L'Homme est fait de poussières d'étoiles | Jocelyn Bell Burnell | TEDxVienna

Jocelyn Bell Burnell est professeure invitée à l'Université d'Oxford. Quand elle était étudiante en radioastronomie à l'université de Cambridge, elle mit en évidence le premier pulsar, ouvrant ainsi la voie à tout un pan de l'astrophysique - son directeur de thèse obtiendra le prix Nobel pour cette découverte. Une fois diplômée, elle occupera à mi-temps plusieurs postes dans le domaine de l'astronomie, lui permettant ainsi de combiner carrière et vie de famille. Faire progresser le nombre de femmes dans les métiers de la science lui tient à cœur. Lorsqu'elle ne travaille pas, elle aime jardiner, assister à des chorales et recueillir des poèmes sur le thème de l'astronomie. Elle est également est active chez les Quakers.

Cette conférence a été donnée lors d'un évènement TEDx selon le format TED mais a été organisé de manière indépendante par une communauté locale. En savoir plus sur http://ted.com/tedx

J'ai un petit problème, mais continuons.

Mon sang est rouge.

Le sang viennois est-il rouge ?

(Rires)

J'imagine que oui.

Pourquoi le sang est-il rouge ?

Quelqu'un a-t-il la réponse ?

(Public) Le fer.

C'est le fer, oui.

C'est le fer présent dans l'hémoglobine
de notre système sanguin,

qui lui donne sa couleur.

Le fer est un des éléments chimiques,

et je vais l'évoquer dans un moment.

Mais avant...

(Rires)

Ketchup.

Nous parlerons de tomates plus tard.

(Rires et applaudissements)

Revenons à nos moutons.

C'est en effet un des éléments chimiques,

et même si vous n'êtes pas chimiste,
vous en connaissez probablement d'autres.

Voici la réponse d'un
étudiant à un examen.

[H2O est de l'eau chaude
et CO2, de l'eau froide]

(Rires)

Savez-vous donc ce qu'est H2O ?

(Public) De l'eau.
(Jocelyn Burnell) De l'eau. Le CO2 ?

(Public et JB) Du dioxyde de carbone.

Nous avons donc ici trois
autres éléments chimiques :

de l'hydrogène,
de l'oxygène et du carbone.

Et puisque nous sommes
sur les sujets d'examen,

en voici un autre à propos de l'eau :

L'eau est composée de deux gins...

[L'eau est composée de deux gins,
Oxygin et Hydrogin]

[L'un est du gin pur.
L'autre, de l'eau et du gin.]

(Rires)

Ces réponses ont été données
par des étudiants américains mais...

(Rires et applaudissements)

Les rêves les plus fous
y deviennent réalité.

Certains se souviendront peut-être
avoir vu un diagramme de ce type

en classe de chimie.

On peut même le retrouver de nos jours

sur des torchons, des tasses,
des sacs et des stylos.

C'est un tableau des quelque
cent éléments observés à ce jour.

À Oxford, d'où je viens,

nous l'avons également
sur nos taxis et nos bus -

mais ça, c'est Oxford.

(Rires)

Dans notre corps, notre sang
contient manifestement du fer,

mais aussi de l'hydrogène et de l'oxygène
car nous sommes faits de deux-tiers d'eau.

Il y a du carbone dans nos tissus,
du calcium dans nos os.

Nous allons nous concentrer sur le fer
car cette conférence est courte.

D'où proviennent ce fer
et tous ces autres éléments ?

Comment ont-ils gagné notre corps ?

Ce n'est pas dans l'air... pas vraiment.

Cela provient de ce que nous avons
ingéré : les plantes et les animaux.

Comment le fer s'est-il retrouvé dans
les plantes et les animaux ?

Eh bien, il est issu de la terre.

Comment est-il arrivé dans la terre ?

D'où provenait-il avant cela ?

Je vais vous expliquer

comment les étoiles ont créé
ces éléments chimiques -

les ingrédients nécessaires à la vie :
oxygène, carbone, calcium, fer -

en prenant ce dernier pour exemple.

Les étoiles naissent dans certains
recoins sombres de la galaxie,

les nébuleuses obscures.

Des particules de gaz et de poussières
fourmillent autour de nous,

par chance en un petit amas,

l'amas est dense en gravité,
il en capte un peu plus,

il se concentre davantage,
en amasse de nouveau.

Et après plusieurs millions d'années,

ce petit amas deviendra
une étoile à part entière.

Lorsque la température
au centre de cette masse

atteint environ 10 millions de degrés,

les réactions nucléaires s'enclenchent,

et, en particulier, la transformation
de l'hydrogène en hélium.

L'énergie résiduelle qui s'en dégage
se déploie en lumière stellaire.

Notre soleil en est à cette phase :

notre soleil brûle 600 millions de tonnes
d'hydrogène chaque seconde.

Et cela fait cinq milliards d'années.

Cela durera à peu près
cinq autres milliards d'années.

Peu après cela, ce sera la fin,
mais c'est inutile à notre histoire.

(Rires)

Nous devons nous concentrer sur
une toute petite minorité d'étoiles,

les étoiles extrêmement massives,

de 10 à 30 fois plus grandes
que notre soleil.

Vous en connaissez peut-être certaines :

les Pléiades - dans le ciel hivernal
près de la constellation d'Orion.

et Bételgeuse -

qui est l'étoile rougeâtre située en haut
à gauche de la constellation d'Orion.

Ces géantes n'ont pas seulement
transformé l'hydrogène en hélium,

mais aussi l'hélium en carbone,

et font leur chemin
sur le tableau périodique

jusqu'à ce que le fer
surgisse en leur noyau.

Et c'est initialement à cet endroit
que nous trouvons du fer dans l'univers -

dans le cœur de certaines étoiles.

Cela nous est plutôt
inutile à cet endroit.

Mais la mort d'une étoile,
sa fin tragique, est notre salut.

Voici deux photos :
une « avant » et une « après ».

Nous regardons ici
l'hémisphère sud d'un objet

appelé le Grand Nuage de Magellan.

C'est une galaxie naine externe
à la nôtre mais voisine.

Nous apercevons en haut à gauche
un amas lumineux de gaz,

un concentré de gaz d'hydrogène rosâtre,

des millions de petites étoiles,

et l'une d'elle, dans le bas à droite,
désignée par une flèche.

Pour ceux d'entre vous
qui ne sont pas astrophysiciens,

la flèche a été ajoutée
après que la photo a été prise.

(Rires)

Mais cette étoile des plus banales
que nous avons été obligés de flécher

devient cette masse à droite,

et nul besoin de flèche pour la retrouver.

Cette étoile a explosé
de manière catastrophique.

C'était l'une de ces géantes

du type de celles des Pléiades
ou de Bételgeuse.

Elle a traversé le tableau périodique.

Sa structure en « pelure d'oignon »
contenait du fer en son centre

et les autres éléments dans
ses couches supérieures

puis elle a explosé.

L'explosion d'une étoile est
un phénomène assez complexe,

je ne vais pas donc pas
m'attarder sur les détails,

mais c'est un cataclysme.

Nous avions pour habitude de
penser que c'était désastreux.

Aujourd'hui, nous savons que les pulsars
que Vlad a mentionnés en introduction

sont issus du cœur de ces supernovas.

Cependant, 95% de l'étoile
se désagrège dans l'espace,

ce qui implique que sont
dispersés à travers l'univers

les précieux éléments chimiques
qui constituaient l'étoile :

oxygène, calcium, carbone, fer,

tous dispersés, libérés
par l'explosion finale

de cette étoile.

Leur voyage pour arriver jusqu'à nous
est une longue histoire,

je vais donc vous le mimer.

Vous n'êtes pas sans savoir

que les professeurs de physique
ont une réputation douteuse.

(Rires)

Celles du sexe féminin
sont carrément folles !

Et je suis sur le point
de vous le prouver !

(Applaudissements)

La scène représente la Voie Lactée -

notre galaxie,

et c'est une histoire qui
implique la Voie Lactée entière.

Par ici, dans la Voie Lactée, se trouve
une de ses nébuleuses obscures

où se forment parfois les étoiles,

des particules de gaz, des molécules
et de la poussière s'affairent.

Par chance, il y a un petit amas,

il est dense en gravité, il attire de
la poussière et du gaz supplémentaires

la masse augmente, la gravité aussi,

d'autres particules se rajoutent.

Pour gagner du temps, messieurs-dames,
cela deviendra une de ces géantes,

autrement, nous ne sommes pas rendus.

Cela se développe donc graduellement.

Lorsque l'évolution est à son comble

et que la température au cœur
a atteint environ 10 millions de degrés,

les réactions nucléaires s'enclenchent,

l'hydrogène se consume et
se transforme en hélium.

Vroum !

Puis, l'hydrogène vient
à manquer dans le noyau.

Alors l'hélium se convertit en carbone.

Vroum !

Cela ne dure jamais si longtemps.

Puis, l'hélium vient à manquer à son tour,

le carbone se transforme
donc en oxygène et cætera.

Vroum ! Vroum !

Boum !

(Rires)

Et des milliards de milliards
de tonnes de gaz,

se déploient dans les environs,

à cet endroit de notre galaxie.

Les particules se répandent doucement

mais pas de panique, nous avons le temps.

(Rires)

Elles peuvent se promener,

et elles voyagent petit à petit,
dans toutes les directions,

mais c'est ce coin-là qui nous intéresse.

Certaines arrivent ici,

à l'endroit où une autre
de ces nébuleuses est déjà,

elle-même faite de particules
de gaz et de poussières.

Et une partie de la matière
provenant de l'explosion distante

trouve son chemin jusqu'ici.

C'est une matière riche
en carbone, en calcium,

en fer, en oxygène et ainsi de suite.

Les particules rejoignent donc le nuage,

et, par chance, un petit amas
se forme, il gagne en gravité,

d'autres particules sont attirées,
la masse augmente, la gravité aussi,

de nouvelles particules sont captées,

la masse et la gravité augmentent encore,

et après un million d'années,
10 millions d'années,

l'amas se développe de plus en plus.

Et une fois encore, pardonnez-moi,

ne serait-ce pas encore
une de ces géantes ? --

autrement, nous en avons pour la nuit.

Cette géante grossit,

et les réactions nucléaires s'enchaînent,
l'hydrogène brûle et devient de l'hélium.

Vroum !

D'hydrogène en hélium. Vroum !

D'hélium en carbone.

Vroum ! Boum !

(Rires)

Vous connaissez la suite de l'histoire.

Des milliards de milliards de tonnes de
matière se dispersent à travers l'univers,

et une partie fait son chemin par là,

jusqu'à un autre recoin sombre
de la galaxie - la Voie Lactée -

où une étoile commence à se former.

La matière qui vient de là-bas

est doublement enrichie
en carbone, calcium, fer et cætera,

grâce à la matière
qu'a générée cette étoile-ci,

ainsi que celle accumulée
de cette étoile-là.

Ce qui arrive donc ici est une
double dose de carbone,

calcium, fer et cætera.

Et ici, dans cette nébuleuse, une étoile
appelée Soleil est en train de se former.

Et elle est faite d'éléments

qui existent déjà dans
cette partie de la galaxie,

avec la matière qui
provient de cette étoile-là,

et la matière qui provient
directement d'ici,

et certainement d'autres supernovas.

Notre soleil est une étoile
de troisième génération.

Notre étoile est une étoile
formée sur le tard,

et tant mieux,

sans quoi nous ne serions pas ici.

Nous ne pouvons exister
qu'auprès d'une étoile jeune

qui a été enrichie par
de précédents cycles solaires.

Le soleil se forme donc

et une partie de la matière subsiste.

Peut-être avez-vous déjà
vu des images de Saturne

et de ses anneaux.

C'en est une copie à grande échelle.

Nous avons donc le soleil

et une partie des débris
dans un anneau gigantesque.

Concentrons-nous sur les débris -

des fragments qui tournoient.

Ces débris entrent parfois en collision,

ils tournoient, entrent
en collision à nouveau

et continuent de tourbillonner.

À terme, des planètes se créent

et l'anneau, du moins
ce qu'il en reste, disparaît.

Les planètes sont faites
des mêmes éléments que le soleil,

qui, rappelez-vous, est fait
de particules qui étaient ici,

et là encore.

Huit planètes se forment,

pas Pluton.

(Rires)

Pluton s'est rajouté plus tard.

Imaginez Pluton comme un enfant adopté.

Les autres sont des enfants biologiques.

Ces planètes sont donc globalement
faites des mêmes éléments que le soleil,

qui est lui-même composé
d'éléments qui étaient là,

et, en réalité, de débris de supernovas
à travers toute notre galaxie.

Impossible de savoir
si c'était celle-ci et celle-ci.

C'est celle-ci et celle-ci,

celle-là et celle-là -

doublement enrichies de tous
ces précieux éléments chimiques.

Et les planètes, tout comme
les étoiles, sont faites ainsi.

À proximité du soleil,

les planètes en surchauffe
ont subi une modification,

et la matière qui atteint plus facilement
son point d'ébullition s'est évaporée.

Dès lors, on entrevoit mieux la
composition initiale des planètes.

C'est globalement ainsi
que cela s'est déroulé.

Ces plantes et animaux que nous consommons
se nourrissent des éléments de la terre,

nous sommes donc composés
des mêmes molécules que la terre,

qui proviennent elles-mêmes du soleil,

et donc du reste de la galaxie.

Ainsi, le fer s'est formé au sein même
de ces étoiles massives,

celles-là mêmes qui ont subi
de nombreuses réactions nucléaires.

Ce fer a été relâché

lors de l'effroyable mort de ces géantes.

La vie et la mort font donc
déjà partie de l'univers.

Si ces étoiles n'avaient pas existé,
notamment les supernovas,

nous ne serions pas ici.

Nous sommes donc purement et simplement

les enfants des étoiles,

et, dans une certaine mesure en réalité,

nous sommes des étoiles.

Merci.

(Applaudissements)