidences". Des calculs de probabilités, cependant, mettent scientifiquement la probabilité que les équilibres de l'univers se soient formés par "coïncidences" à "0". Tout ceci est une preuve évidente de l'existence de Dieu et de la perfection de Sa création.

… Mon Seigneur embrasse tout dans Sa science. Ne vous rappelez-vous donc pas? (Sourate al-An'am: 80)

L'espace dans l'atome

Comme mentionné précédemment, la plus grande partie d'un atome consiste en un espace vide. Cela nous mène tous à nous poser la même question: pourquoi y a-t-il un tel espace? Réfléchissons un instant. En termes simples, l'atome est constitué d'un noyau, autour duquel tournent des électrons. Il n'y a rien d'autre entre le noyau et les électrons. Cette distance microscopique à l'intérieur de laquelle rien n'existe" est en fait une grande distance à l'échelle atomique. On peut illustrer cette échelle de la manière suivante: si une bille d'un centimètre de diamètre représente l'électron le plus près du noyau, alors le noyau sera à un kilomètre de distance de cette bille.17 On peut citer l'exemple suivant pour expliciter cette distance:

Il existe un très grand espace entre les particules fondamentales. Si j'imagine que le proton d'un noyau d'oxygène est l'extrémité d'une épingle reposant sur la table devant moi, alors l'électron qui tourne autour dessine un cercle qui passe à travers la Hollande, l'Allemagne et l'Espagne (celui qui écrit ces lignes vit en France). Par conséquent, si tous les atomes de mon corps se rapprochaient les uns des autres jusqu'à se toucher, vous ne pourriez plus me voir. En fait, vous ne pourriez plus me voir à l'œil nu. Je serais aussi petit qu'un minuscule grain de poussière de la taille de quelques millièmes de millimètre.18

L'espace entre les protons et les électrons de l'atome est aussi large que l'espace sur la carte ci-dessus.

À ce point, nous réalisons qu'il y a une similitude entre les espaces les plus grands et les plus petits connus dans l'univers. Quand nous regardons vers les étoiles, nous voyons encore un vide similaire à celui des atomes. Il existe des espaces vides de milliards de kilomètres entre les étoiles et entre les galaxies. Cependant, dans ces deux types de vide, un ordre qui est au-delà de la compréhension humaine prédomine.

À l'intérieur du noyau: les protons et les neutrons

Jusqu'en 1932, on pensait que le noyau était uniquement constitué de protons et d'électrons. On a alors découvert qu'il n'y avait pas d'électrons mais des neutrons dans le noyau en plus des protons (le célèbre scientifique Chadwick prouva en 1932 l'existence des neutrons dans le noyau et il obtint un Prix Nobel pour cette découverte). L'humanité ne connaît la structure réelle de l'atome que depuis une date aussi récente.

Nous avons mentionné auparavant combien est petit le noyau de l'atome. La taille d'un proton qui est capable de tenir dans le noyau atomique est 10-15 mètres.

Vous pourriez penser qu'une particule aussi petite n'a aucune signification dans votre vie de tous les jours. Cependant ces particules, qui sont tellement petites qu'elles sont incompréhensibles pour l'esprit humain, forment la base de toutes les choses que vous apercevez autour de vous.

La source de la diversité dans l'univers

109 éléments ont jusqu'ici été identifiés. L'univers entier, notre Terre, et tous les êtres animés et inanimés sont formés par l'arrangement de ces 109 éléments selon diverses combinaisons. Jusqu'à maintenant, nous avons vu que tous les éléments sont constitués d'atomes qui sont similaires les uns aux autres et qui, à leur tour, sont constitués des mêmes particules. Donc si tous les atomes constituant les éléments sont constitués des mêmes particules, qu'est-ce qui fait que les éléments diffèrent les uns des autres et cause la formation de matières infiniment diverses?

C'est le nombre de protons dans le noyau des atomes qui différencie principalement les éléments entre eux. Il y a un proton dans l'atome d'hydrogène, l'élément le plus léger, 2 protons dans l'atome d'hélium, le second élément le plus léger, 79 protons dans l'atome d'or, 8 protons dans l'atome d'oxygène et 26 protons dans l'atome de fer. Ce qui différencie l'or du fer et le fer de l'oxygène, ce sont tout simplement les nombres différents de protons dans leurs atomes. L'air que nous respirons, nos corps, les plantes et les animaux, les planètes dans l'espace, les choses animées et les choses inanimées, l'amer et le sucré, le solide et le liquide, tout… tout ceci est en fin de compte constitué de protons, de neutrons et d'électrons.

La frontière de l'existence physique: les quarks

Jusqu'à 20 ans de cela, on croyait que les plus petites particules constituant les atomes étaient les protons et les neutrons. Cependant, plus récemment, on a découvert qu'il existe des particules encore plus petites dans l'atome qui forment les particules mentionnées ci-dessus.

1) Topaze 2) Pyrite 3) Titane 4) Calcaire 5) Saphir jaune 6) Saphir bleu 7) Calcite 8) Talc 9) Cuivre 10) Fluor 11) Topaze 12) Émeris 13) Fer 14) Charbon 15) Galène 16) Quartz 17) Baryum sulfate 18) Feldspath 19) Diamant 20) Apatite 21) Feldspath 22) Quartz 23) Sel gemme 24) Or

Ce qui est à l'origine de la différence entre les éléments est le nombre de protons dans le noyau de leurs atomes. C'est la différence qui rend les matériaux montrés ci-dessus paraître si différents les uns des autres.

Cette découverte a amené le développement d'une branche de la physique appelé "physique des particules", étudiant les "sous particules" dans l'atome et leurs mouvements particuliers. Les recherches conduites par la physique des particules ont révélé que les protons et les neutrons constituant l'atome sont formés en vérité de sous particules appelées "quarks".

Les protons et les neutrons dans le noyau de l'atome sont formés à partir de petites particules appelées quarks.

La dimension des quarks qui forment le proton, qui est si petit qu'il dépasse les capacités de l'imagination humaine, est encore plus incroyable: 10-18 (0,000000000000000001) mètres.

Les quarks à l'intérieur d'un proton ne peuvent jamais être beaucoup séparés les uns des autres parce que la "force nucléaire forte" qui est responsable de la cohésion des particules dans le noyau est également ici à l'œuvre. Cette force sert d'élastique entre les quarks. Plus la distance entre les quarks augmente, plus cette force augmente et deux quarks ne peuvent s'éloigner l'un de l'autre de plus d'un quadrillionième de mètre. Ces élastiques entre les quarks sont formés par les gluons qui possèdent la force nucléaire forte. Les quarks et les gluons possèdent une interaction très forte. Cependant, les scientifiques n'ont pas encore été capables de découvrir comment cette interaction survient.

1) Molécule de 10^-9m.
2)Atome de 10^-10m.
3) Noyau d'atome de 10^-14m.
4) Proton de 10^-15m.
5)Électron de 10^-18m.
6)Quark de 10^-18m.

De la structure de l'atome à celle du quark, il est possible d'analyser les particules les plus petites formant l'atome en utilisant des accélérateurs de particules modernes. Le diagramme cidessus illustre cette relation de manière progressive.

Les recherches sont en cours dans le domaine de la physique des particules afin d'éclaircir le monde des particules subatomiques. Cependant, en dépit de toutes l'intelligence, la conscience et le savoir que l'humanité possède, nous n'avons été capable de découvrir que très récemment les particules fondamentales formant toute chose, y compris nous-mêmes. De plus, plus nous fouillons dans ces particules et plus le domaine devient détaillé, en nous laissant dans l'embarras à la limite des 10-18 m du quark. Qu'est-ce qui se trouve donc au-delà de cette limite?

Aujourd'hui, les scientifiques soumettent diverses hypothèses sur ce sujet, mais comme mentionné ci-dessus, cette limite est le point le plus lointain jusqu'ici atteint dans l'univers matériel. Tout ce qui se trouve au-delà de ce point ne peut qu'être exprimé en énergie, pas en matière. Le fait le plus important est que l'homme a trouvé, dans un lieu qu'il n'a été capable de découvrir qu'avec tous les moyens technologiques à sa disposition, des équilibres énormes et des lois de physique fonctionnant comme une horloge. De plus, ce lieu est situé dans l'atome, qui constitue la brique de base de toute la matière dans l'univers, comme des êtres humains également.

L'homme a tout juste commencé à être conscient de ce mécanisme parfait qui fonctionne sans faute dans les organes et les systèmes de son propre corps. Sa découverte des mécanismes des cellules formant ces structures ne remonte qu'à quelques décennies. La création suprême évidente dans les atomes qui sont la base des cellules, dans les protons et les neutrons des atomes, et dans les quarks à l'intérieur de ces particules est tellement parfaite qu'elle bouleverse quiconque, croyant ou non. Le point fondamental ici est que tous ces mécanismes parfaits fonctionnent d'une manière ordonnée chaque seconde de la vie d'un homme, sans aucune intervention de sa part, et complètement hors de son contrôle. Il est tout à fait évident pour quiconque utilise sa sagesse et sa conscience que c'est Dieu, qui possède une puissance et une connaissance supérieures, qui a créé tout ceci et les gouverne.

Ceux qui sont dans les cieux et la terre L'implorent. Chaque jour, Il accomplit une œuvre nouvelle. Lequel donc des bienfaits de votre Seigneur nierez-vous? (Sourate ar-Rahman: 29-30)

L'autre aspect des atomes: les électrons

Les électrons sont des particules tournoyantes et qui tournent autour du noyau de l'atome de la même manière que la Terre tourne sur son propre axe ainsi qu'autour du Soleil. Cette rotation, similaire à celle des planètes, survient sans jamais s'arrêter et selon un ordre parfait sur des chemins que l'on appelle orbites. Cependant, la proportion entre la taille de la Terre et du Soleil est très différente de celle à l'échelle atomique. Pour faire une comparaison entre la taille des électrons et la taille de la Terre, si on grossit un atome pour qu'il ait la taille de la Terre, l'électron sera aussi gros qu'une pomme.19

Dans le diagramme de gauche, vous voyez quatre types différents d'orbites constituées d'électrons et qui dépendent du mouvement de l'onde. Les électrons suivent des orbites exactement de la même manière que les planètes autour du Soleil et ceci en fonction des propriétés de leurs particules. Ces différents mouvements empêchent leur localisation précise.

Les dizaines d'électrons tournant dans une zone tellement petite qu'elle est invisible pour le plus puissant des microscopes, créent un trafic très complexe à l'intérieur de l'atome. Le fait le plus remarquable ici est que ces électrons qui entourent le noyau comme une armure de charge électrique n'ont pas le moindre accident. En fait, le plus petit accident à l'intérieur de l'atome serait un désastre pour lui. Cependant, cela n'arrive jamais. L'opération complète fonctionne parfaitement. Les électrons tournant autour du noyau à la vitesse inconcevable de 1000 km/seconde ne rentrent jamais en collision. Il est extrêmement stupéfiant que ces électrons, qui ne sont pas différents les uns des autres, suivent des orbites séparées, et cela est manifestement le résultat d'une "création consciente". S'ils avaient des masses et des vitesses différentes, il serait naturel pour eux d'occuper des orbites différentes autour du noyau. Par exemple, l'ordre des planètes dans notre système solaire suit cette logique. Les planètes qui ont des masses et des vitesses totalement différentes sont naturellement situées sur des orbites différentes autour du Soleil. Mais le cas des électrons dans l'atome est complètement différent de celui des planètes. Les électrons sont tous identiques mais occupent des orbites différentes autour du noyau: comment suivent-ils ces chemins sans se tromper, comment évitent-ils les collisions bien qu'ils aient des dimensions incroyablement petites et bougent à des vitesses défiant l'entendement? Ces questions mènent à un seul fait: la seule vérité à cet ordre unique et à cet équilibre délicat est la création parfaite de Dieu.

C'est Lui Dieu, le Créateur, Celui qui donne un commencement à toute chose, le Formateur. À Lui les plus beaux noms. Tout ce qui est dans les cieux et la terre Le glorifie. Et c'est Lui le Puissant, le Sage. (Sourate al-Hasr: 24)

Les électrons sont de petites particules, d'une taille d'environ deux millièmes de celle des neutrons et des protons. Un atome a le même nombre d'électrons et de protons et chaque électron porte une charge négative (-) égale à la charge positive (+) portée par chaque proton. La charge positive (+) totale dans le noyau et la charge négative (-) totale des électrons s'annulent l'une l'autre et l'atome devient ainsi neutre.

La charge électrique qu'ils portent oblige les électrons à obéir à certaines lois de physique. Une de ces lois de la physique est que "des charges électriques identiques se repoussent et des charges opposées s'attirent".

Tout d'abord, dans des circonstances normales, les électrons, tous chargés négativement, devraient se repousser en obéissant à cette loi et ils devraient être expulsés du noyau. Cependant, cela n'arrive pas. Si les électrons s'éparpillaient du noyau, alors l'univers serait constitué de protons, de neutrons et d'électrons errant dans le vide. Deuxièmement, le noyau positivement chargé devrait attirer les électrons chargés négativement et les électrons devraient se coller au noyau. Dans ce cas, le noyau attirerait tous les électrons et l'atome imploserait.

Cependant, aucune de ces choses n'arrive. Les vitesses extraordinaires des électrons (1000 km/sec), la force de répulsion qu'ils exercent les uns sur les autres et la force d'attraction que le noyau exerce sur les électrons sont basées sur des valeurs tellement précises que ces trois facteurs contradictoires s'équilibrent parfaitement. Grâce à cela, le système extraordinaire à l'intérieur de l'atome fonctionne sans faute. Même si une seule de ces forces affectant l'atome était un peu plus ou un peu moins importante qu'elle ne doit être, l'atome n'existerait pas.

En plus de ces facteurs, si la force nucléaire liant les protons et les neutrons dans le noyau n'existait pas, les protons porteurs de charges identiques ne pourraient même pas se rapprocher les uns des autres, et encore moins se lier à l'intérieur d'un noyau. De la même manière, les neutrons ne seraient pas capables de se coller au noyau. Suite à cela, il n'y aurait pas de noyau et donc, pas d'atome.

Tous ces calculs si précis sont des indications que même un simple atome n'est pas abandonné à lui-même, mais qu'il agit sous le contrôle parfait de Dieu. Autrement, il serait inévitable que l'univers dans lequel nous vivons se termine avant qu'il n'ait débuté. Ce processus échouerait dès le commencement et l'univers ne se formerait même pas. Cependant, Dieu, le Créateur de toute chose, l'Omnipotent et le Tout-Puissant, a établi des équilibres extrêmement précis à l'intérieur de l'atome tout comme Il a établi tous les équilibres de l'univers, grâce auxquels l'atome continue d'exister selon un ordre parfait.

Les scientifiques ont fait de grands efforts au fil des ans pour dévoiler le secret de cet équilibre établi par Dieu, et ont abouti simplement à la désignation de certains noms pour observer des phénomènes comme "la force électromagnétique", "la force nucléaire forte", "la force nucléaire faible" et "la force d'attraction massique"… Cependant, comme mentionné dans l'introduction de ce livre, personne n'a réfléchi à la question "Pourquoi?". Pourquoi ces forces agissent-elles avec une certaine intensité et selon certaines lois? Pourquoi les domaines qui sont gouvernés par ces forces, les lois auxquelles ils obéissent, et l'intensité de ces forces possèdent-ils une harmonie aussi grande?

Les électrons tournent autour du noyau suivant un équilibre délicat exactement de la même manière que les planètes tournent autour du Soleil.

Les scientifiques sont désespérés en face de toutes ces questions car tout ce qu'ils peuvent faire est de deviner l'ordre dans lequel les événements se sont déroulés. Leurs recherches, cependant, ont donné naissance à une réalité indiscutable. Chaque fait dans l'univers révèle l'intervention d'un Possesseur d'une intelligence d'une volonté qui ne laisse pas le moindre atome abandonné à son propre sort. Il n'y a qu'une seule puissance qui maintient toutes les forces ensemble en harmonie, et c'est Dieu, qui détient toute la puissance et le pouvoir. Dieu manifeste Son pouvoir où Il veut quand Il veut. L'univers entier depuis le plus petit atome jusqu'aux galaxies sans fin est capable de continuer son existence seulement par la volonté de préservation de Dieu.

Dans le Coran, Dieu énonce qu'il n'y a pas d'autre puissance à part Lui et Il annonce la punition de ceux qui, inconscients de cela, supposent que les êtres sans pouvoir (animés ou inanimés) qu'Il a créés possèdent une puissance ou un pouvoir indépendamment de Lui, et leur attribuent des caractéristiques divines:

Parmi les hommes, il en est qui prennent, en dehors de Dieu, des égaux à Lui, en les aimant comme on aime Dieu. Or les croyants sont les plus ardents en l'amour de Dieu. Quand les injustes verront le châtiment, ils sauront que la force tout entière est à Dieu et que Dieu est dur en châtiment!... (Sourate al-Baqarah: 165)

Jusqu'ici aucun scientifique n'a encore été capable d'expliquer la cause et la source des forces dans l'atome et par conséquent dans l'univers, et pourquoi certaines forces entrent en jeu à certaines occasions. La science ne fait que des observations, des mesures et leur donne des "noms".

De tels "noms" sont considérés comme de grandes découvertes dans le monde de la science. En réalité, ce que font les scientifiques n'est pas une tentative de former un nouvel équilibre dans l'univers ou de construire un nouveau système mais juste un effort pour comprendre et révéler le secret de l'équilibre évident du cosmos. Ce qu'ils font le plus souvent est simplement d'observer les innombrables merveilles de la création de Dieu dans l'univers et de leur donner un nom. Les scientifiques qui détectent un système ou une structure supérieurs créés par Dieu gagnent divers prix scientifiques, sont honorés et admirés par d'autres personnes. Dans ce cas, le seul qui devrait vraiment être honoré est, sans aucun doute possible, Dieu, le Miséricordieux, le Clément, qui donna naissance à ce système quand il n'existait pas, l'a muni d'équilibres extrêmement délicats, et crée sans arrêt des miracles extraordinaires comme ceux-là.

Dans l'alternance de la nuit et du jour, et aussi dans tout ce que Dieu a créé dans les cieux et la terre, il y a des signes, certes, pour des gens qui craignent Dieu. (Sourate Yunus: 6)

L'ACCÉLÉRATION DES PARTICULES
Accélérateurs et collisionneurs

Le laboratoire de physique des particules du CERN est un centre de recherche international situé à la frontière franco-suisse, il est le résultat d'un partenariat entre 19 pays européens. Le sujet de recherche de ce laboratoire est la structure de base de la matière et les principales particules formant cette structure. Environ 3000 physiciens, ingénieurs, techniciens et personnels administratifs sont employés dans le laboratoire, qui est visité par plus de 6000 physiciens membresdans le but d'effectuer des recherches.

L'étude des particules qui sont les briques constitutives de la matière, c'est l'étude des particules qui sont des millions de fois plus petites que l'atome. Les recherches sur ces minuscules particules peuvent être menées uniquement en utilisant d'énormes appareils expérimentaux. De telles expériences aussi complexes ne peuvent être contrôlées qu'avec l'utilisation intensive d'ordinateurs.

La physique des particules de grande énergie est le domaine de la science qui étudie les briques de matière et les interactions entre elles. Des expériences récentes conduites avec l'aide de technologies avancées nous ont permis d'étendre rapidement nos connaissances sur la composition de la matière. Les recherches de la physique des particules sont conduites dans des laboratoires d'accélérateurs de particules qui font des kilomètres de diamètre.

Dans des accélérateurs de particules, les particules chargées – essentiellement des protons et des électrons – sont accélérées à de très grandes vitesses dans un champ électromagnétique et dirigées vers une chambre d'ionisation. Les particules accélérées rentrent ensuite en collision avec des cibles fixes ou entre elles.

Les physiciens du laboratoire de physique des particules du CERN réalisent des expériences utilisant des accélérateurs de particules, dont le plus grand est de 27 kilomètres de circonférence. Les particules sont d'abord accélérées dans ces longs tubes, puis sont mises en collision les unes avec les autres.

Les particules qui se brisent suite à ces collisions sont examinées par plusieurs systèmes de détection. Les technologies des accélérateurs et des détecteurs, dont la complexité a augmenté de plus en plus depuis les années 1950, ont rendu possible les collisions à haute énergie. L'étude de ces collisions par des systèmes de détecteurs avancés ont permis de découvrir que les protons et les neutrons, connus comme étant la fondement de la matière, possèdent une sous-structure composée de particules appelées les quarks. Des mesures effectuées à des niveaux élevés d'énergie ont donné aux scientifiques l'opportunité d'étudier la composition de la matière à des distances aussi petites que le centième du rayon du proton. Les laboratoires munis d'accélérateurs ne se trouvent que dans quelques centres dans le monde puisqu'ils sont très coûteux.Les plus importants sont le CERN (Genève), le DESY (Hambourg), le Fermilab-FNAL (Chicago) et le SLC (Californie). Les physiciens spécialisés dans les hautes énergies participent à des études expérimentales dans ces centres et étudient les secrets de l'atome. Parmi ces laboratoires, le SLC fait 3 km de diamètre et le CERN en fait 27. Cependant, le champion en terme de taille est le projet américain SSC qui est construit dans le centre du Texas aux États Unis, avec un diamètre d'environ 85 kilomètres. Le coût du dispositif augmente en rapport direct avec la taille (pour le SSC, le coût sera d'environ 6 milliards de dollars).20

Les orbites des électrons

Les dizaines d'électrons qui tournent dans une zone tellement petite qu'elle est invisible pour le plus puissant des microscopes, elles créent un trafic très complexe à l'intérieur de l'atome, comme on l'a énoncé précédemment. Ce trafic, cependant, est tellement ordonné qu'il est incomparablement plus ordonné que n'importe quel trafic urbain. Les électrons ne rentrent jamais en collision entre eux, car chaque électron possède une orbite séparée et ces orbites ne coïncident jamais.

LES ÉLECTRONS AU SERVICE DE L'HUMANITÉ

L'électricité représente une partie importante de notre vie. Nous ne pouvons apparemment rien faire sans électricité. Notre vie est liée à l'électricité quand nous mangeons, quand nous regardons la télé, quand nous nous déplaçons ou quand nous nous nettoyons. Il suffit d'appuyer sur un bouton et tout s'illumine autour de nous. Nous appuyons sur un autre bouton et tous les appareils électriques commencent à fonctionner. Cette forme d'électricité que nous utilisons à tout moment de notre vie est appelée le courant électrique. Ceux qui rendent ce courant possible sont les électrons que nous avons passés en revue depuis le début de ce livre. L'électricité est le courant chargé qui résulte du mouvement d'électrons chargés négativement et d'ions. Les appareils comme la télévision et le réfrigérateur, lors d'un usage ordinaire, consomment 1 à 2 ampères d'électricité. Mais que signifie cette quantité?

Un courant de 1 ampère par seconde signifie la transmission de 6 milliards de milliards d'électrons dans une section donnée par seconde. Ce nombre est un million de fois plus élevé dans le cas de la foudre.

Il existe 7 couches électroniques autour du noyau de l'atome. Les nombres d'électrons dans ces sept couches qui ne changent jamais ont été spécifiés par une formule mathématique: 2n2. Le nombre maximal d'électrons qui peuvent se trouver dans chaque couche autour de l'atome a été fixé par cette formule. (La lettre n dans la formule correspond au numéro de la couche).

Les électrons suivent une orbite extrêmement complexe au sein de l'atome. Bien que cela forme un environnement beaucoup plus embouteillé que celui d'une ville, pas un seul accident n'y survient.

Le fait que le nombre infini de couches électroniques des atomes constituant l'univers corresponde précisément au même nombre en obéissant à la formule 2n2 indique un ordre précis. Le fait qu'il n'existe pas de chaos à l'intérieur de l'atome bien que les électrons bougent à des vitesses incroyables est une autre indication de cet ordre unique. C'est un ordre qui ne peut en aucun cas être attribué à des coïncidences. La seule explication pour l'existence de cet ordre est que Dieu a créé toute chose comme une manifestation de Sa puissance selon un ordre et une harmonie énoncés dans le Coran. Dieu fait référence à cet ordre qu'Il a créé dans les versets du Coran:

... et Dieu a assigné une mesure à chaque chose. (Sourate at-Talaq: 3)

… et qui a créé toute chose en lui donnant ses justes proportions. (Sourate al-Furqane: 2)

… Et toute chose a auprès de Lui sa mesure. Le Connaisseur de ce qui est caché et de ce qui est apparent, Le Grand, Le Sublime. (Sourate ar-Raad: 8-9)

Et quant à la terre, Nous l'avons étalée et y avons placé des montagnes immobiles et y avons fait pousser toute chose harmonieusement proportionnée. (Sourate al-Hijr: 19)

Le Soleil et la Lune évoluent selon un calcul minutieux. (Sourate ar-Rahman: 5)

Et quant au ciel, Il l'a élevé bien haut. Et Il a établi la balance… (Sourate ar- Rahman: 7)

Comme le révèlent les versets, Dieu, le Seigneur de tous les mondes, est Celui qui crée toutes choses selon une proportion, une mesure et un ordre parfaits. Cette proportion et cette mesure couvrent le domaine des êtres depuis la plus petite particule subatomique jusqu'aux corps célestes géants de l'espace: les systèmes solaires, les galaxies et tout ce qui existe entre. C'est la conséquence du pouvoir, de la connaissance, de l'art et de la sagesse sans fin de Dieu. Dieu présente Ses attributs aux êtres humains dans la mesure, l'ordre et l'équilibre parfaits des êtres et des systèmes qu'Il crée. Il nous montre Sa puissance sans fin. C'est la vérité vers laquelle toutes les recherches et les calculs scientifiques doivent diriger l'homme.

Onde ou particule?

Quand les électrons ont été découverts pour la première fois, on pensait que c'étaient des particules comme les protons et les neutrons découverts dans le noyau. Dans les expériences qui ont suivi, cependant, on a découvert qu'ils présentaient des caractéristiques propres aux ondes comme les particules de lumière, c'est-à-dire, les photons. Plus tard, les physiciens quantiques arrivèrent à la conclusion que chaque particule possède simultanément une onde avec sa propre fréquence distincte.

On sait que la lumière se répand comme le font les rides créées à la surface de l'eau quand une pierre est jetée dans un lac. Cependant, la lumière affiche quelques fois la caractéristique d'une particule de matière et est observée sous la forme de pulsions sporadiques et intermittentes comme des gouttes de pluie tombant sur une vitre. Cette même dichotomie a été observée chez l'électron, ce qui a amené une grande confusion dans le monde de la science. Les mots qui suivent, de Richard P. Feynman, le célèbre professeur de physique théorique, devaient apaiser la confusion générale:

Maintenant nous savons comment les électrons et la lumière se comportent. Mais comment puis-je l'appeler? Si je dis qu'ils se comportent comme des particules, je donne une mauvaise impression; de la même manière que si je dis qu'ils se comportent comme des ondes. Ils se comportent de leur manière inimitable, ce qui peut techniquement être appelé un moyen mécanique quantique. Ils se comportent d'une manière qui ne ressemble à rien de ce que vous avez vu jusque-là… Un atome ne se comporte pas comme un poids reposant sur un ressort et oscillant. Pas plus qu'il ne se comporte comme une représentation miniature du système solaire avec de petites planètes tournant autour sur des orbites. Pas plus qu'il apparaît comme une sorte de nuage ou de brouillard de quelque sorte entourant le noyau. Il se comporte comme rien de ce que vous avez vu jusque-là. Il y a tout de même au moins une simplification; les électrons se comportent à cet égard de la même manière que les photons; ils sont tous les deux loufoques, mais exactement de la même manière. Comprendre comment ils se comportent, par conséquent, nécessite une bonne dose d'imagination, car nous allons décrire quelque chose qui est différent de tout ce que vous connaissez.21

Parce que les scientifiques n'ont jamais été capables d'expliquer le comportement des électrons, ils ont trouvé comme solution de lui donner le nom de "mouvement mécanique quantique". Citons de nouveau le Professeur Feynman qui énonce ci-dessous la nature exceptionnelle de cela, et du respect qu'il ressent:

Ne continuez pas à vous demander, si vous pouvez l'éviter, "Comment cela peut-il être ainsi?" car vous serez 'fichus', perdus dans une impasse de laquelle personne n'a pu encore s'échapper. Personne ne sait comment cela peut être ainsi.22

Cependant, l'impasse énoncée par Feynman n'en est pas une en réalité. La raison pour laquelle certaines personnes ne peuvent jamais se sortir de ce dilemme est qu'en dépit de preuves substantielles, elles ne peuvent accepter que ces systèmes et ces équilibres incroyables soient apparus grâce au Créateur suprême. La situation est très claire: Dieu a créé l'univers alors qu'il n'existait pas, l'a muni d'équilibres extraordinaires et lui a donné naissance sans aucun exemple préalable. La réponse à la question des scientifiques "Comment cela peut-il être ainsi?",qui ne pourra jamais être résolue, ni comprise, repose sur le fait que Dieu est le Créateur de toute chose et que tout existe seulement sur Son ordre "Sois!".

Il est le Créateur des cieux et de la terre à partir du néant! Lorsqu'Il décide une chose, Il dit seulement: "Sois!", et elle l'est aussitôt. (Sourate al-Baqarah: 117)

Le monde rempli de couleurs dont les portes sont ouvertes
par les électrons

Avez-vous déjà imaginé comment cela serait de vivre dans un monde sans couleur? Essayez d'imaginer votre corps, les gens autour de vous, la mer, le ciel, les arbres, les fleurs, en bref tout, en noir. Vous ne voudriez jamais vivre dans un tel monde, n'est-ce pas?

Qu'est-ce qui rend la terre colorée? Comment les couleurs, qui rendent notre monde si extraordinairement beau, prennent-elles naissance?

Certaines caractéristiques présentes dans la nature de la matière nous permettent de percevoir les objets en couleur. Les couleurs se forment naturellement grâce aux mouvements des électrons à l'intérieur de l'atome. Vous allez vous demander: "Qu'est-ce que le mouvement des électrons à voir avec les couleurs?". Expliquons brièvement cette relation:

Les électrons tournent uniquement sur des couches électroniques. Nous avons mentionné qu'il existe 7 couches électroniques. À chaque couche correspond un niveau spécifique d'énergie, lequel varie en fonction de la distance entre la couche et le noyau. Plus la couche est proche du noyau, moins ses électrons ont d'énergie, et plus elle est éloignée du noyau, plus ses électrons ont d'énergie.

Chaque couche électronique possède des "sous-couches", entre lesquelles les électrons de la couche se déplacent continuellement.

Un électron doit recevoir une énergie extérieure pour être capable de voyager entre les couches. La source de cette énergie est le "photon".

Dans sa définition la plus simple, le photon est une "particule de lumière". Chaque étoile dans l'univers est une source de photons. La source la plus importante de photons pour notre monde est, bien sûr, le Soleil. Les photons sont émis à travers tout l'espace à partir du Soleil à une vitesse de 300.000 km par seconde.

Quand ces photons, arrivant sur la Terre, frappent les atomes des objets de la Terre, les électrons des atomes commencent quelquefois leur voyage. Si les électrons qui sont capables de voyager grâce à cette énergie s'élèvent vers une couche de plus grande énergie et retournent ensuite vers leur propre couche, ils émettent un photon qui forme la couleur qui rencontrera notre œil. Chacun des processus résumés dans les quelques lignes qui précèdent se répète depuis le début de la création sans aucune erreur. Chaque étape fonctionne selon un plan et un ordre magnifique. Si une seule partie de cette interaction entre électrons et photons n'avait pas fonctionné, cela aurait abouti à un univers sombre et sans couleur.

Listons une nouvelle fois ces étapes qui doivent fonctionner selon un plan et un ordre bien précis pour former un univers avec des couleurs au lieu d'un univers sombre.

• La lumière voyageant du Soleil vers la Terre se diffuse sous forme de photons. Ces particules s'éparpillent autour de la Terre et frappent les atomes de matière.
• Les photons ne peuvent pas voyager très loin dans les atomes. Ils frappent les électrons entourant le noyau.
• Les électrons absorbent ces photons qui les frappent.
• Quand les électrons prennent l'énergie des photons qu'ils absorbent, ils sautent sur une autre couche qui possède un plus grand niveau d'énergie.
• Ces électrons essayent de retourner à leur état d'origine.
• Lorsqu'ils retournent sur leur propre couche, ils émettent un photon chargé d'énergie.
• Ces photons émis par les électrons déterminent la couleur de l'objet.

70% des rayons qui atteignent la Terre à partir du Soleil sont parfaitement appropriés pour l'existence d'une vie sur Terre.

Pour résumer, la couleur d'un objet consiste en réalité d'un mélange de ces particules de lumière qui sont absorbées, puis émises par cet objet, et qui atteignent nos yeux. La couleur d'un objet qui n'émet pas de lumière en soi mais réfléchit la lumière qu'il reçoit du Soleil dépend à la fois de la lumière qu'il reçoit et du changement qu'il opère sur cette lumière. Si l'objet illuminé avec de la lumière blanche apparaît "rouge", c'est parce qu'il absorbe une grande portion du mélange de photons qui le frappent et n'émet que le rouge. En disant "il absorbe", nous voulons dire:

1) Radio ondes
2) Micro ondes
3) Radiation Infrarouge
4) Lumière visible
5) Rayons ultraviolets
6) Rayons x
7) Rayons gamma

Une grande variété de rayonnements arrivent sur la Terre depuis le Soleil. Comme on le constate dans le spectre électromagnétique à gauche, nous ne percevons qu'une infime partie de ces rayonnements.

Comme mentionné auparavant, chaque couche a des sous-couches et les électrons voyagent entre ces sous-couches. À chaque couche correspond un niveau spécifique d'énergie, et les électrons transportent autant d'énergie que l'autorise le niveau d'énergie de la couche sur laquelle ils circulent. Les couches qui sont plus distantes du noyau ont une plus grande énergie. Quand un espace pour un électron devient disponible dans une couche supérieure, l'électron disparaît soudainement, puis réapparaît de nouveau dans cette sous-couche avec un niveau d'énergie plus important. Cependant, pour que l'électron puisse faire cela, il doit augmenter son niveau d'énergie au niveau requis par la couche vers laquelle il saute. Et l'électron augmente son niveau d'énergie en absorbant (avalant) des photons en provenance du Soleil.

On peut éclaircir la situation avec quelques exemples. Considérons le Papillon Morpho. Les pigments sur le papillon absorbent toute la lumière du soleil en réémettant uniquement la couleur bleue. Quand les particules de lumière correspondant à cette couleur réfléchie atteignent la rétine de l'œil, elles sont converties en signaux électriques par les cellules de la rétine appelées cônes de telle manière à être perçus comme bleu, et envoyés au cerveau. Au final, la couleur bleue se forme dans le cerveau.

Cela signifie que la couleur d'un objet dépend du caractère de la lumière émise depuis la source et de la quantité de lumière qui est réémise par l'objet en question. Par exemple, la couleur d'une robe n'est pas la même sous la lumière du soleil et dans un magasin. Si un objet est perçu noir par notre cerveau, cela signifie que cet objet absorbe toute la lumière venant du Soleil et qu'il n'en réfléchit pas. De la même manière, si l'objet réfléchit toute la lumière venant du Soleil et n'en absorbe aucune, il est alors perçu comme étant blanc par notre cerveau. Dans ce cas, les points qui méritent une attention particulière sont les suivants:

1. La couleur d'un objet dépend des propriétés de la lumière émise par la source de la lumière.
2. La couleur d'un objet dépend de la réaction des électrons des molécules de sa structure, donc quelle lumière ces électrons absorberont et laquelle ils n'absorberont pas.
3. La couleur d'un objet dépend de la manière dont notre cerveau percevra le photon frappant la rétine.

Arrêtons encore ici et réfléchissons de nouveau.

La conception supérieure dans la formation des couleurs nous pousse au seul fait suivant: l'univers a été créé dans une grande harmonie et un grand ordre depuis ses plus petites particules jusqu'à ses plus grandes particules. L'aspect artistique dans la création des couleurs est l'un des signes de la création parfaite de Dieu.

Les électrons qui tournent à une vitesse incroyable autour du noyau de l'atome, qui est trop petit pour être visible à l'œil nu, disparaissent soudainement de leurs propres couches et sautent vers un autre endroit appelé sous-couche. Il faut également qu'il y ait un espace disponible sur la sous-couche pour effectuer ce saut. L'énergie requise pour ce processus leur est fournie par l'absorption de photons. Puis ils reviennent vers leurs orbites de départ. Durant cette action, les couleurs perceptibles par l'œil humain sont formées. Qui plus est, les atomes, dont le nombre s'exprime en trillions, réalisent ce mouvement à chaque instant, ce qui nous permet de voir une "image" ininterrompue.

Ce mécanisme magnifique ne peut être comparé à aucune des opérations réalisées par une machine fabriquée par l'homme. Une horloge, par exemple, possède en elle-même un mécanisme très complexe, et toutes les pièces de l'horloge (leviers, disques, vis, écrous…) doivent être positionnées au bon endroit et de la bonne façon pour qu'elle puisse fonctionner convenablement. Le moindre problème dans ce mécanisme gênerait le mécanisme de l'horloge. Cependant, quand on pense à la structure d'un atome et au fonctionnement du mécanisme des électrons énoncé auparavant, on comprend mieux la simplicité de la structure d'une horloge. Comme on l'a dit, le mécanisme des électrons est trop complexe, parfait et sans défaut pour être comparé au moindre système fabriqué par l'homme. En définitif, un système qui possède une complexité si inconcevable et fonctionne tellement parfaitement n'a pas pu apparaître spontanément, suite à des coïncidences, comme l'affirment les scientifiques matérialistes. Posons-nous maintenant la question suivante: si vous apercevez une horloge qui fonctionne dans un désert, penserez-vous qu'elle s'est été formée à partir de poussière, de sable, de terre et de pierre par hasard? Personne ne pensera ça, car la conception et la sagesse dans l'horloge sont trop évidentes. Cependant, la conception et la sagesse dans un seul atome sont, comme on l'a cité précédemment, incomparablement supérieures à celles d'un mécanisme fabriqué par l'homme. Celui qui possède cette sagesse est Dieu, Celui qui possède le savoir suprême, qui sait, voit et crée toute chose.

Les photons arrivant du Soleil nous permettent de voir un monde plein de couleurs en affectant la structure des objets sur la Terre.

Dieu a créé tous les "mondes", à la fois celui que nous sommes capables de voir et celui que nous ne sommes pas capables de voir, avec une qualité artistique illimitée, et Il nous a donné d'innombrables faveurs, que nous en soyons conscients ou non. Le sujet des couleurs à propos desquelles nous ne connaissions rien, et dont nous ne ressentions aucun besoin d'apprendre, nous a été révélé dans tous ses détails et sa complexité au fur et à mesure des progrès de la science. Il est indéniable que le progrès et les avancées scientifiques devraient amener chaque personne, qui utilise sa sagesse et sa conscience, à croire en l'existence de Dieu. Néanmoins, il existe toujours des gens qui ignorent l'art et la sagesse supérieurs observables dans tout l'univers. Le célèbre scientifique Louis Pasteur fit une remarque intéressante sur ce sujet en disant: "Un peu de science vous éloigne de Dieu mais plus de science vous en rapproche."23

Plus une personne apprend de choses sur les exemples de la création l'entourant, plus elle comprend que Dieu l'entoure dans toutes les directions, qu'Il dirige toutes les affaires du ciel et de la terre, et qu'Il tient tout sous Son contrôle. Elle comprend que sa vie lui sera reprise et qu'elle devra répondre pour tout ce qu'elle aura fait sur terre. Plus un croyant s'informe des innombrables phénomènes qui l'entourent, plus son admiration pour le savoir de Dieu augmente. Cette admiration est une étape très importante sur le chemin de la perception de la puissance et du pouvoir infini de Dieu, autant qu'il est possible, et de la crainte de Dieu. Ceci est énoncé dans le Coran:

N'as-tu pas vu que, du ciel, Dieu fait descendre l'eau? Puis nous en faisons sortir des fruits de couleurs différentes. Et dans les montagnes, il y a des sillons blancs et rouges, de couleurs différentes, et des roches excessivement noires. Il y a pareillement des couleurs différentes, parmi les hommes, les animaux et les bestiaux. Parmi Ses serviteurs, seuls les savants craignent Dieu. Dieu est, certes, puissant et pardonneur. (Sourate Fatir: 27-28)